Основи радіаційної фізики, дозиметрії і радіометрії

Одиницею еквівалентної дози в системі СІ є 1 зіверт (1 Зв). З формул (16) і (17) видно, що еквівалентна доза буде дорівнювати одному зіверту , коли поглинена доза дорівнює 1 Гр/WR. Існує і позасистемна одиниця еквівалентної дози 1 бер (біологічний еквівалент рентгена). Дозу в 1 бер отримує жива тканина, яка знаходиться в полі фотонного випромінювання з експозиційною дозою в 1 Р. 1 Зв = 100 бер.

Потужність еквівалентної дози є еквівалентна доза за одиницю часу

 ,                                                                  (1.18)

де dНт – тканинна еквівалентна доза за час dt. Якщо потужність еквівалентної дози постійна у часі, то (18) можна записати у вигляді

 ,                                                                    (1.19)

де Нт – еквівалентна доза за час t. В системі СІ потужність еквівалентної дози вимірюється в зівертах за секунду ( 1 Зв/с) в позасистемних одиницях бер/с (1 Зв/с = 100 бер/с).

Різні органи і тканини людини мають різну вразливість до дії іонізуючих випромінювань. Загальна шкода, яку отримує людина від дії цих випромінювань визначається ефективною дозою

 ,                                                    (1.20)

де індекс і відноситься до різних органів і тканин людини, Нтi еквівалентна доза в і-тій тканині людини, Wтi – тканинні зважуючі фактори.

 

Значення вагових факторів тканин (WТ)

 

Тканина або орган WТ

Гонади 0,20

Кістковий мозок (червоний) 0,12

Товста кишка 0,12

Легені 0,12

Шлунок 0,12

Сечовий міхур 0,05

Молочна залоза 0,05

Печінка 0,05

Стравохід 0,05

Щитовидна залоза 0,05

Шкіра 0,01

Поверхня кістки 0,01

Інші органи 0,05

Як і еквівалентна, ефективна доза вимірюється в зівертах і берах. З цього випливає що тканинні зважуючі коефіцієнти є безрозмірні величини. Використання поняття ефективної дози допускається при значеннях еквівалентних доз, що знаходяться в області значень, нижчих за поріг виникнення детерміністичних ефектів.

Для характеристики опромінення групи людей даного району вводяться поняття колективної еквівалентної і колективної ефективної доз. Колективна еквівалентна доза дорівнює сумі індивідуальних доз опромінення групи населення за певний період часу, або сумі добутків середньогрупових еквівалентних доз на число осіб у відповідних групах

 .                                               (1.21)

Аналогічно визначається колективна ефективна доза

 .                                                    (1.22)

Обидві колективні дози вимірюються в людино-зівертах (люд-Зв).

 

 

Атомне ядро складається з протонів і нейтронів. Протон – елементарна частинка, яка має елементарний заряд +е (такий же за величиною, як і у електрона, тільки позитивний), масу, близьку до 1 атомної одиниці маси (а.о.м.), спін, який дорівнює 1/2 (в одиницях ћ), магнітний момент   ( - одиниця ядерних магнітних моментів, яка називається ядерним магнетоном і він в 1840 разів менший за магнетон  Бора).  Протон – стабільна елементарна частинка.

Нейтрон – нейтральна елементарна частинка, маса якої приблизно дорівнює 1 а.о.м., має спін,  рівний 1/2, магнітний момент  . Нейтрон у вільному стані нестабільний і має період піврозпаду 12хв. 

 ,                                   (2.1)

де n, p, e - відповідно символи нейтрона, протона і електрона,  - символ антинейтріно, нейтральної частинки з дуже малою масою спокою (вона не визначена), що супроводжує цей розпад.

Атомне ядро має позитивний електричний заряд, оскільки в його склад входять протони. Заряд ядра в елементарних зарядах прийнято записувати перед символом ядра знизу. Протони і нейтрони дають приблизно однакові вклади в масу ядра. Маса ядра, виражена в а.о.м. з точністю до цілих, являє собою масове число ядра. Його прийнято записувати біля символа ядра зверху  , де Х – символ ядра, Z – зарядове число ядра, що дорівнює кількості протонів в ядрі, дорівнює також кількості електронів в атомі, співпадає з порядковим номером елемента. А – масове число ядра, дорівнює кількості нуклонів ( протонів і нейтронів) в ядрі. Кількість нейтронів в ядрі  Nn=A-Z.

Існують ядра, які мають однакові Z але різні А. Атоми з такими ядрами мають однакову структуру електронних оболонок і однакові хімічні властивості. Вони називаються ізотопами. В ядрах ізотопів однакова кількість протонів,