Doza de expunere

Doza de expunere este o caracteristică depășită a radiației fotonice , bazată pe capacitatea sa de a ioniza aerul atmosferic uscat .

Definiție

Cantitativ, doza de expunere este definită ca 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 aer. acest volum [1] [2] . Rata dozei de expunere este creșterea dozei de expunere pe unitatea de timp [3] .

Unități de măsură

• Sistemul Internațional de Unități (SI) — C /kg (1 C/kg ≈ 3,876⋅10 3 R [3] );
• Unitatea off- system este roentgenul (1 Р = 2,58⋅10 −4 C/kg [4] ).

Pentru exprimarea ratei dozei de expunere se folosesc unitățile A /kg și respectiv P /s [5] .

În legătură cu respingerea conceptului însuși de doză de expunere, trecerea la unitatea C/kg nu se realizează [6] .

Aplicație

Conceptul de doză de expunere a fost stabilit doar pentru radiația fotonică în intervalul de energie fotonică de la câțiva kiloelectronvolți până la 3 MeV [7] [8] . De asemenea, doza de expunere nu ține cont de ionizarea datorată absorbției bremsstrahlung , care este nesemnificativă pentru intervalul energetic considerat [9] [10] . Nu a fost folosită ca valoare dozimetrică folosită pentru stabilirea limitelor admisibile de expunere umană din 1954, când a fost introdus conceptul de doză absorbită, aplicabil oricărui tip de radiație ionizantă [11] . În metrologia internă, utilizarea dozei de expunere și eliberarea de noi instrumente pentru măsurarea acesteia nu sunt recomandate din 1990 [6] [10] . Din 2016, producția de dispozitive pentru măsurarea dozei de expunere sau a puterii acesteia a fost întreruptă [12] .

Trecerea la alte mărimi dozimetrice

Kerma în aer este echivalentul energetic al dozei de expunere a radiației fotonice. Aceste mărimi sunt legate prin următoarea relație, care este valabilă pentru fotonii cu o energie de ordinul a 1 MeV [13] [14] [15] :

unde este energia medie de formare a ionilor, este sarcina electronului, este fracția medie a energiei particulelor secundare care merg la bremsstrahlung în aer (în intervalul de energie fotonică de la 0,005 la 10 MeV , aceasta variază de la 0 la 0,03), este doza de expunere.

În condiții de echilibru electronic [Nota 1] , kerma este numeric egal cu doza absorbită [17] , respectiv, doza de expunere în 1 R este echivalentă cu 8,73⋅10 -3 Gy din doza absorbită în aer. În acest caz, doza absorbită în țesutul biologic va fi de 9,6⋅10 -3 Gy [18] [15] (strict vorbind, acest raport este valabil atunci când sunt iradiați cu fotoni cu energii de la 100 keV la 3 MeV [19] ). Deoarece factorul de calitate pentru fotoni este egal cu unu, atunci doza absorbită în acest caz este egală cu echivalentul , exprimat în sieverts .

În opera lui Bregadze Yu.I. se face o comparație între doza de expunere X, exprimată în roentgens, și echivalentul de doză ambiantă H*(10), măsurat în sieverți, măsurat cu dozimetre moderne. Se arată că pentru energiile fotonice de peste 500 keV este valabilă relația H*(10) ≈ X/100. În intervalul de la 30 la 500 keV, valoarea lui H*(10) oferă o estimare mai conservatoare a dozei primite, iar la energii fotonice sub 30 keV, dispozitivul de măsurare a dozei de expunere (cu suficientă sensibilitate) va supraestima contribuția radiații cu energie scăzută la expunerea organelor interne umane [20] .

Vezi și

• Kerma

Note

1. ↑ În condiții de echilibru electronic, suma energiilor electronilor generați care părăsesc volumul luat în considerare corespunde cu suma energiilor electronilor care intră în acest volum [7] . Echilibrul electronic va fi asigurat pentru o zonă mică a oricărei substanțe dacă această zonă este înconjurată de un strat din aceeași substanță cu o grosime egală cu domeniul celor mai rapizi electroni eliberați în această substanță de fotoni [16] .

1. ↑ ICRU 85, 2011 , p. 24.
2. ↑ Mashkovich, 1995 , p. 25.
3. ↑ 1 2 Moiseev, 1984 , p. 48.
4. ↑ GOST 8.417-2004. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Unități...
5. ↑ Kuznetsov, 2011 , p. 425.
6. ↑ 1 2 RD 50-454-84. Instrucțiuni metodice. Introducerea și aplicarea GOST 8.417-81 GSI. Unităţi de mărime fizice în domeniul radiaţiilor ionizante. - S. 32-33. — 37 p.
7. ↑ 1 2 Golubev, 1986 , p. 79.
8. ↑ Kudryashov, 2004 , p. 40.
9. ↑ Mashkovich, 1995 , p. 26.
10. ↑ 1 2 Bregadze, 1990 , p. 134.
11. ↑ Clarke, 2009 , p. 90.
12. ↑ Vereshchako G. G. , Khodosovskaya A. M. Radiobiologie: termeni și concepte: enciclopedie. ref. - Mn. : Belarusian Science, 2016. - S. 300.
13. ↑ ICRU 85, 2011 , p. 25.
14. ↑ Bregadze, 1990 , p. 135-136.
15. ↑ 1 2 Kozlov, 1991 , p. 326.
16. ↑ Ivanov, 1978 , p. 57.
17. ↑ Ivanov, 1978 , p. 52.
18. ↑ Golubev, 1986 , p. 80.
19. ↑ Carron, 2007 , p. 141.
20. ↑ Bregadze, 1990 , p. 166.167.

Literatură

• V.P. Mashkovich, A.V. Kudryavtsev. Protecție împotriva radiațiilor ionizante. - Moscova: Energoatomizdat, 1995. - 496 p.
• A.A. Moiseev, V.I. Ivanov. Manual de dozimetrie și igiena radiațiilor. - Moscova: Energoatomizdat, 1984. - 296 p.
• V.M. Kuznetsov, V.S. Nikitin, M.S. Hvostov. Radioecologie și securitatea radiațiilor. - Moscova: NIPKTS Voskhod-A LLC, 2011. - 1208 p.
• B.P. Golubev. Dozimetrie și protecție împotriva radiațiilor ionizante. - Moscova: Energoatomizdat, 1986. - 464 p.
• Yu.B. Kudriashov. Biofizica radiațiilor. - Moscova: FIZMATLIT, 2004. - 448 p.
• Yu.I. Bregadze, E.K. Stepanov, V.P. Yarina. Metrologia aplicată a radiațiilor ionizante. - Moscova: Energoatomizdat, 1990. - 264 p.
• V.F. Kozlov. Manual de siguranță împotriva radiațiilor. - Moscova: Energoatomizdat, 1991. - 352 p.
• IN SI. Ivanov. curs de dozimetrie. - Moscova: Atomizdat, 1978. - 392 p.
• Comisia internațională pentru unități și măsurători de radiații. Raport ICRU nr. 85. Mărimi și unități fundamentale pentru radiații ionizante (revizuită) : [ ing. ] . - Oxford University Press, 2011. - 35 p.
• RH Clarke, J.Valentin. Istoria ICRP și evoluția politicilor sale  : [ ing. ] . - Elsevier Ltd, 2009. - 69 p.
• NJ Carron. O introducere în trecerea particulelor energetice prin materie : [ ing. ] . - Taylor & Francis Group, LLC, 2007. - 386 p.