Doza de radiații - în siguranța radiațiilor , fizică și radiobiologie - o valoare utilizată pentru a evalua gradul de expunere la radiații ionizante asupra oricăror substanțe, organismelor vii și țesuturilor acestora.
Principala caracteristică a interacțiunii radiațiilor ionizante cu un mediu este efectul de ionizare. O măsură cantitativă bazată pe cantitatea de ionizare a aerului uscat la presiunea atmosferică normală, care este destul de ușor de măsurat, se numește doză de expunere .
Doza de expunere este raportul dintre sarcina electrică totală a ionilor de același semn, formată după decelerația completă în aer a electronilor și pozitronilor , eliberați sau generați de fotoni dintr-un volum elementar de aer, și masa de aer din acest volum.
În Sistemul Internațional de Unități (SI), unitatea de măsură a dozei de expunere este coulombul împărțit la kilogramul (C/kg). Unitatea din afara sistemului este roentgen (R). 1 C/kg = 3876 R.
Odată cu extinderea gamei de tipuri cunoscute de radiații ionizante și a domeniului de aplicare a acesteia, s-a dovedit că măsura efectului radiațiilor ionizante asupra unei substanțe nu poate fi determinată pur și simplu din cauza complexității și diversității proceselor care au loc în această substanță. caz. Un important dintre ele, dând naștere la modificări fizico-chimice în substanța iradiată și conducând la un anumit efect de radiație, este absorbția energiei radiațiilor ionizante de către substanță. Ca urmare a acestui fapt, a apărut conceptul de doză absorbită . Arată câtă energie de radiație este absorbită pe unitatea de masă a substanței iradiate și este determinată de raportul dintre energia absorbită a radiației ionizante și masa substanței absorbante.
Gray (Gy) este considerată unitatea de măsură a dozei absorbite în sistemul SI . 1 Gy este doza la care 1 joule de energie de radiație ionizantă este transferată la o masă de 1 kg . Unitatea în afara sistemului de doză absorbită este rad . 1 Gy = 100 rad.
Studiul efectelor individuale ale iradierii țesuturilor vii a arătat că, cu aceleași doze absorbite, diferite tipuri de radiații produc efecte biologice inegale asupra organismului . Acest lucru se datorează faptului că o particulă mai grea (de exemplu , un proton ) produce mai mulți ioni pe unitate de lungime a căii în țesut decât una ușoară (de exemplu , un electron ). Cu aceeași doză absorbită, efectul distructiv radiobiologic este cu atât mai mare, cu atât ionizarea creată de radiație este mai densă . Pentru a ține cont de acest efect, se introduce conceptul de doză echivalentă . Doza echivalentă se calculează prin înmulțirea valorii dozei absorbite cu un coeficient special - factorul de ponderare a radiațiilor , care ia în considerare eficacitatea biologică relativă a diferitelor tipuri de radiații.
Unitatea SI a dozei echivalente este sievert (Sv). Valoarea lui 1 Sv este egală cu doza echivalentă a oricărui tip de radiație absorbită în 1 kg de țesut biologic și creând același efect biologic ca și doza absorbită de 1 Gy de radiație fotonică . Unitatea de măsură nesistemică a dozei echivalente este rem (înainte de 1954 - echivalentul biologic al unui roentgen, după 1954 - echivalentul biologic al unui rad [1] ). 1 Sv = 100 rem.
Doza efectivă (E) este o valoare utilizată ca măsură a riscului de consecințe pe termen lung ale iradierii întregului corp uman și a organelor și țesuturilor sale individuale, ținând cont de radiosensibilitatea acestora. Reprezintă suma produselor dozei echivalente în organe și țesuturi și a factorilor de ponderare corespunzători.
Unele organe și țesuturi umane sunt mai sensibile la radiații decât altele: de exemplu, cu aceeași doză echivalentă, cancerul la plămâni este mai probabil decât în glanda tiroidă , iar iradierea glandelor sexuale este deosebit de periculoasă din cauza riscului de apariție genetică . deteriora. Prin urmare, dozele de radiații ale diferitelor organe și țesuturi ar trebui luate în considerare cu un coeficient diferit, care se numește factor de ponderare a țesuturilor . Înmulțind valoarea dozei echivalente cu factorul de ponderare corespunzător și însumând-o pe toate țesuturile și organele , obținem doza efectivă , care reflectă efectul total asupra organismului . Coeficienții de ponderare sunt stabiliți empiric și calculați în așa fel încât suma lor pentru întregul organism să fie una.
Unitățile de doză efectivă sunt aceleași cu unitățile de doză echivalente. De asemenea, se măsoară în sieverts sau rems .
Doza efectivă angajată E(τ) este doza de expunere internă de la radionuclizi care au pătruns în corpul uman [2] [3] . Timpul de expunere umană la astfel de radionuclizi este determinat de perioadele de înjumătățire și de retenție biologică a acestora în organism și poate fi de multe luni și chiar ani [4] . În scopuri de reglementare, perioada totală de acumulare a dozei este stabilită la 50 de ani pentru un adult sau, dacă doza este evaluată pentru copii, până la vârsta de 70 de ani. La estimarea dozei anuale, doza efectivă angajată se adaugă la doza efectivă din expunerea externă pentru aceeași perioadă [5] .
Dozele eficiente și echivalente sunt valori normalizate, adică valori care sunt o măsură a daunelor (daunării) din expunerea la radiații ionizante asupra unei persoane. Din păcate, ele nu pot fi măsurate direct. Prin urmare, se introduc în practică mărimile dozimetrice operaționale, care sunt determinate în mod unic prin caracteristicile fizice ale câmpului de radiații într-un punct, cât mai aproape de cele normalizate. Principala cantitate operațională este echivalentul de doză ambiantă (sinonime - echivalentul de doză ambiantă, doza ambientală).
Echivalent de doză ambientală H * (d) - echivalentul de doză care a fost creat în fantoma sferică ICRU (Comisia Internațională pentru Unități de Radiație) la o adâncime d (mm) de la suprafață de-a lungul unui diametru paralel cu direcția radiației, într-o radiație câmp identic cu cel considerat în compoziție, fluență și distribuție a energiei, dar unidirecțional și omogen, adică echivalentul de doză ambientală H*(d) este doza pe care o persoană ar primi-o dacă s-ar afla la locul unde se face măsurarea. Unitatea de echivalent al dozei ambientale este sievert (Sv).
Prin calcularea dozelor efective individuale primite de indivizi, se poate ajunge la doza colectivă - suma dozelor efective individuale dintr-un grup dat de oameni într-o anumită perioadă de timp. Doza colectivă poate fi calculată pentru populația unui anumit sat , oraș , unitate administrativ-teritorială , stat etc. Se obține prin înmulțirea dozei medii efective cu numărul total de persoane care au fost expuse la radiații . Unitatea de măsură a dozei colective este man-sievert (man-Sv.), unitatea în afara sistemului este man-rem (man-rem). Doza colectivă se poate acumula o perioadă lungă de timp, nici măcar o generație, dar acoperind generațiile ulterioare.
În plus, se disting următoarele doze:
Millisievert (mSv) este adesea folosit ca măsură de doză în procedurile de diagnostic medical ( fluoroscopie , tomografie computerizată cu raze X etc.).
Conform Decretului medicului șef sanitar de stat al Rusiei nr. 11 din 21 aprilie 2006 „Cu privire la limitarea expunerii publice în timpul examinărilor medicale cu raze X”, paragraful 3.2, este necesar „să se asigure respectarea dozei efective anuale de 1 m Sv în timpul examinărilor medicale preventive cu raze X, inclusiv în timpul examinărilor medicale.
Doza medie globală de radiații din studiile cu raze X acumulată pe cap de locuitor pe an este de 0,4 mSv, totuși, în țările cu un nivel ridicat de acces la îngrijiri medicale (mai mult de un medic la 1000 de locuitori), această cifră crește la 1,2 mSv [6] ] .
Iradierea din alte surse tehnologice este mult mai mică:
Doza medie mondială de expunere din surse naturale, acumulată pe cap de locuitor pe an, este de 2,4 m Sv, cu o răspândire de la 1 la 10 m Sv [6] . Componentele principale:
Cu o singură iradiere uniformă a întregului corp și eșecul acordării de îngrijiri medicale specializate, decesul ca urmare a bolii acute de radiații are loc în 50% din cazuri [7] :
Rata dozei (intensitatea iradierii) este creșterea dozei corespunzătoare sub influența unei anumite radiații pe unitatea de timp. Are dimensiunea dozei corespunzătoare ( absorbită , expunere etc.) împărțită la o unitate de timp. Este permisă utilizarea diferitelor unități speciale (de exemplu: Sv/h, rem/min, mSv/an etc.).
| Cantitate fizica | Unitate în afara sistemului | unitate SI | Trecerea de la unitatea din afara sistemului la unitatea SI |
|---|---|---|---|
| Activitatea nuclizilor într-o sursă radioactivă | Curie (Ci) | Becquerel (Bq) | 1 Ki = 3,7⋅10 10 Bq |
| Doza de expunere | radiografie (R) | Coulomb/kilogram (C/kg) | 1 P \u003d 2,58⋅10 -4 C / kg |
| Doza absorbită | Rad (rad) | Gri (J/kg) | 1 rad = 0,01 Gy |
| Echivalent de doză | rem (rem) | Sievert (Sv) | 1 rem = 0,01 Sv |
| Rata dozei de expunere | Roentgen/Secund (R/c) | Coulomb/kilogram (in) secundă (C/kg s) | 1 R/s = 2,58⋅10 −4 C/kg s |
| Rata de doză absorbită | Rad/secundă (Rad/s) | Gri/secundă (Gy/s) | 1 rad/s = 0,01 Gy/s |
| Doza echivalentă | rem/secundă (rem/s) | Sievert/secundă (Sv/s) | 1 rem/s = 0,01 Sv/s |
| Doza integrală | Rad-gram (Rad g) | Kilogramul gri (Gy kg) | 1 rad g = 10 −5 Gy kg |
| Siguranța la radiații | |
|---|---|
| Efectul biologic al radiațiilor | |
| Doza de radiații | |
| Unități | sistemică gri Sievert în afara sistemului bucuros Baer raze X |
| Organizatii internationale | |