Единица измерения ионизирующего действия 7-излучения

Единица измерения ионизирующего действия 7-излучения

Важнейшая цель дозиметрических измерений — предупредить поражение людей от вредного воздействия радиоактивных излучений, поэтому выбор единицы иони­зирующего действия излучений тесно связан с о-ценкой их вредного биологического действия. Поскольку величина дозы зависит от свойств среды, то естественно сравнивать ионизирующее действие излучений по величине дозы, соз­даваемой ими в одной и той же среде, причем эта среда должна быть удобной с двух точек зрения: простоты из­мерения степени ионизации и возможности оценки дозы в живых тканях без сложных пересчетов. Последнее требо­вание сводится к тому, чтобы в достаточно широком диа­пазоне энергий гамма-квантов обеспечивалось постоян­ство отношения доз в тканях и модельной среде. Этим двум требованиям в наибольшей степени удовлетворяет воздух, поэтому единица дозы гамма-излучения опреде­лена по степени ионизации воздуха. Единица дозы гамма- излучения в воздухе получила название «рентген».

Рентген — это такая доза рентгеновского или гамма- излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при нор­мальных условиях[1] образованные ионы одного знака имеют суммарный заряд, равный одной электростатиче­ской единице количества электричества (1 CGSE).

Заряд электрона равен 4,8 • 10-10 CGSE, поэтому если предположить, что каждый из ионов имеет заряд одного электрона, то число пар ионов, образующихся в 1 см3 воз­духа при дозе в один рентген, равно —- -7—- = 2,08 • 109,

4,8*10—ю

то есть примерно 2 ООО ООО ООО.

Отсюда следует, что рентген — это такая доза излуче­ния, при которой в 1 см3 воздуха при нормальных усло­виях образуется приблизительно 2 ООО ООО ООО пар ионов, каждый из которых имеет заряд, равный заряду элек­трона.

Нетрудно найти, какой поглощенной энергии соответ­ствует доза в один рентген. Энергия, затрачиваемая на образование одной пары ионов в воздухе, равна 34 эз; при дозе в 1 рентген образуется 2,08 миллиарда пар ионов, поэтому энергия излучения, поглощенная в 1 см3, равна

ДЕ = 2,08- 109 X 34 = 71 • 103 Мэв = 0,114 эрг[2]. Плотность          воздуха при         нормальных                           условиях равна

р = 0,001293 г/см3, поэтому 1 рентген соответствует погло-

„   д Е         7Ы03

щению в       1     г                    воздуха энергии,   равной              — =  77 пт ойо ~

р   0,001293

= 5,4- 107 Мэв, или 88 эрг. Преимущество рентгена как единицы дозы, удобной для оценки биологического дей­ствия гамма-излучения, состоит в том, что в широком ин­тервале энергий гамма-квантов (от 0,08 до 5 Мэв) отно­шение доз в 1 г мягких тканей живого организма и в 1 г воздуха практически остается постоянным и приблизи­тельно равным 1,1. Иначе говоря, если при дозе в 1 рент­ген в 1 г воздуха величина поглощенной энергии равна 88 эрг, то в 1 г тканей она будет равна 97 эрг. Однако при малых энергиях гамма-квантов (Еу < 0,08 Мэв) и при больших (£т > 5 Мэв) отношение доз в тканях и воз­духе становится зависящим от энергии гамма-квантов. Это обстоятельство не позволяет однозначно судить о вели­чине дозы излучения в живых тканях по величине дозы излучения в воздухе. Поэтому рентген как единица иони­зирующего действия, удобная для оценки биологического действия гамма-излучения, теряет свое значение при энергиях гамма-квантов менее 0,08 Мэв и более 5 Мэв. Мощность дозы излучения Р обычно измеряется в рентге­нах в час (р/час).

О поражающем действии радиоактивных излучений мы более подробно расскажем далее. Сейчас же для того,
чтобы представить себе рентген как единицу дозы, при­ведем несколько примеров.

Человек, как и все другие организмы, всегда подвер­гается небольшому внешнему и внутреннему облучению за счет естественной радиации. Внешнее облучение соз­дается космическими лучами и гамма-излучением есте­ственных радиоактивных изотопов, содержащихся в почве, материале зданий и в атмосфере. В среднем доза внеш­него облучения человека составляет около 0,09 рентгена в год. Однако в некоторых районах вследствие большей радиоактивности почвы или повышенной интенсивности космических лучей эта доза может оказаться значительно выше.

Источником внутреннего облучения являются радио­активные изотопы калий 40 и углерод 14, содержащиеся в организме человека. Общая активность каждого из этих изотопов в организме человека в среднем составляет около 0,1 мккюри, а суммарная доза внутреннего облуче­ния, создаваемая этими изотопами, достигает 0,02 рент­гена в год.

Кроме того, в организме человека содержится некото­рое количество радия, попадающего в организм с питьевой водой и пищей. При нормальном содержании радия в ор­ганизме доза облучения костной ткани составляет около 0,04 рентгена в год.

У многих из нас один или несколько раз в году произ­водится врачами рентгеноскопия (фотографирование) грудной клетки; доза, создаваемая при этом рентгенов­скими лучами, составляет около 0,05 рентгена за один снимок.

Эти примеры иллюстрируют величины доз, практиче­ски безопасных для здоровья человека.