Основні характеристики радіоактивного випромінювання

 

Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, яке виникає в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.

Однією з основних характеристик джерела радіоактивного випромінювання є його активність, що виражається числом радіоактивних перетворень за одиницю часу. Активність А радіонукліда у джерелі - міра радіоактивності, яка дорівнює співвідношенню числа dN самовиникаючих ядерних перетворень у цьому джерелі за невеликий інтервал часу dt до цього інтервалу часу:

. (6.1)

Одиниця активності - кюрі (Кі), 1 Кі = 3,7-10¹⁰ ядерних перетворень за 1 секунду. В системі СІ одиниця активності - бекерель (Бк). 1 Бк дорівнює 1 ядерному перетворенню за 1 секунду чи 0,027 нКі.

Небезпека, що викликається дією радіоактивного випромінювання на організм людини, буде тим більшою, чим більше енергії передасть тканинам це випромінювання.

Кількість такої енергії, що передається організму, чи поглинається ним, називається дозою. Розрізняють експозиційну, поглинуту та еквівалентну дозу іонізуючого випромінювання.

Ступінь іонізації повітря оцінюється за експозиційною дозою рентгенівського або гамма-випромінювання.

Експозиційною дозою називається повний заряд dQ іонів одного знаку, що виникають у малому об'ємі повітря при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, котрі були утворені фотонами до маси повітря dт в цьому об'ємі:

. (6.2)

Одиницею вимірювання експозиційної дози є кулон на 1 кг·(Кл/кг). Позасистемна одиниця - рентген (Р); 1 Р = 2,58·10^-4 Кл/кг.

Експозиційна доза характеризує потенційну можливість іонізуючого випромінювання.

Біологічна дія іонізуючих випромінювань на організм людини, в першу чергу, залежить від поглинутої енергії випромінювання.

Поглинута доза випромінювання (Д) - це фізична величини, яка дорівнює співвідношенню середньої енергії, що передається при випромінюванні речовині, в певному елементарному об'ємі до маси речовини в ньому:

, (6.3)

де Е - енергія (Дж);

т - маса речовини (кг).

Одиниця вимірювання поглинутої зони - грей (Гр.); 1 Гр = 1Дж/кг

Застосовується також позасистемна одиниця - рад. 1 рад = 0,01 Гр.

Однак поглинута доза не враховує того, що вплив однієї і тієї самої дози різних видів випромінювань на організм людини неоднаковий. Наприклад, α-випромінювання майже у 20 разів небезпечніше, ніж інші види випромінювань. Для порівняння біологічної дії різних видів випромінювань при вирішенні задач, пов'язаної із радіаційним захистом, використовують коефіцієнт якості - К.

Коефіцієнт якості вимірювання (К) - це безмірна величина, яка характеризує залежність несприятливих біологічних наслідків опромінення людини в малих дозах від повної лінійної енергії випромінювання, що передається.

Для оцінки можливої шкоди здоров'ю людини від дії радіоактивного випромінювання довільного складу введено поняття еквівалентна доза.

Еквівалентна доза (Н) - основна дозиметрична величина в зоні радіаційної безпеки. Еквівалентна доза дорівнює добутку поглиненої дози Д на середній коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання К у даному елементі об'єму біологічної тканини:

Н = Д·К. (6.4)

Одиниця еквівалентної дози - бер. 1 бер = 0,01 Дж/кг. У системі СІ одиниця еквівалентної дози - зіверт (Зв), 1 Зв = 100 бер. Для у і Р випромінювань 1 Зв = 1 Гр = 100 бер.

Поглинута та експозиційна дози випромінювання, що належать до одиниці часу, визначають потужність дози (рівень радіації). Рівень радіації характеризує ступінь забруднення місцевості та вказує, яку дозу може дістати людина, перебуваючи на забрудненій території, за певний проміжок часу. Одиницею вимірювання радіації є рентген, рад та бер за 1 годину.