Радиационная дозиметрия
Радиационная дозиметрия – это процесс измерения поглощенных доз ионизирующего излучения. Прибор, который используется для этой цели, называется дозиметром.
Измерение доз
Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) и Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) опубликовали рекомендации и данные для оценки и расчета влияния различных доз радиации на риск для человека и оценку здоровья. Различные физические величины, связанные с измерением доз облучения, включают поглощенную дозу, эквивалентную дозу, эффективную дозу и KERMA. Если вам нужен радиационный дозиметр, то на этом сайте Nanosmartsensor вы найдете широкий выбор дозиметров, электромагнитных детекторов.
Поглощенная доза
Это основная или фундаментальная доза. Это мера средней энергии, излучаемой ионизирующим излучением на единицу массы поглотителя (D=dE/dM). Поглощенная доза, иногда также называемая физической дозой. Его единица СИ — Грей.
(Гр) Где 1 Гр = 1 Дж/1 кг. Он также используется для описания локального эффекта, такого как доза, поглощаемая раковыми клетками при лучевой терапии. Обычно локализованные уровни находятся в диапазоне (0-50 мГр).
Эквивалентная доза
Это биологические эффекты поглощенной дозы, т.е. средняя доза, эффективно поглощаемая органом, умноженная на весовой коэффициент. Его единицей СИ является зиверт (СВ).
(Для практических целей оценки и регулирования опасности ионизирующего излучения для рабочих и населения в целом полезны весовые коэффициенты).
Весовой коэффициент радиации представляет собой оценку эффективности на единицу дозы данного излучения относительно стандарта низкой линейной передачи энергии (ЛПЭ).
Весовые коэффициенты представляют собой безразмерные мультипликативные коэффициенты, используемые для преобразования физической дозы (Гр) в эквивалентную дозу (Зв); т.е. поставить биологический эффект от воздействия другого вида излучения на общую шкалу.
Согласно ICRU, весовой коэффициент различен для разных видов излучения:
Эффективная доза
Он обеспечивает эквивалентную дозу для всего тела, которая дает то же самое, что и локальное облучение. Таким образом, это сумма эквивалентных доз на каждый орган, умноженная на его весовой коэффициент. Остальные ткани: надпочечники, внегрудная область, желчный пузырь, сердце, почки, лимфатические узлы, мышцы, слизистая оболочка полости рта, поджелудочная железа, предстательная железа, тонкий кишечник, селезенка, тимус, шейка матки.
Пломбир:
Это кинетическая энергия, выделяемая ионизирующим излучением на единицу массы поглотителя.
Естественная радиоактивность
Самопроизвольное испускание частиц и излучение из нестабильного ядра называется радиоактивностью.
Поддающиеся обнаружению радиоактивные элементы встречаются повсюду в природе, т.е. в почве, воде, воздухе и овощах. Они ответственны за естественную радиоактивность.
Три основных источника радиоактивности:
- Радон: Крупнейшим источником естественного фонового излучения является переносимый по воздуху радон и его производные (около 55%), радиоактивный газ, исходящий из-под земли. Это продукт распада урана, который находится в земной коре относительно. Его значение больше в одной рудоносной породе.
- Второй источник — это космическое излучение, непрерывно бомбардирующее из космоса. В основном они состоят из положительно заряженных ионов, начиная от протонов и заканчивая более крупными ядрами, поступающими из источников за пределами нашей Солнечной системы. Эти излучения взаимодействуют с атмосферой, создавая вторичные излучения, включая рентгеновские лучи, мюоны, протоны, альфа-частицы, пионы, электроны и нейтроны.
- Третий тип — земная радиоактивность, вызванная излучением радионуклидов, таких как калий, уран и торий.
Биологическое действие радиации
Источник излучения бывает естественным или искусственным, когда он поглощается органами. Будут определенные биологические эффекты. Биологические эффекты начинаются с последствий взаимодействия радиации с атомами, образующими клетку.
Радиация воздействовала на клетку в основном двумя процессами.
- Прямой процесс, при котором излучение взаимодействует с атомом молекулы ДНК или другими клеточными компонентами, критически важными для выживания клетки.
- Косвенное взаимодействие, при котором затрагивается достаточное количество атомов, что приводит к значительному изменению информации, переносимой молекулой ДНК.
Согласно руководству по радиационной защите биологическим действием радиации являются:
Острый и отсроченный эффект
Однократное случайное облучение высокой дозой радиации в течение короткого периода времени называется острым облучением и может вызвать биологические эффекты в течение короткого периода времени после облучения. Эти эффекты включают: повреждение кожи, тошноту и рвоту, недомогание и усталость, повышение температуры, изменения крови, повреждение костного мозга, повреждение клеток, выстилающих тонкий кишечник, повреждение кровеносного сосуда в головном мозге.
Приведенный выше список дан только для информационных целей. Доза, способная вызвать такой эффект, крайне маловероятна даже в случае аварии на УТ.
Отсроченный эффект радиации возникает как при остром облучении, так и при длительном облучении (хроническом облучении). В этом случае негативный эффект может не проявляться годами. Хроническое воздействие, вероятно, является результатом неправильных или неадекватных защитных мер.
В этом случае вдыхания или проглатывания радиоактивного материала единичное «острое» событие может вызвать длительный период «хронического» внутреннего облучения организма за счет облучения тканей, в которых был зафиксирован радиоактивный материал.
Наиболее частыми отсроченными последствиями являются различные формы рака (лейкемия, рак костей, рак щитовидной железы, рак легких) и генетический дефект (пороки развития у детей, рожденных от родителей, подвергшихся облучению). В любой радиологической ситуации, связанной с индукцией рака, существует определенный период времени между воздействием радиации и началом заболевания. Это известно как «латентный период» и представляет собой интервал, в течение которого симптомы заболевания отсутствуют. Минимальный латентный период для лейкозов, вызываемых радиацией, составляет 2 года и может достигать 10 лет и более для других видов рака.
Связь эффекта дозы
Связь между эффектом облучения и дозой (т.е. зависимость доза-реакция) подразделяется на две категории: нестохастическая и стохастическая.
Нестохастический эффект, также называемый детерминированным эффектом или эффектом тканей и органов, специфичен для каждого человека, подвергшегося воздействию. Они характеризуются:
- Определенная минимальная доза, но она должна быть превышена, прежде чем будет наблюдаться особый эффект. Из-за этой минимальной дозы нестохастические эффекты также называются пороговыми эффектами. Порог может отличаться от человека к человеку.
- Величина эффекта увеличивается с размером дозы, полученной индивидуумом.
- Существует четкая связь между воздействием радиации и влиянием наблюдателя на человека.
Стохастические эффекты — это эффекты, возникающие случайно. Их труднее выявить, так как такой же эффект может проявляться у лиц, не работающих с радиоактивными материалами. Основными стохастическими эффектами являются рак и генетические дефекты. Согласно текущим знаниям молекулярной биологии, рак начинается с повреждения хромосом в соматической клетке. Генетические дефекты вызваны повреждением хромосом в зародышевой клетке (сперматозоиды или яйцеклетки). Не существует известного существующего порога для стохастических эффектов. Один единственный фотон или электрон может произвести эффект. По этим причинам стохастический эффект называется линейным или нулевым пороговым эффектом доза-реакция.
Существует стохастическая корреляция между числом случаев рака, развившихся внутри населения, и дозой, полученной населением при относительно высоком уровне радиации. Были предприняты попытки экстраполировать данные этого уровня дозы на низкий уровень дозы (близкий к уровням, полученным от фонового излучения). Нет никаких научных доказательств, подтверждающих результат этих попыток.
Воздействие радиации на плод
Общеизвестно, что плод более чувствителен к действию радиации, чем взрослый человек. Если облучение происходит в первые 30 недель беременности, у ребенка может проявиться отсроченный эффект. К ним относятся умственная отсталость и задержка поведения с периодом задержки около 4 лет.
Из-за этих возможных эффектов дозиметрия во время беременности отличается от обычного протокола. Особое внимание уделяется как внешнему, так и внутреннему излучению. Сотрудник по радиационной безопасности УТ должен проверить порядок обращения с радиоактивными материалами, когда такую работу выполняет беременная работница.
Невозможно точно измерить двери Фортиса, и поэтому это должно быть сделано на основе воздействия на мать. Принцип радиационной защиты ограничивает воздействие на мать, чтобы иметь значение для плода.
Эффект очень низкого уровня радиации
Воздействие очень низкого уровня радиации является спорным вопросом, вызывающим множество споров в научном сообществе. Что происходит при очень низком уровне радиационного облучения (несколько процентов от фона), помимо повседневного естественного облучения), неизвестно.
Как объяснялось ранее, каждый подвергается воздействию радиации, называемой естественной или фоновой радиацией. Также было доказано, что фоновая метка различается на Земле более чем в 10 раз.
Недостаточно данных, чтобы поддержать экстраполяцию эффекта от высокого уровня облучения (например, выжившие после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, несовершеннолетний уран, медицинский разоблачитель и т. д.). Однако эти экстраполяции сделаны. Для описания эффекта низкого уровня радиации используются четыре математические модели. Все они подтверждаются (более или менее) противоречивыми эпидемиологическими исследованиями или экстраполяцией выводов, полученных в результате исследований с другими млекопитающими, на человека.