ปริมาณรังสีวัดได้อย่างไร? หน่วยวัดรังสีกัมมันตภาพรังสี ผลที่ตามมาจากการสัมผัสคลื่นกัมมันตภาพรังสี

1. การวัดปริมาณรังสี ปริมาณรังสี อัตราปริมาณ

2. ผลกระทบทางชีวภาพของปริมาณรังสี จำกัดปริมาณ.

3. เครื่องมือวัดขนาด เครื่องตรวจจับ รังสีไอออไนซ์.

4. วิธีการป้องกันรังสีไอออไนซ์

5. แนวคิดและสูตรพื้นฐาน

6. งาน

34.1. การวัดปริมาณรังสี ปริมาณรังสี อัตราปริมาณ

ความจำเป็น ปริมาณผลของรังสีไอออไนซ์ต่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ และ ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตนำไปสู่การเกิด dosimetry

การวัดปริมาณรังสี - บท ฟิสิกส์นิวเคลียร์และเทคโนโลยีการวัด โดยศึกษาปริมาณที่แสดงถึงผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ที่มีต่อสสาร ตลอดจนวิธีการและเครื่องมือในการตรวจวัด

กระบวนการอันตรกิริยาระหว่างรังสีกับเนื้อเยื่อเกิดขึ้นแตกต่างกันไปตามชนิดของรังสีและขึ้นอยู่กับประเภทของเนื้อเยื่อ แต่ในทุกกรณี พลังงานรังสีจะถูกแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่น เป็นผลให้ส่วนหนึ่งของพลังงานรังสีถูกดูดซับโดยสาร พลังงานที่ถูกดูดซับ- สาเหตุของกระบวนการที่ตามมาทั้งหมดที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตในท้ายที่สุด ผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ (โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของรังสี) ได้รับการประเมินในเชิงปริมาณโดยพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังสสาร เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้ค่าพิเศษ - ปริมาณรังสี(ปริมาณ - ส่วน)

ปริมาณที่ดูดซึม

ปริมาณที่ดูดซึม(D) - ค่า เท่ากับอัตราส่วนพลังงานΔ Ε ถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบของสารฉายรังสีสู่มวลΔ m ขององค์ประกอบนี้:

ปริมาณการดูดซึมมีหน่วย SI คือ สีเทา (Gr)เพื่อเป็นเกียรติแก่นักฟิสิกส์และนักรังสีวิทยาชาวอังกฤษ Louis Harold Grey

1 ยิม -นี่คือปริมาณรังสีที่ดูดซับของรังสีไอออไนซ์ชนิดใดๆ โดยที่พลังงานรังสี 1 J ถูกดูดซับไว้ในมวลของสาร 1 กิโลกรัม

ในการวัดปริมาณรังสีในทางปฏิบัติ โดยปกติจะใช้หน่วยของปริมาณการดูดซึมที่ไม่เป็นระบบ - ยินดี(1 ยินดี= 10 -2 กรัม)

ปริมาณที่เท่ากัน

ขนาด ปริมาณการดูดซึมคำนึงถึงเฉพาะพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังวัตถุที่ถูกฉายรังสี แต่ไม่ได้คำนึงถึง "คุณภาพของรังสี" แนวคิด คุณภาพรังสีแสดงถึงความสามารถของรังสีชนิดใดชนิดหนึ่งในการสร้างผลกระทบของรังสีต่างๆ ในการประเมินคุณภาพรังสี ให้ป้อนพารามิเตอร์ - ปัจจัยด้านคุณภาพเป็นปริมาณควบคุม ค่าของมันจะถูกกำหนดโดยคณะกรรมการพิเศษและรวมอยู่ในมาตรฐานสากลที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมอันตรายจากรังสี

ปัจจัยด้านคุณภาพ(K) แสดงให้เห็นว่าผลกระทบทางชีวภาพของรังสีชนิดใดชนิดหนึ่งมีมากกว่าผลของรังสีโฟตอนกี่เท่า โดยมีปริมาณรังสีที่ดูดกลืนเท่ากัน

ปัจจัยด้านคุณภาพ- ปริมาณไร้มิติ ค่าของมันสำหรับรังสีบางประเภทแสดงไว้ในตาราง 1 34.1.

ตารางที่ 34.1.ค่าปัจจัยด้านคุณภาพ

ปริมาณที่เท่ากัน(H) เท่ากับปริมาณรังสีที่ดูดซึมคูณด้วยปัจจัยด้านคุณภาพสำหรับรังสีประเภทที่กำหนด:

ใน SI เรียกว่าหน่วยของปริมาณรังสีที่เท่ากัน ซีเวิร์ต (Sv) -เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้เชี่ยวชาญชาวสวีเดนในสาขาปริมาณรังสีและความปลอดภัยของรังสี Rolf Maximilian Sievert พร้อมทั้ง ซีเวิร์ตนอกจากนี้ยังใช้หน่วยที่ไม่ใช่ระบบของปริมาณที่เท่ากัน - อีกครั้ง(เทียบเท่าทางชีวภาพของการเอ็กซเรย์): 1 อีกครั้ง= 10 -2 สวี

หากร่างกายถูกเปิดเผย รังสีหลายประเภทจากนั้นปริมาณที่เท่ากัน (H i) สรุปได้ดังนี้:

ปริมาณที่มีประสิทธิภาพ

ด้วยการฉายรังสีทั่วร่างกายเพียงครั้งเดียว อวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ มีความไวต่อผลกระทบของรังสีที่แตกต่างกัน ดังนั้นด้วยเช่นเดียวกัน ปริมาณที่เท่ากันความเสี่ยงต่อความเสียหายทางพันธุกรรมมักเกิดขึ้นเมื่ออวัยวะสืบพันธุ์ถูกฉายรังสี ความเสี่ยงของโรคมะเร็งปอดเมื่อสัมผัสกับรังสีเรดอน α ภายใต้สภาวะการฉายรังสีที่เท่ากันจะสูงกว่าความเสี่ยงของมะเร็งผิวหนัง เป็นต้น ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าควรคำนวณปริมาณรังสีต่อองค์ประกอบแต่ละส่วนของระบบสิ่งมีชีวิตโดยคำนึงถึงความไวของรังสี เพื่อจุดประสงค์นี้จะใช้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนัก b T (T คือดัชนีของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อ) ที่ระบุในตาราง 34.2.

ตารางที่ 34.2.ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักของอวัยวะและเนื้อเยื่อเมื่อคำนวณขนาดยาที่มีประสิทธิภาพ

ท้ายตาราง. 34.2

ปริมาณที่มีประสิทธิภาพ(H eff) คือค่าที่ใช้เป็นการวัดความเสี่ยงของผลกระทบระยะยาวของการฉายรังสีของร่างกายมนุษย์ทั้งหมด โดยคำนึงถึงความไวของรังสีของอวัยวะและเนื้อเยื่อแต่ละส่วนด้วย

ปริมาณที่มีประสิทธิภาพเท่ากับผลรวมของผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเท่ากันในอวัยวะและเนื้อเยื่อโดยค่าสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนักที่สอดคล้องกัน:

การสรุปจะดำเนินการกับเนื้อเยื่อทั้งหมดที่ระบุไว้ในตาราง 34.2. ขนาดยาที่มีประสิทธิผล เช่น ขนาดยาที่เท่ากัน ถูกวัดใน อีกครั้งและ ซีเวิร์ต

ปริมาณการสัมผัส

ปริมาณรังสีที่ดูดซับและสัมพันธ์กันนั้นมีลักษณะเฉพาะ ผลกระทบที่มีพลังรังสีกัมมันตภาพรังสี เป็นลักษณะเฉพาะ การกระทำที่เป็นไอออนไนซ์รังสีใช้อีกปริมาณหนึ่งเรียกว่า ปริมาณการสัมผัสปริมาณการสัมผัสคือการวัดการแตกตัวเป็นไอออนของอากาศด้วยรังสีเอกซ์และรังสี γ

ปริมาณการสัมผัส(X) เท่ากับประจุของไอออนบวกทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการแผ่รังสีต่อหน่วยมวลอากาศภายใต้สภาวะปกติ

ปริมาณการสัมผัสมีหน่วย SI คือ จี้ต่อกิโลกรัม (C/kg) จี้ -นี่เป็นค่าใช้จ่ายที่ใหญ่มาก ดังนั้นในทางปฏิบัติพวกเขาจึงใช้หน่วยปริมาณการสัมผัสที่ไม่เป็นระบบซึ่งเรียกว่า เอ็กซ์เรย์(ป) 1 ร= 2.58x10 -4 กิโลลิตร/กก.เมื่อได้รับสารปริมาณ 1 รอันเป็นผลมาจากการแตกตัวเป็นไอออนในอากาศแห้ง 1 ซม. 3 ภายใต้สภาวะปกติจะเกิดไอออน 2.08 x 10 9 คู่

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณที่ดูดซึมและปริมาณที่ได้รับจะแสดงโดยความสัมพันธ์

โดยที่ f คือปัจจัยการแปลงที่แน่นอนขึ้นอยู่กับสารที่ถูกฉายรังสีและความยาวคลื่นของการแผ่รังสี นอกจากนี้ ค่า f ยังขึ้นอยู่กับหน่วยปริมาณรังสีที่ใช้ ค่า f สำหรับหน่วย ยินดีและ เอ็กซ์เรย์จะได้รับในตาราง 34.3.

ตารางที่ 34.3.ค่าปัจจัยการแปลงจาก เอ็กซ์เรย์วี ยินดี

ในเนื้อเยื่ออ่อน f data 1 ดังนั้นปริมาณรังสีที่ดูดซับเข้า ยินดีตัวเลขเท่ากับปริมาณการสัมผัสที่สอดคล้องกันใน รังสีเอกซ์ทำให้สะดวกในการใช้ยูนิตที่ไม่ใช่ระบบ ยินดีและ ร.

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาที่แตกต่างกันแสดงได้โดยสูตรต่อไปนี้:

อัตราปริมาณ

อัตราปริมาณ(N) คือค่าที่กำหนดปริมาณรังสีที่วัตถุได้รับต่อหน่วยเวลา

ด้วยการได้รับรังสีสม่ำเสมอ อัตราปริมาณยาเท่ากับอัตราส่วนของปริมาณรังสีต่อเวลา t ในระหว่างที่รังสีไอออไนซ์มีผล:

โดยที่ κ γ คือคุณลักษณะค่าคงที่แกมมาของยากัมมันตรังสีที่กำหนด

ในตาราง รูปที่ 34.4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยขนาดยา

ตารางที่ 34.4.ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยขนาดยา

34.2. ผลกระทบทางชีวภาพของปริมาณรังสี จำกัดปริมาณ

ผลกระทบทางชีวภาพของรังสีที่มีขนาดเท่ากันต่างกันแสดงไว้ในตาราง 1 34.5.

ตารางที่ 34.5.ผลกระทบทางชีวภาพของปริมาณที่มีประสิทธิผลเพียงครั้งเดียว

จำกัดปริมาณ

มีการกำหนดมาตรฐานความปลอดภัยทางรังสี ขีดจำกัดปริมาณการฉายรังสี (PD) การปฏิบัติตามข้อกำหนดทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีผลกระทบทางชีวภาพของการฉายรังสีทางคลินิกที่ตรวจพบได้

จำกัดปริมาณ- มูลค่ารายปี มีประสิทธิภาพปริมาณรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งไม่ควรเกินภายใต้สภาวะการทำงานปกติ

ค่าปริมาณรังสีสูงสุดจะแตกต่างกันสำหรับ บุคลากรและ ประชากร.บุคลากรคือบุคคลที่ทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น (กลุ่ม A) และผู้ที่อยู่ในขอบเขตอิทธิพล (กลุ่ม B) เนื่องจากสภาพการทำงาน สำหรับกลุ่ม B ขีดจำกัดขนาดยาทั้งหมดถูกกำหนดไว้ต่ำกว่ากลุ่ม A ถึงสี่เท่า

สำหรับประชากร ขีดจำกัดปริมาณยาจะน้อยกว่ากลุ่ม A 10-20 เท่า ค่า PD แสดงไว้ในตาราง 34.6.

ตารางที่ 34.6.ขีดจำกัดปริมาณพื้นฐาน

พื้นหลังรังสีธรรมชาติ (ธรรมชาติ)สร้างขึ้นจากแหล่งกัมมันตรังสีธรรมชาติ: รังสีคอสมิก (0,25 mSv/ปี);กัมมันตภาพรังสีของดินใต้ผิวดิน (0.52 mSv/ปี);กัมมันตภาพรังสีของอาหาร (0.2 mSv/ปี)

ปริมาณที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 2 mSv/ปี(10-20 ไมโครอาร์/ชั่วโมง) ได้รับเป็นค่าใช้จ่าย พื้นหลังรังสีธรรมชาติถือว่าเป็นเรื่องปกติ เช่นเดียวกับการฉายรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น ระดับการฉายรังสีมากกว่า 5 ถือว่าสูง mSv/ปี

บน โลกมีจุดที่พื้นหลังเป็นธรรมชาติคือ 13 mSv/ปี

34.3. อุปกรณ์วัดขนาด เครื่องตรวจจับรังสีไอออไนซ์

เครื่องวัดปริมาตร- อุปกรณ์ตรวจวัด ปริมาณการแผ่รังสีไอออไนซ์หรือปริมาณที่เกี่ยวข้องกับปริมาณ เครื่องวัดปริมาณรังสีประกอบด้วย เครื่องตรวจจับการแผ่รังสีและอุปกรณ์ตรวจวัดที่สอบเทียบเป็นหน่วยปริมาณหรือกำลัง

เครื่องตรวจจับ- อุปกรณ์ที่บันทึกรังสีไอออไนซ์ประเภทต่างๆ การทำงานของเครื่องตรวจจับขึ้นอยู่กับการใช้กระบวนการที่ทำให้เกิดอนุภาคที่บันทึกไว้ ตัวตรวจจับมี 3 กลุ่ม:

1) เครื่องตรวจจับแบบรวม

2) เคาน์เตอร์

3) เครื่องตรวจจับติดตาม

เครื่องตรวจจับแบบรวม

อุปกรณ์เหล่านี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการไหลรวมของรังสีไอออไนซ์

1. โฟโตโดซิมิเตอร์เครื่องตรวจจับแบบรวมที่ง่ายที่สุดคือตลับเทปกันแสงพร้อมฟิล์มเอ็กซเรย์ โฟโตโดซิมิเตอร์เป็นเครื่องวัดแบบบูรณาการส่วนบุคคลที่จ่ายให้กับบุคคลที่สัมผัสกับรังสี ภาพยนตร์เรื่องนี้พัฒนาขึ้นหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง ระดับของการดำคล้ำสามารถกำหนดปริมาณรังสีได้ เครื่องตรวจจับประเภทนี้ช่วยให้คุณสามารถวัดปริมาณได้ตั้งแต่ 0.1 ถึง 15 R

2. ห้องไอออไนเซชันนี่คืออุปกรณ์สำหรับบันทึกอนุภาคไอออไนซ์โดยการวัดปริมาณไอออไนซ์ (จำนวนคู่ไอออน) ที่เกิดจากอนุภาคเหล่านี้ในก๊าซ ห้องไอออไนเซชันที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองตัวที่วางอยู่ในปริมาตรที่เติมก๊าซ (รูปที่ 34.1)

อิเล็กโทรดใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่ อนุภาคที่ตกลงไปในช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดจะทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนและมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในวงจร ความแรงของกระแสไฟฟ้าแปรผันตามจำนวนไอออนที่เกิดขึ้นเช่น อัตราปริมาณรังสีที่ได้รับ อุปกรณ์บูรณาการแบบอิเล็กทรอนิกส์ยังกำหนดปริมาณของ X อีกด้วย

ข้าว. 34.1.ห้องไอออไนเซชัน

เคาน์เตอร์

อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อนับจำนวนอนุภาครังสีไอออไนซ์ที่ผ่านไป ปริมาณการทำงานหรือล้มทับ พื้นผิวการทำงาน

1. รูปที่ 34.2 แสดงแผนภาพการปล่อยก๊าซ เคาน์เตอร์ไกเกอร์-มุลเลอร์หลักการทำงานซึ่งขึ้นอยู่กับการก่อตัวของการปล่อยพัลส์ไฟฟ้าในห้องที่เต็มไปด้วยก๊าซเมื่อมีอนุภาคไอออไนซ์ที่แยกจากกันเข้ามา

ข้าว. 34.2.วงจรนับไกเกอร์-มุลเลอร์

เคาน์เตอร์เป็นหลอดแก้วที่มีชั้นโลหะ (แคโทด) วางอยู่บนพื้นผิวด้านข้าง ลวดเส้นเล็ก (ขั้วบวก) ถูกส่งผ่านเข้าไปในท่อ แรงดันแก๊สภายในท่ออยู่ที่ 100-200 mmHg ไฟฟ้าแรงสูงลำดับหลายร้อยโวลต์ถูกสร้างขึ้นระหว่างแคโทดและแอโนด เมื่ออนุภาคไอออไนซ์เข้าสู่ตัวนับ อิเล็กตรอนอิสระจะก่อตัวขึ้นในก๊าซและเคลื่อนที่ไปทางขั้วบวก ใกล้เส้นใยแอโนดบาง ความแรงของสนามไฟฟ้าจะสูง อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เส้นใยจะถูกเร่งมากจนเริ่มทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออน เป็นผลให้เกิดการคายประจุและกระแสไหลผ่านวงจร การคายประจุเองจะต้องดับลง มิฉะนั้นตัวนับจะไม่ตอบสนองต่ออนุภาคถัดไป แรงดันไฟฟ้าตกอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้นทั่วความต้านทานสูง R ที่เชื่อมต่อกับวงจร แรงดันไฟฟ้าบนมิเตอร์ลดลงและการคายประจุจะหยุดลง นอกจากนี้ยังมีการนำสารเข้าไปในองค์ประกอบของก๊าซซึ่งสอดคล้องกับการดับการปล่อยที่เร็วที่สุด

2. ตัวนับ Geiger-Muller เวอร์ชันปรับปรุงคือ ตัวนับสัดส่วนโดยที่แอมพลิจูดของพัลส์ปัจจุบันจะเป็นสัดส่วนกับพลังงานที่ปล่อยออกมาในปริมาตรโดยอนุภาคที่ตรวจพบ ตัวนับนี้กำหนด ปริมาณการดูดซึมรังสี

3. การกระทำนั้นขึ้นอยู่กับหลักการทางกายภาพอื่น เคาน์เตอร์แวววาวภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์ จะเกิดประกายไฟในสารบางชนิด เช่น กะพริบ จำนวนที่นับโดยใช้หลอดโฟโตมัลติพลายเออร์

ติดตามเครื่องตรวจจับ

เครื่องตรวจจับประเภทนี้ถูกนำมาใช้ใน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์- ใน เครื่องตรวจจับติดตามการผ่านของอนุภาคที่มีประจุจะถูกบันทึกในรูปแบบของภาพเชิงพื้นที่ของร่องรอย (แทร็ก) ของอนุภาคนี้ ภาพวาดอาจถูกถ่ายภาพหรือบันทึกโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เครื่องตรวจจับรอยทางประเภททั่วไปคือ ห้องวิลสัน.อนุภาคที่สังเกตได้จะผ่านปริมาตรที่เต็มไปด้วย ไอน้ำอิ่มตัวมากเกินไปและแตกตัวเป็นไอออนโมเลกุลของมัน การควบแน่นของไอเริ่มต้นที่ไอออนที่ก่อตัวขึ้น ซึ่งส่งผลให้มองเห็นร่องรอยของอนุภาคได้ กล้องวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำให้วิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคมีประจุโค้งงอ ความโค้งของรางสามารถใช้เพื่อกำหนดมวลของอนุภาคได้

34.4. วิธีการป้องกันรังสีไอออไนซ์

การป้องกันผลกระทบด้านลบของรังสีและวิธีการลดปริมาณรังสีมีดังต่อไปนี้ การป้องกันมีสามประเภท: การป้องกันตามเวลา ระยะทาง และวัสดุ

คุ้มครองตามเวลาและระยะทาง

สำหรับแหล่งกำเนิดแบบจุด ปริมาณการสัมผัสจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์

ซึ่งชัดเจนว่าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเวลาและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะทางถึงแหล่งกำเนิด

ข้อสรุปโดยธรรมชาติต่อจากนี้: เพื่อลดผลกระทบที่สร้างความเสียหายจากรังสี จำเป็นต้องอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีให้มากที่สุด และหากเป็นไปได้ ให้ใช้เวลาน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้

การป้องกันวัสดุ

หากไม่สามารถรักษาระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีและเวลาที่ได้รับรังสีให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัยได้ จำเป็นต้องปกป้องร่างกายด้วยวัสดุ วิธีการป้องกันนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสารต่าง ๆ ดูดซับรังสีไอออไนซ์ทุกชนิดที่ตกลงมาบนสารเหล่านั้นด้วยวิธีที่แตกต่างกัน ใช้หน้าจอป้องกันที่ทำจากวัสดุต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับประเภทของรังสี:

อนุภาคอัลฟ่า- กระดาษชั้นอากาศหนาหลายเซนติเมตร

อนุภาคเบต้า- แผ่นอลูมิเนียมกระจกหนาหลายเซนติเมตร

รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา- คอนกรีตหนา 1.5-2 ม. ตะกั่ว (การแผ่รังสีเหล่านี้จะถูกลดทอนลงในสารตามกฎเอ็กซ์โปเนนเชียล จำเป็นต้องมีชั้นป้องกันที่มีความหนามากขึ้น ในห้องเอ็กซเรย์มักใช้ผ้ากันเปื้อนยางที่มีสารตะกั่ว)

ฟลักซ์นิวตรอน- ช้าลงในสารที่มีไฮโดรเจน เช่น น้ำ

สำหรับ การป้องกันส่วนบุคคลใช้อวัยวะระบบทางเดินหายใจจากฝุ่นกัมมันตภาพรังสี เครื่องช่วยหายใจ

ในสถานการณ์ฉุกเฉินที่เกี่ยวข้องกับภัยพิบัติทางนิวเคลียร์ คุณสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการป้องกันของอาคารที่พักอาศัยได้ ดังนั้นในห้องใต้ดินของบ้านไม้ปริมาณรังสีภายนอกจะลดลง 2-7 เท่าและในห้องใต้ดินของบ้านหิน - 40-100 เท่า (รูปที่ 34.3)

ในกรณีที่มีการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในพื้นที่จะมีการควบคุม กิจกรรมหนึ่ง ตารางกิโลเมตรและเมื่อผลิตภัณฑ์อาหารมีการปนเปื้อนพวกเขา กิจกรรมเฉพาะตัวอย่างเช่น เราสามารถชี้ให้เห็นว่าเมื่อพื้นที่มีการปนเปื้อนมากกว่า 40 Ci/km 2 ผู้อยู่อาศัยจะถูกขับไล่ออกไปโดยสิ้นเชิง นมด้วย กิจกรรมเฉพาะ 2x10 11 Ci/l ขึ้นไปไม่สามารถใช้ได้

ข้าว. 34.3.คุณสมบัติการป้องกันของบ้านหินและไม้สำหรับการแผ่รังสี γ ภายนอก

34.5. แนวคิดและสูตรพื้นฐาน

ความต่อเนื่องของตาราง

ท้ายตาราง

34.6. งาน

1. การศึกษารังสีต้อกระจกในกระต่ายพบว่าอยู่ภายใต้อิทธิพล γ - ต้อกระจกจากรังสีเกิดขึ้นที่ขนาด D 1 = 200 rad ภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนเร็ว (ห้องเร่งความเร็ว) ต้อกระจกเกิดขึ้นที่ขนาด D 2 = 20 rad กำหนดปัจจัยด้านคุณภาพสำหรับนิวตรอนเร็ว

2. อุณหภูมิของแฟนทอม (แบบจำลองร่างกายมนุษย์) ที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมจะเพิ่มขึ้นกี่องศาที่ปริมาณรังสี γ X = 600 R ความร้อนจำเพาะ phantom c = 4.2x10 3 J/kg. สมมติว่าพลังงานที่ได้รับทั้งหมดถูกใช้เพื่อให้ความร้อน

3. คนที่มีน้ำหนัก 60 กก. ได้รับรังสี γ เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ซึ่งมีกำลัง 30 μR/ชั่วโมง สมมติว่าองค์ประกอบดูดซับหลักคือเนื้อเยื่ออ่อน ให้หาค่าสัมผัส ปริมาณรังสีที่ดูดซึม และปริมาณรังสีที่เท่ากัน ค้นหาพลังงานรังสีที่ถูกดูดกลืนในหน่วย SI

4. เป็นที่ทราบกันว่าปริมาณรังสีที่อันตรายถึงชีวิตต่อมนุษย์เพียงครั้งเดียวคือ 400 ร(เสียชีวิต 50%) แสดงขนาดยานี้ในหน่วยอื่นๆ ทั้งหมด

5. ในเนื้อเยื่อที่มีน้ำหนัก m = 10 กรัม อนุภาค 10 9 α ที่มีพลังงาน E = 5 MeV จะถูกดูดซับ ค้นหาขนาดยาที่เท่ากัน ปัจจัยด้านคุณภาพสำหรับอนุภาค α คือ K = 20

6. อัตราปริมาณรังสีที่ได้รับ γ - การแผ่รังสีที่ระยะห่าง r = 0.1 เมตร จากแหล่งกำเนิดคือ N r = 3 R/ชั่วโมง กำหนดระยะทางขั้นต่ำจากแหล่งกำเนิดที่คุณสามารถทำงานทุกวันเป็นเวลา 6 ชั่วโมงโดยไม่มีการป้องกัน PD = 20 mSv/ปี การดูดซึม γ - ไม่ควรคำนึงถึงรังสีจากอากาศ

สารละลาย(ต้องจัดหน่วยวัดอย่างระมัดระวัง) ตามมาตรฐานความปลอดภัยของรังสี ปริมาณที่เท่ากันได้รับงานเกินหนึ่งปีคือ H = 20 mSv ปัจจัยด้านคุณภาพสำหรับ γ -รังสี K = 1

การใช้งาน

ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน

ปัจจัยและคำนำหน้าสำหรับการสร้างทวีคูณทศนิยมและมัลติเพิลย่อยและการกำหนด

ร่างกายมนุษย์ดูดซับพลังงานของรังสีไอออไนซ์ และระดับความเสียหายของรังสีขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่ดูดซับ เพื่อระบุลักษณะพลังงานที่ดูดซับของรังสีไอออไนซ์ต่อหน่วยมวลของสาร จะใช้แนวคิดเรื่องปริมาณรังสีที่ดูดซึม

ปริมาณที่ดูดซึม - นี่คือปริมาณของพลังงานรังสีไอออไนซ์ที่ดูดซับโดยร่างกายที่ถูกฉายรังสี (เนื้อเยื่อของร่างกาย) และคำนวณต่อหน่วยมวลของสารนี้ หน่วยของปริมาณรังสีที่ดูดซึมในระบบหน่วยสากล (SI) คือสีเทา (Gy)

1 Gy = 1 เจ/กก

สำหรับการประเมิน พวกเขายังใช้หน่วยที่ไม่ใช่ระบบ - Rad Rad - มาจากภาษาอังกฤษ "radiationabsorbeddoze" - ปริมาณรังสีที่ดูดซับ นี่คือการแผ่รังสีซึ่งมีมวลสสารทุกกิโลกรัม (เช่น ร่างกายมนุษย์) ดูดซับพลังงาน 0.01 J (หรือมวล 1 กรัมดูดซับ 100 erg)

1 แรด = 0.01 จูล/กก. 1 Gy = 100 แรด

ปริมาณการสัมผัส

เพื่อประเมินสถานการณ์รังสีบนพื้นดิน ในพื้นที่ทำงานหรือที่อยู่อาศัยที่เกิดจากการสัมผัสกับรังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมา ให้ใช้ ปริมาณการสัมผัส การฉายรังสี ในระบบ SI หน่วยของปริมาณการสัมผัสคือคูลอมบ์ต่อกิโลกรัม (1 C/kg)

ในทางปฏิบัติมักใช้หน่วยที่ไม่ใช่ระบบ - เอ็กซ์เรย์ (R) 1 เรินต์เกนคือปริมาณของรังสีเอกซ์ (หรือรังสีแกมมา) โดยที่ไอออน 2.08 x 10 9 คู่ก่อตัวขึ้นในอากาศ 1 ซม. 3 (หรือในอากาศ 1 กรัม - ไอออน 1.61 x 10 12 คู่)

1 P = 2.58 x 10 -3 C/กก

ปริมาณการดูดซึม 1 Rad สอดคล้องกับปริมาณการสัมผัสประมาณเท่ากับ 1 roentgen: 1 Rad = 1 R

ปริมาณที่เท่ากัน

เมื่อสิ่งมีชีวิตถูกฉายรังสี จะเกิดผลกระทบทางชีวภาพหลายอย่าง ความแตกต่างระหว่างการฉายรังสีในปริมาณที่ดูดซึมเท่ากันนั้นอธิบายได้ด้วยการฉายรังสีประเภทต่างๆ

เพื่อเปรียบเทียบผลกระทบทางชีวภาพที่เกิดจากรังสีไอออไนซ์กับผลกระทบของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา แนวคิดของ ปริมาณที่เท่ากัน- หน่วย SI ของปริมาณรังสีที่เท่ากันคือ ซีเวิร์ต (Sv) 1 สวี = 1 เจ/กก

นอกจากนี้ยังมีหน่วยที่ไม่เป็นระบบของปริมาณรังสีไอออไนซ์ที่เท่ากัน - rem (เทียบเท่าทางชีวภาพของการเอ็กซ์เรย์) 1 rem คือปริมาณรังสีใดๆ ที่สร้างผลกระทบทางชีวภาพเช่นเดียวกับรังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมา 1 เรินต์เจน

1 รีม = 1 R 1 Sv = 100 รีม

ค่าสัมประสิทธิ์แสดงว่ารังสีชนิดที่ประเมินมีอันตรายทางชีวภาพมากกว่ารังสีเอกซ์หรือแกมมาที่มีขนาดดูดกลืนเท่ากันกี่ครั้งเรียกว่า ปัจจัยคุณภาพรังสี (K)

สำหรับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา K=1

1 แรด x K = 1 เรม 1 Gy x K = 1 สวี

สิ่งอื่นๆ ทั้งหมดเท่ากัน ปริมาณรังสีไอออไนซ์จะมากกว่า ระยะเวลาการฉายรังสีก็จะนานขึ้น เช่น ปริมาณสะสมเมื่อเวลาผ่านไป เรียกว่าปริมาณยาต่อหน่วยเวลา อัตราปริมาณยา ถ้าเราบอกว่าอัตราปริมาณรังสีที่ได้รับรังสีแกมมาคือ 1 R/h หมายความว่าภายใน 1 ชั่วโมงของการฉายรังสี บุคคลจะได้รับปริมาณรังสีเท่ากับ 1 R

กิจกรรมของแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสี (กัมมันตภาพรังสี) คือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะจำนวนการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีต่อหน่วยเวลา ยิ่งการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นต่อหน่วยเวลามากเท่าใด กิจกรรมก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในระบบ C หน่วยของกิจกรรมคือเบกเคอเรล (Bq) ซึ่งเป็นปริมาณของสารกัมมันตภาพรังสีที่การสลายตัว 1 ครั้งเกิดขึ้นใน 1 วินาที

อีกหน่วยหนึ่งของกัมมันตภาพรังสีคือคูรี 1 คูรีคือกิจกรรมของสารกัมมันตรังสีในปริมาณดังกล่าว โดยเกิดการสลายตัว 3.7 x 10 10 ต่อวินาที

เวลาที่จำนวนอะตอมของสารกัมมันตรังสีที่กำหนดลดลงครึ่งหนึ่งเนื่องจากการสลายตัวเรียกว่า ครึ่งชีวิต - ครึ่งชีวิตอาจแตกต่างกันอย่างมาก: สำหรับยูเรเนียม-238 (U) – 4.47 ppb ปี; ยูเรเนียม-234 - 245,000 ปี เรเดียม-226 (Ra) – 1,600 ปี ไอโอดีน-131 (เจ) – 8 วัน; เรดอน-222 (Rn) – 3.823 วัน; พอโลเนียม-214 (Po) – 0.000164 วินาที

ในบรรดาไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการระเบิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในเชอร์โนบิล ได้แก่ สตรอนเทียม-90 และซีเซียม-137 ซึ่งมีอายุครึ่งชีวิตประมาณ 30 ปี ดังนั้นพลังงานนิวเคลียร์เชอร์โนบิล โซนพืชจะไม่เหมาะกับการดำรงชีวิตตามปกติไปอีกนานหลายสิบปี

ค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยงจากรังสี

ควรคำนึงว่าบางส่วนของร่างกาย (อวัยวะ เนื้อเยื่อ) มีความไวมากกว่าส่วนอื่นๆ เช่น ด้วยการฉายรังสีในปริมาณที่เท่ากัน มะเร็งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในปอดมากกว่าในต่อมไทรอยด์ และ การฉายรังสีของอวัยวะสืบพันธุ์เป็นอันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากมีความเสี่ยงต่อความเสียหายทางพันธุกรรม ดังนั้นควรคำนึงถึงปริมาณการฉายรังสีต่ออวัยวะและเนื้อเยื่อด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่แตกต่างกัน เมื่อนำค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยงจากรังสีของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมารวมกันเป็นหนึ่ง สำหรับเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ ค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยงจากรังสีจะเป็นดังนี้:

0.03 – เนื้อเยื่อกระดูก

0.03 – ต่อมไทรอยด์;

0.12 – เบา;

0.12 – ไขกระดูกสีแดง

0.15 – ต่อมน้ำนม; 0.25 – รังไข่หรืออัณฑะ

0.30 – ผ้าอื่นๆ

ปริมาณรังสีที่มนุษย์ได้รับ

ประชากรในภูมิภาคใดๆ ของโลกต้องเผชิญกับรังสีไอออไนซ์ทุกวัน ก่อนอื่นนี่คือสิ่งที่เรียกว่ารังสีพื้นหลังของโลกซึ่งประกอบด้วย:

รังสีคอสมิกจากอวกาศมายังโลก

รังสีจากธาตุกัมมันตรังสีธรรมชาติที่พบในดิน วัสดุก่อสร้าง อากาศ และน้ำ

รังสีจากสารกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติที่เข้าสู่ร่างกายพร้อมกับอาหารและน้ำ จะถูกตรึงด้วยเนื้อเยื่อและสะสมอยู่ในร่างกายมนุษย์

นอกจากนี้ ผู้คนยังต้องเผชิญกับแหล่งกำเนิดรังสีเทียม รวมถึงนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี (นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี) ที่สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์และนำไปใช้ในระบบเศรษฐกิจของประเทศ

โดยเฉลี่ย ปริมาณรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ตามธรรมชาติทั้งหมดจะอยู่ที่ประมาณ 200 mR ต่อปี แม้ว่าค่านี้จะแตกต่างกันไปในภูมิภาคต่างๆ ของโลกตั้งแต่ 50 ถึง 1,000 mR/ปี หรือมากกว่านั้น (ตารางที่ 1) ปริมาณที่ได้รับจากรังสีคอสมิกขึ้นอยู่กับระดับความสูง ยิ่งระดับน้ำทะเลสูงเท่าใด ปริมาณรังสีต่อปีก็จะยิ่งมากขึ้น

ตารางที่ 1	แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ตามธรรมชาติ		แหล่งที่มา
ปริมาณเฉลี่ยต่อปี
มีส่วนร่วมในปริมาณ
3. ธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ (K, C ฯลฯ )
4. แหล่งข้อมูลอื่นๆ
ปริมาณเฉลี่ยต่อปีทั้งหมด

แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ประดิษฐ์ (ตารางที่ 2):

อุปกรณ์วินิจฉัยและรักษาทางการแพทย์

ผู้ที่ใช้เครื่องบินอย่างต่อเนื่องยังได้รับรังสีเล็กน้อยอีกด้วย

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และพลังความร้อน (ปริมาณขึ้นอยู่กับความใกล้ชิดของที่ตั้ง)

ปุ๋ยฟอสเฟต

อาคารที่ทำจากหิน อิฐ คอนกรีต ไม้ การระบายอากาศภายในอาคารที่ไม่ดีสามารถเพิ่มปริมาณรังสีที่เกิดจากการสูดดมก๊าซเรดอนกัมมันตภาพรังสี ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวตามธรรมชาติของเรเดียมที่มีอยู่ในหินและวัสดุก่อสร้างหลายชนิด รวมถึงในดิน . เรดอนเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น ก๊าซหนัก(หนักกว่าอากาศ 7.5 เท่า) เป็นต้น

ประชากรโลกทุกคนตลอดชีวิตของเขาต้องสัมผัสกับปริมาณเฉลี่ย 250-400 มเรมต่อปี

ถือว่าปลอดภัยสำหรับบุคคลที่จะสะสมปริมาณรังสีไม่เกิน 35 เรมตลอดชีวิต ในปริมาณรังสี 10 รีม ไม่พบการเปลี่ยนแปลงในอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ ด้วยการฉายรังสีครั้งเดียวที่ 25-75 rem การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในองค์ประกอบเลือดในระยะสั้นจะถูกกำหนดทางคลินิก

เมื่อฉายรังสีด้วยขนาดมากกว่า 100 rem จะสังเกตการพัฒนาของการเจ็บป่วยจากรังสี:

100 – 200 rem – I องศา (เบา);

200 – 400 rem – ระดับ II (โดยเฉลี่ย);

400 – 600 รีม – ระดับ III (รุนแรง);

มากกว่า 600 rem – IV องศา (รุนแรงมาก)

5. ปริมาณรังสีและหน่วยวัด

การกระทำของรังสีไอออไนซ์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ผลของรังสีขึ้นอยู่กับขนาดของปริมาณรังสีที่ดูดกลืน กำลังของรังสี ประเภทของรังสี และปริมาตรของการฉายรังสีของเนื้อเยื่อและอวัยวะ ในการหาปริมาณ ได้มีการแนะนำหน่วยพิเศษ ซึ่งแบ่งออกเป็นหน่วยที่ไม่ใช่ระบบและหน่วยในระบบ SI ปัจจุบันมีการใช้หน่วย SI เป็นส่วนใหญ่ ด้านล่างนี้ในตารางที่ 10 คือรายการหน่วยการวัดปริมาณรังสีและการเปรียบเทียบหน่วย SI และหน่วยที่ไม่ใช่ระบบ

ตารางที่ 10.

ปริมาณและหน่วยรังสีวิทยาพื้นฐาน
ขนาด	ชื่อและการกำหนด หน่วยวัด		ความสัมพันธ์ระหว่าง หน่วย
	นอกระบบ	ศรี
กิจกรรมของนิวไคลด์, A	กูรี (Ci, Ci)	เบคเคอเรล (Bq, Bq)	1 Ci = 3.7 10 10 Bq 1 Bq = 1 การกระจายตัว/วินาที 1 Bq=2.7·10 -11 ซี
นิทรรศการ ปริมาณ X	เอ็กซ์เรย์ (P, R)	จี้/กก (ซี/กก., ซี/กก.)	1 Р=2.58·10 -4 C/กก 1 C/กก.=3.88·10 3 อาร์
ปริมาณที่ดูดซึม, D	ดีใจ (ราด, ราด)	สีเทา (Gr, Gy)	1 ราด-10 -2 Gy 1 Gy=1 เจ/กก
ขนาดยาที่เท่ากัน, N	เรม (เรม เรม)	ซีเวิร์ต (Sv, Sv)	1 rem=10 -2 Sv 1 Sv=100 รีม
ปริมาณรังสีที่เป็นอินทิกรัล	ราด-กรัม (rad g, rad g)	สีเทา-กก. (Gy กก., Gy กก.)	1 rad g=10 -5 Gy กก 1 Gy กิโลกรัม = 105 rad กรัม

เพื่ออธิบายผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ที่มีต่อสสาร เราใช้ แนวคิดต่อไปนี้และหน่วยวัด:
กิจกรรมของกัมมันตภาพรังสีในแหล่งกำเนิด (A)- กิจกรรมเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเองในแหล่งกำเนิดนี้ในช่วงเวลาสั้น ๆ (dN) ต่อค่าของช่วงเวลานี้ (dt):

หน่วยของกิจกรรม SI คือ Becquerel (Bq)
หน่วยนอกระบบคือกูรี (Ci)

จำนวนนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี N(t) ของไอโซโทปที่กำหนดจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปตามกฎหมาย:

N(t) = N 0 ประสบการณ์(-tln2/T 1/2) = N 0 ประสบการณ์(-0.693t /T 1/2)

โดยที่ N 0 คือจำนวนนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี ณ เวลา t = 0, T 1/2 คือครึ่งชีวิต - เวลาที่ครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีสลายตัว
มวล m ของนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีกิจกรรม A สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

ม. = 2.4·10 -24 × ม×ต 1/2×เอ,

โดยที่ M คือเลขมวลของนิวไคลด์กัมมันตรังสี A คือฤทธิ์ในเบคเคอเรลส์ T 1/2 คือครึ่งชีวิตในหน่วยวินาที มวลได้รับเป็นกรัม
ปริมาณการสัมผัส (X)ในการวัดปริมาณรังสีเอกซ์และรังสี เป็นเรื่องปกติที่จะต้องใช้ปริมาณรังสีในหน่วยนอกระบบ ซึ่งกำหนดโดยประจุของอนุภาคทุติยภูมิ (dQ) ที่เกิดขึ้นในมวลของสสาร (dm) โดยมีความหน่วงโดยสมบูรณ์ของอนุภาคทั้งหมด อนุภาคที่มีประจุ:

หน่วยของปริมาณรังสีที่ได้รับคือเรินต์เกน (R) X-ray คือปริมาณรังสีของการเอ็กซ์เรย์และ
- รังสีที่เกิดขึ้นในอากาศ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร ที่อุณหภูมิ O°C และความดัน 760 มิลลิเมตรปรอท ประจุรวมของไอออนที่มีสัญลักษณ์เดียวกันในหน่วยไฟฟ้าไฟฟ้าสถิตหนึ่งหน่วย ปริมาณการสัมผัส 1 R
สอดคล้องกับ 2.08·10 9 คู่ไอออน (2.08·10 9 = 1/(4.8·10 -10)) หากเรารับพลังงานเฉลี่ยของการก่อตัวของไอออน 1 คู่ในอากาศเท่ากับ 33.85 eV จากนั้นด้วยปริมาณการสัมผัส 1 P หนึ่ง ลูกบาศก์เซนติเมตรพลังงานที่ถ่ายโอนสู่อากาศเท่ากับ:
(2.08·10 9)·33.85·(1.6·10 -12) = 0.113 เช่น
และอากาศหนึ่งกรัม:
0.113/อากาศ = 0.113/0.001293 = 87.3 เช่น
การดูดซับพลังงานรังสีไอออไนซ์เป็นกระบวนการหลักที่ทำให้เกิดลำดับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพในเนื้อเยื่อที่ได้รับรังสี ซึ่งนำไปสู่ผลของรังสีที่สังเกตได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะเปรียบเทียบผลที่สังเกตได้กับปริมาณพลังงานที่ดูดซับหรือปริมาณที่ดูดซึม
ปริมาณที่ดูดซึม (D)- ปริมาณโดซิเมตริกพื้นฐาน เท่ากับอัตราส่วนของพลังงานเฉลี่ย dE ที่ถ่ายโอนโดยการแผ่รังสีไอออไนซ์ต่อสารในปริมาตรเบื้องต้นต่อมวล dm ของสารในปริมาตรนี้:

หน่วยของขนาดยาที่ดูดซึมคือ สีเทา (Gy) หน่วยนอกระบบ Rad ถูกกำหนดให้เป็นปริมาณรังสีที่ดูดซับของรังสีไอออไนซ์ใดๆ ที่มีค่าเท่ากับ 100 เอิร์ก ต่อสารฉายรังสี 1 กรัม
ปริมาณที่เท่ากัน (N)- เพื่อประเมินความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นต่อสุขภาพของมนุษย์ภายใต้เงื่อนไขของการสัมผัสเรื้อรังในด้านความปลอดภัยจากรังสีแนวคิดของขนาดยาที่เทียบเท่า H เท่ากับผลคูณของขนาดยาที่ดูดซึม D r ที่สร้างขึ้นโดยการฉายรังสี - r และเฉลี่ยเหนืออวัยวะที่วิเคราะห์หรือ ทั่วร่างกาย ถูกนำมาใช้โดยปัจจัยการถ่วงน้ำหนัก w r (เรียกอีกอย่างว่าคุณภาพการแผ่รังสีสัมประสิทธิ์)
(ตารางที่ 11)

ปริมาณรังสีที่เท่ากันมีหน่วยเป็นจูลต่อกิโลกรัม มีชื่อพิเศษว่า Sievert (Sv)

ตารางที่ 11.

ปัจจัยถ่วงน้ำหนักการแผ่รังสี
ประเภทของรังสีและช่วงพลังงาน	ตัวคูณน้ำหนัก
โฟตอนของพลังงานทั้งหมด
อิเล็กตรอนและมิวออนของพลังงานทั้งหมด
นิวตรอนที่มีพลังงาน< 10 КэВ
นิวตรอนตั้งแต่ 10 ถึง 100 KeV
นิวตรอนตั้งแต่ 100 KeV ถึง 2 MeV
นิวตรอนตั้งแต่ 2 MeV ถึง 20 MeV
นิวตรอน > 20 MeV
โปรตอนที่มีพลังงาน > 2 MeV (ยกเว้นโปรตอนที่หดตัว)
อนุภาคแอลฟา เศษฟิชชัน และนิวเคลียสหนักอื่นๆ

ผลกระทบของรังสีไม่สม่ำเสมอ เพื่อประเมินความเสียหายต่อสุขภาพของมนุษย์อันเนื่องมาจาก จากธรรมชาติที่หลากหลายอิทธิพลของการฉายรังสีในอวัยวะต่าง ๆ (ภายใต้เงื่อนไขของการฉายรังสีสม่ำเสมอของทั้งร่างกาย) แนวคิดของขนาดยา E eff ที่มีประสิทธิภาพถูกนำมาใช้ในการประเมินผลกระทบสุ่มที่เป็นไปได้ - เนื้องอกมะเร็ง
ปริมาณที่มีประสิทธิภาพเท่ากับผลรวมของปริมาณที่ชั่งน้ำหนักเท่ากันในอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมด:

โดยที่ w t คือปัจจัยน้ำหนักของเนื้อเยื่อ (ตารางที่ 12) และ H t คือปริมาณที่เท่ากันที่ดูดซึมเข้าไป
ผ้า - ที หน่วยของปริมาณรังสีที่มีประสิทธิผลคือซีเวิร์ต

ตารางที่ 12.

ค่าของปัจจัยน้ำหนักเนื้อเยื่อโดยน้ำหนักของอวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ
เนื้อเยื่อหรืออวัยวะ	อะไร	เนื้อเยื่อหรืออวัยวะ	อะไร
ต่อมเพศ	0.20	ตับ	0.05
ไขกระดูกแดง	0.12	หลอดอาหาร	0.05
ลำไส้ใหญ่	0.12	ต่อมไทรอยด์	0.05
ปอด	0.12	หนัง	0.01
ท้อง	0.12	พื้นผิวของกระดูก	0.01
กระเพาะปัสสาวะ	0.05	อวัยวะอื่นๆ	0.05
ต่อมน้ำนม	0.05

ปริมาณเทียบเท่าที่มีประสิทธิผลโดยรวมเพื่อประเมินความเสียหายต่อสุขภาพของบุคลากรและประชากรจากผลสุ่มที่เกิดจากรังสีไอออไนซ์ จะใช้ขนาดยา S ที่มีประสิทธิผลโดยรวม ซึ่งกำหนดเป็น:

โดยที่ N(E) คือจำนวนบุคคลที่ได้รับยา E ที่มีประสิทธิผลในขนาดยาเท่ากัน หน่วยของ S คือบุคคล-ซีเวิร์ต
(บุคคล-Sv)
นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี- อะตอมกัมมันตรังสีที่มีเลขมวลและเลขอะตอมที่กำหนด และสำหรับอะตอมไอโซเมอร์ - ด้วยสถานะพลังงานจำเพาะของนิวเคลียสของอะตอม นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี
(และนิวไคลด์ที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) ของธาตุจะเรียกว่าไอโซโทปของมัน
นอกเหนือจากค่าข้างต้น เพื่อเปรียบเทียบระดับความเสียหายของรังสีต่อสารเมื่อสัมผัสกับอนุภาคไอออไนซ์ต่างๆ ที่มีพลังงานต่างกัน ค่าของการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น (LET) ที่กำหนดโดยความสัมพันธ์:

โดยที่ พลังงานเฉลี่ยที่ถูกถ่ายโอนไปยังตัวกลางโดยอนุภาคไอออไนซ์เนื่องจากการชนตามเส้นทางประถมศึกษา dl
พลังงานเกณฑ์มักหมายถึงพลังงานของอิเล็กตรอน หากในเหตุการณ์การชนกัน อนุภาคที่มีประจุปฐมภูมิก่อตัวเป็นอิเล็กตรอนซึ่งมีพลังงานมากกว่า พลังงานนี้จะไม่รวมอยู่ในค่า dE และอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจะถือเป็นอนุภาคปฐมภูมิอิสระมากกว่า
การเลือกพลังงานเกณฑ์เป็นไปตามอำเภอใจและขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะ
จากคำจำกัดความ การถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นเป็นเพียงความคล้ายคลึงกับพลังการหยุดของสาร อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างระหว่างปริมาณเหล่านี้ ประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:
1. LET ไม่รวมพลังงานที่แปลงเป็นโฟตอน เช่น การสูญเสียรังสี
2. ที่เกณฑ์ที่กำหนด LET จะไม่รวมพลังงานจลน์ของอนุภาคที่เกิน
ค่า LET และกำลังหยุดเกิดขึ้นพร้อมกันหากเกิดการสูญเสียเนื่องจาก bremsstrahlung และ

ตารางที่ 13.

ค่าเฉลี่ยของการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น L และ ช่วง R สำหรับอิเล็กตรอน โปรตอน และอนุภาคอัลฟาในเนื้อเยื่ออ่อน
อนุภาค	อี มีวี	L, keV/µm	R, ไมโครเมตร
อิเล็กตรอน	0.01	2.3	1
	0.1	0.42	180
	1.0	0.25	5000
โปรตอน	0.1	90	3
	2.0	16	80
	5.0	8	350
	100.0	4	1400
α -อนุภาค	0.1	260	1
	5.0	95	35

ขึ้นอยู่กับขนาดของการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น สามารถกำหนดปัจจัยการถ่วงน้ำหนักของรังสีประเภทนี้ได้ (ตารางที่ 14)

ตารางที่ 14.

การขึ้นอยู่กับปัจจัยน้ำหนักรังสีที่เป็นเส้นตรง การถ่ายโอนพลังงานของรังสีไอออไนซ์ L ไปยังน้ำ
L, keV/µm	< 3/5	7	23	53	> 175
ร	1	2	5	10	20

ปริมาณรังสีสูงสุดที่อนุญาต

ในแง่ของการสัมผัสรังสี ประชากรแบ่งออกเป็น 3 ประเภท
หมวด กบุคคลหรือบุคลากรที่ได้รับผลกระทบ ( คนทำงานมืออาชีพ) - บุคคลที่ทำงานโดยตรงกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์เป็นการถาวรหรือชั่วคราว
หมวด Bบุคคลที่สัมผัสหรือประชากรบางส่วน - บุคคลที่ไม่ได้ทำงานโดยตรงกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ แต่เนื่องจากสภาพความเป็นอยู่หรือสถานที่ทำงานอาจได้รับรังสี
หมวด Bบุคคลหรือประชากรที่สัมผัส - ประชากรของประเทศ สาธารณรัฐ ภูมิภาคหรือภูมิภาค
สำหรับหมวดหมู่ A จะมีการแนะนำขนาดยาสูงสุดที่อนุญาต - ค่าสูงสุดของขนาดยาที่เท่ากันต่อปีปฏิทิน ซึ่งการสัมผัสที่สม่ำเสมอมากกว่า 50 ปีไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านสุขภาพที่ตรวจพบได้ วิธีการที่ทันสมัย- สำหรับกลุ่ม B จะมีการกำหนดขีดจำกัดปริมาณยา
มีการจัดตั้งอวัยวะสำคัญสามกลุ่ม:
กลุ่มที่ 1 - ทั้งร่างกาย อวัยวะสืบพันธุ์ และไขกระดูกสีแดง
กลุ่มที่ 2 - กล้ามเนื้อ ต่อมไทรอยด์ เนื้อเยื่อไขมัน ตับ ไต ม้าม ระบบทางเดินอาหาร ปอด เลนส์ตา และอวัยวะอื่น ๆ ยกเว้นกลุ่มที่ 1 และ 3
กลุ่มที่ 3 - ผิว, เนื้อเยื่อกระดูก มือ แขน ขา และเท้า
ขีดจำกัดปริมาณรังสีสำหรับบุคคลประเภทต่างๆ แสดงไว้ในตารางที่ 15

ตารางที่ 15.

ขีดจำกัดปริมาณรังสีสำหรับการสัมผัสภายนอกและภายใน (หน่วยกิต/ปี)
	กลุ่มอวัยวะที่สำคัญ
	1	2	3
หมวด A ปริมาณสูงสุดที่อนุญาต (MAD)	5	15	30
หมวด B ขีดจำกัดขนาดยา (LD)	0.5	1.5	3

นอกเหนือจากขีดจำกัดปริมาณรังสีหลักแล้ว ยังมีการใช้มาตรฐานอนุพันธ์และระดับอ้างอิงเพื่อประเมินผลกระทบของรังสี มาตรฐานคำนวณโดยคำนึงถึงการไม่เกินขีดจำกัดขนาดยา MDA (ขนาดยาสูงสุดที่อนุญาต) และ PD (ขีดจำกัดขนาดยา) การคำนวณเนื้อหาที่อนุญาตของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีในร่างกายนั้นดำเนินการโดยคำนึงถึงความเป็นพิษของรังสีและการไม่เกินขีด จำกัด สูงสุดที่อนุญาตในอวัยวะที่สำคัญ ระดับการควบคุมควรจัดให้มีเช่นนี้ ระดับต่ำการได้รับสัมผัสที่สามารถทำได้ภายใต้ขีดจำกัดปริมาณรังสีพื้นฐาน
สำหรับประเภท A (บุคลากร) มีการกำหนดสิ่งต่อไปนี้:
- ปริมาณรังสีนิวไคลด์ที่ได้รับอนุญาตสูงสุดต่อปีผ่านระบบทางเดินหายใจ
- ปริมาณนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่อนุญาตในอวัยวะสำคัญ DS A;
- อัตราปริมาณรังสีที่อนุญาต DMD A;
- ความหนาแน่นฟลักซ์ของอนุภาคที่อนุญาต DPP A;
- กิจกรรมปริมาตรที่อนุญาต (ความเข้มข้น) ของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีในอากาศของพื้นที่ทำงานของ DK A;
- การปนเปื้อนที่อนุญาตของผิวหนัง ชุดป้องกัน และพื้นผิวการทำงานของ DZ A
สำหรับประเภท B (ประชากรจำนวนจำกัด) มีการกำหนดสิ่งต่อไปนี้:
- ข้อ จำกัด ของการบริโภคสารกัมมันตรังสี GGP ต่อปีผ่านทางระบบทางเดินหายใจหรืออวัยวะย่อยอาหาร
- การออกฤทธิ์เชิงปริมาตรที่อนุญาต (ความเข้มข้น) ของนิวไคลด์กัมมันตรังสี DK B นิ้ว อากาศในชั้นบรรยากาศและน้ำ
- อัตราปริมาณรังสีที่อนุญาต DMD B;
- ความหนาแน่นฟลักซ์ของอนุภาคที่อนุญาต DPP B;
- การปนเปื้อนที่ยอมรับได้ของผิวหนัง เสื้อผ้า และพื้นผิวของ DZ B
ค่าตัวเลขของระดับที่อนุญาตมีอยู่ในแบบเต็ม
"มาตรฐานความปลอดภัยทางรังสี".

หลังจากค้นพบรังสีบีตาและรังสีอัลฟ่า คำถามในการประเมินการแผ่รังสีเหล่านี้เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมก็กลายเป็นคำถาม ปริมาณการสัมผัสเพื่อประเมินการแผ่รังสีเหล่านี้ไม่เหมาะสมเนื่องจากระดับไอออไนซ์จากพวกมันจะแตกต่างกันในอากาศในสารฉายรังสีต่างๆและในเนื้อเยื่อชีวภาพ ดังนั้นจึงเสนอลักษณะสากล - ปริมาณที่ดูดซึม

ปริมาณรังสีที่ดูดซับคือปริมาณพลังงาน E ที่ถ่ายโอนไปยังสารโดยการแผ่รังสีชนิดใดก็ตาม ซึ่งคำนวณต่อหน่วยมวล m ของสารใดๆ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ปริมาณรังสีที่ดูดซึม (D) คืออัตราส่วนของพลังงาน dE ซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังสารโดยการแผ่รังสีในปริมาตรเบื้องต้น ต่อมวล dm ของสารในปริมาตรนี้:

1 J/kg = 1 สีเทา หน่วยนอกระบบคือ rad (ปริมาณการดูดซับรังสี) 1 สีเทา = 100 rad

คุณยังสามารถใช้ค่าหน่วยเศษส่วนได้ เช่น mGy, μGy, mrad, μrad เป็นต้น

บันทึก. ตาม RD50-454-84 ไม่แนะนำให้ใช้หน่วย "rad" อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มีเครื่องมือที่มีการสอบเทียบนี้อยู่หลายประการ และยังคงใช้งานอยู่

คำจำกัดความของปริมาณการดูดซึมรวมถึงแนวคิดเกี่ยวกับพลังงานเฉลี่ยที่ถ่ายโอนไปยังสารในปริมาตรหนึ่ง ความจริงก็คือเนื่องจากลักษณะทางสถิติของรังสีและลักษณะความน่าจะเป็นของปฏิกิริยาระหว่างรังสีกับสสาร ปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังสสารอาจมีความผันผวน ไม่สามารถคาดการณ์ค่าของมันในระหว่างการวัดล่วงหน้าได้ อย่างไรก็ตาม หลังจากทำการวัดหลายครั้ง ก็จะได้ค่าเฉลี่ยของค่านี้

ปริมาณในอวัยวะหรือเนื้อเยื่อชีวภาพ (D,r) - ปริมาณการดูดซึมโดยเฉลี่ยในอวัยวะหรือเนื้อเยื่อเฉพาะของร่างกายมนุษย์:

D T = E T /m T ,(4)

ที่ไหน E T - พลังงานทั้งหมดส่งโดยการแผ่รังสีไอออไนซ์ไปยังเนื้อเยื่อหรืออวัยวะ m T คือมวลของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อ

เมื่อสารถูกฉายรังสี ปริมาณรังสีที่ดูดซึมจะเพิ่มขึ้น อัตราการเพิ่มขนาดยามีลักษณะเฉพาะโดยอัตราขนาดยาที่ดูดซึม

อัตราปริมาณรังสีดูดกลืนของรังสีไอออไนซ์คืออัตราส่วนของการเพิ่มขึ้นของปริมาณรังสีดูดกลืน dD ในช่วงเวลา dt ถึงช่วงเวลานี้:

หน่วยอัตราปริมาณรังสี: rad/s, Gy/s, rad/h, Gy/h ฯลฯ

อัตราปริมาณรังสีที่ดูดซึมในหลายกรณีสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นค่าคงที่ในช่วงเวลาสั้น ๆ หรือเปลี่ยนแปลงแบบเอกซ์โปเนนเชียลในช่วงเวลาที่มีนัยสำคัญ จากนั้นเราสามารถสรุปได้ว่า:

Kerma เป็นตัวย่อของคำภาษาอังกฤษ แปลว่า "พลังงานจลน์ของการอ่อนตัวลงในวัสดุ" คุณลักษณะนี้ใช้เพื่อประเมินผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ทางอ้อมต่อสิ่งแวดล้อม Kerma คืออัตราส่วนของผลรวมของพลังงานจลน์เริ่มต้น dE k ของอนุภาคที่มีประจุทั้งหมดที่เกิดขึ้นทางอ้อมโดยการแผ่รังสีในปริมาตรเบื้องต้นต่อมวล dm ของสารในปริมาตรนี้:

K = เดอี k /dm (7)

หน่วยการวัดใน SI และที่ไม่ใช่ระบบ: สีเทาและ Rad ตามลำดับ

Kerma ได้รับการแนะนำให้คำนึงถึงสนามรังสีโดยเฉพาะอย่างยิ่งความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงาน และใช้เพื่อประเมินผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ทางอ้อมต่อสิ่งแวดล้อม

ปริมาณที่เท่ากัน

เป็นที่ยอมรับกันว่าเมื่อเนื้อเยื่อชีวภาพของมนุษย์ได้รับการฉายรังสีด้วยพลังงานเท่ากัน (นั่นคือเมื่อได้รับปริมาณเท่ากัน) แต่ด้วยรังสีประเภทต่าง ๆ ผลที่ตามมาต่อสุขภาพจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อร่างกายมนุษย์ถูกฉายรังสีด้วยอนุภาคอัลฟา โอกาสที่จะเกิดมะเร็งจะสูงกว่าการฉายรังสีด้วยอนุภาคบีตาหรือรังสีแกมมามาก ดังนั้นจึงได้มีการแนะนำคุณลักษณะสำหรับเนื้อเยื่อชีวภาพ - ปริมาณที่เท่ากัน

ปริมาณรังสีที่เท่ากัน (HTR) คือปริมาณรังสีที่ดูดซึมในอวัยวะหรือเนื้อเยื่อคูณด้วยปัจจัยคุณภาพรังสี WR ที่สอดคล้องกันของรังสี R ชนิดที่กำหนด

นำมาใช้เพื่อประเมินผลที่ตามมาของการฉายรังสีเนื้อเยื่อชีวภาพด้วยขนาดต่ำ (ปริมาณไม่เกิน 5 ปริมาณสูงสุดที่อนุญาตสำหรับการฉายรังสีทั่วทั้งร่างกายมนุษย์) นั่นคือ 250 mSv/ปี ไม่สามารถใช้ประเมินผลกระทบของการได้รับสารในปริมาณมากได้

ปริมาณที่เท่ากันคือ:

เอช ที . ร = ดี ที . ร · ว ร ,(8)

ที่ไหน D T . R คือปริมาณที่ดูดซับโดยเนื้อเยื่อชีวภาพโดยการแผ่รังสี R; W R - ปัจจัยน้ำหนัก (ปัจจัยด้านคุณภาพ) ของการแผ่รังสี R (อนุภาคอัลฟา, อนุภาคบีตา, รังสีแกมมา ฯลฯ ) โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพสัมพัทธ์ ประเภทต่างๆการแผ่รังสีในการกระตุ้นให้เกิดผลกระทบทางชีวภาพ (ตารางที่ 1) ตัวคูณนี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งขนาดของการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น ความหนาแน่นของไอออไนซ์ตามเส้นทางของอนุภาคไอออไนซ์ เป็นต้น

สูตร (8) ใช้ได้กับการประเมินปริมาณการฉายรังสีทั้งภายนอกและภายในของอวัยวะและเนื้อเยื่อส่วนบุคคลเท่านั้น หรือการฉายรังสีที่สม่ำเสมอของร่างกายมนุษย์ทั้งหมด

เมื่อได้รับรังสีประเภทต่างๆ พร้อมกันกับปัจจัยการถ่วงน้ำหนักที่แตกต่างกัน ปริมาณรังสีที่เท่ากันจะถูกกำหนดเป็นผลรวมของปริมาณรังสีที่เท่ากันสำหรับรังสี R ทุกประเภทเหล่านี้:

H T = Σ H T . ร (9)

เป็นที่ยอมรับกันว่าผลกระทบทางชีวภาพในปริมาณที่ดูดซับเท่ากันนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของรังสีไอออไนซ์และความหนาแน่นของฟลักซ์ของรังสี

บันทึก. เมื่อใช้สูตร (8) จะต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านคุณภาพโดยเฉลี่ยในปริมาตรของเนื้อเยื่อชีวภาพที่มีองค์ประกอบมาตรฐาน: ไฮโดรเจน 10.1% คาร์บอน 11.1% ไนโตรเจน 2.6% ออกซิเจน 76.2%

หน่วย SI ของขนาดยาที่เท่ากันคือ Sievert (Sv)

Sievert เป็นหน่วยของปริมาณรังสีที่เท่ากันในเนื้อเยื่อชีวภาพ ซึ่งสร้างผลกระทบทางชีวภาพเช่นเดียวกับปริมาณรังสีเอกซ์มาตรฐานที่ดูดซับ 1 Gy โดยมีพลังงานโฟตอน 200 keV หน่วยเศษส่วนก็ใช้เช่นกัน - μSv ,เอ็มเอสวี นอกจากนี้ยังมีหน่วยที่ไม่เป็นระบบ - rem (เทียบเท่าทางชีวภาพของ rad) ซึ่งค่อยๆ ถูกถอนออกจากการใช้งาน

1 Sv = 100 รีม

หน่วยเศษส่วนก็ใช้เช่นกัน - mrem, µrem

ตารางที่ 1. ปัจจัยด้านคุณภาพรังสี

ประเภทของรังสีและช่วงพลังงาน	เราปัจจัยด้านคุณภาพ
โฟตอนของพลังงานทั้งหมด
อิเล็กตรอนของพลังงานทั้งหมด
นิวตรอนที่มีพลังงาน:
จาก 10 keV ถึง 100 keV
> 100 keV สูงสุด 2 msv
> 2 MeV ถึง 20 MeV
โปรตอนที่มีพลังงานมากกว่า 2 MeV ยกเว้นโปรตอนที่หดตัว
อนุภาคอัลฟ่า เศษฟิชชัน นิวเคลียสหนัก
บันทึก. ค่าทั้งหมดหมายถึงรังสีที่ตกกระทบในร่างกาย และในกรณีของการฉายรังสีภายใน จะหมายถึงรังสีที่ปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์

บันทึก. ค่าสัมประสิทธิ์ WR คำนึงถึงการพึ่งพาผลกระทบทางชีวภาพที่ไม่พึงประสงค์จากการฉายรังสีขนาดต่ำต่อการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นทั้งหมด (LET) ของรังสี ตารางที่ 2 แสดงการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักคุณภาพ W R บน LET

ตารางที่ 2. การพึ่งพาปัจจัยคุณภาพ WR บน LET

อัตราปริมาณรังสีที่เท่ากันคืออัตราส่วนของการเพิ่มขึ้นของขนาดยาที่เท่ากัน dH ในช่วงเวลา dt ต่อช่วงเวลานี้:

หน่วยของอัตราปริมาณรังสีที่เท่ากัน mSv/s, μSv/s, rem/s, mrem/s เป็นต้น

หลายคนประสบปัญหาในการกำหนดหน่วยวัดรังสีกัมมันตภาพรังสีและ การใช้งานจริงค่าที่ได้รับ ความยากลำบากเกิดขึ้นไม่เพียงเพราะพวกเขาเท่านั้น ความหลากหลายที่ดี: becquerels, curies, sieverts, roentgens, rads, coulombs, rhemes ฯลฯ แต่ยังเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าปริมาณที่ใช้ทั้งหมดนั้นไม่เกี่ยวข้องกันด้วยอัตราส่วนหลายอัตราส่วน และหากจำเป็นก็สามารถแปลงจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้

จะคิดออกได้อย่างไร?

ทุกอย่างค่อนข้างง่ายถ้าเราแยกหน่วยที่เกี่ยวข้องกับกัมมันตภาพรังสีเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพและปริมาณที่วัดผลกระทบของปรากฏการณ์นี้ (รังสีไอออไนซ์) ต่อสิ่งมีชีวิตและ สิ่งแวดล้อม- และหากเราไม่ลืมเกี่ยวกับหน่วยที่ไม่ใช่ระบบและหน่วยของกัมมันตภาพรังสีที่ทำงานในระบบ SI (ระบบหน่วยสากล) ซึ่งเปิดตัวในปี 1982 และมีผลบังคับใช้สำหรับใช้ในสถาบันและองค์กรทั้งหมด

หน่วยวัดกัมมันตภาพรังสีที่ไม่ใช่ระบบ (เก่า)

Curie (Ci) เป็นหน่วยแรกของกัมมันตภาพรังสี ซึ่งวัดกัมมันตภาพรังสีบริสุทธิ์ 1 กรัม เปิดตัวในปี 1910 และตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส C. และ M. Curie ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับระบบการวัดใดๆ และ เมื่อเร็วๆ นี้สูญเสียเธอไป ความสำคัญในทางปฏิบัติ- ในรัสเซีย แม้จะมีระบบ SI ในปัจจุบัน แต่ Curie ก็ได้รับอนุญาตให้ใช้ในด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์และการแพทย์โดยไม่มีข้อจำกัดด้านระยะเวลา

หน่วย SI ของกัมมันตภาพรังสี

SI ใช้ปริมาณอีกปริมาณหนึ่งคือ เบกเคอเรล (Bq) ซึ่งกำหนดการสลายตัวของหนึ่งนิวเคลียสต่อวินาที Becquerel สะดวกกว่าในการคำนวณมากกว่า Curie เนื่องจากมีค่าไม่มากและช่วยให้ไม่ซับซ้อน การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ขึ้นอยู่กับกัมมันตภาพรังสีของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี ให้กำหนดปริมาณของมัน ด้วยการคำนวณจำนวนการสลายตัวของเรดอน 1 กรัม ทำให้ง่ายต่อการสร้างความสัมพันธ์ระหว่าง Ci และ Bq: 1 Ci = 3.7*1,010 Bq และยังกำหนดกิจกรรมขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ด้วย

การวัดรังสีไอออไนซ์

จากการค้นพบเรเดียมพบว่าการแผ่รังสีของสารกัมมันตภาพรังสีส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและทำให้เกิดผลกระทบทางชีวภาพคล้ายกับผลของรังสีเอกซ์ แนวคิดที่เรียกว่าปริมาณรังสีไอออไนซ์เกิดขึ้นซึ่งเป็นค่าที่ช่วยให้เราสามารถประเมินผลกระทบของการได้รับรังสีต่อสิ่งมีชีวิตและสารต่างๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะของการฉายรังสีปริมาณที่เทียบเท่าการดูดซึมและการสัมผัสจะแตกต่างกัน:

1. ปริมาณการสัมผัสเป็นตัวบ่งชี้ไอออนไนซ์ในอากาศที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแกมมาและรังสีเอกซ์ ซึ่งกำหนดโดยจำนวนไอออนของกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นใน 1 ลูกบาศก์เมตร มองเห็นอากาศภายใต้สภาวะปกติ ในระบบ SI มีหน่วยวัดเป็นคูลอมบ์ (C) แต่ก็มีหน่วยที่ไม่ใช่ระบบเช่นกัน - เรินต์เกน (R) เรินต์เกนหนึ่งค่ามีค่ามาก ดังนั้นในทางปฏิบัติ จะสะดวกกว่าถ้าใช้ส่วนในล้าน (µR) หรือหนึ่งในพัน (mR) ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ถูกสร้างขึ้นระหว่างหน่วยปริมาณรังสีที่ได้รับ: 1 P = 2, 58.10-4 C/กก.
2. ปริมาณรังสีที่ดูดซับคือพลังงานของรังสีอัลฟ่า เบต้า และแกมมาที่ถูกดูดซับและสะสมโดยมวลต่อหน่วยของสาร ใน ระบบระหว่างประเทศ SI ได้แนะนำหน่วยการวัดต่อไปนี้ - สีเทา (Gy) แม้ว่าในบางพื้นที่ ตัวอย่างเช่น ในสุขอนามัยของรังสีและชีววิทยารังสี หน่วยที่ไม่เป็นระบบ - rad (R) ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย มีความสอดคล้องกันระหว่างปริมาณเหล่านี้: 1 Rad = 10-2 Gy
3. ปริมาณที่เท่ากันคือปริมาณการดูดซึมของรังสีไอออไนซ์โดยคำนึงถึงระดับของผลกระทบต่อเนื้อเยื่อที่มีชีวิต เนื่องจากรังสีอัลฟ่า บีตา หรือแกมมาในปริมาณเท่ากันทำให้เกิดความเสียหายทางชีวภาพที่แตกต่างกัน จึงได้มีการนำสิ่งที่เรียกว่าปัจจัยด้านคุณภาพการควบคุมคุณภาพมาใช้ เพื่อให้ได้ปริมาณที่เท่ากัน จำเป็นต้องคูณปริมาณรังสีดูดกลืนที่ได้รับจากรังสีบางประเภทด้วยค่าสัมประสิทธิ์นี้ ปริมาณที่เท่ากันจะวัดเป็น bers (Rem) และซีเวิร์ต (Sv) ซึ่งทั้งสองหน่วยนี้ใช้แทนกันได้ โดยแปลงจากหน่วยหนึ่งไปอีกหน่วยหนึ่งในลักษณะนี้: 1 Sv = 100 Rem (Rem)

ระบบ SI ใช้ซีเวิร์ต ซึ่งเป็นปริมาณที่เท่ากันของรังสีไอออไนซ์จำเพาะที่ถูกดูดซับโดยเนื้อเยื่อชีวภาพหนึ่งกิโลกรัม ในการแปลงสีเทาเป็นซีเวิร์ต คุณควรคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ของกิจกรรมทางชีวภาพสัมพัทธ์ (RBE) ซึ่งเท่ากับ:

• สำหรับอนุภาคอัลฟ่า - 10-20;
• สำหรับรังสีแกมมาและเบต้า - 1;
• สำหรับโปรตอน - 5-10;
• สำหรับนิวตรอนที่มีความเร็วสูงถึง 10 keV - 3-5;
• สำหรับนิวตรอนที่มีความเร็วมากกว่า 10 keV: 10-20;
• สำหรับนิวเคลียสหนัก - 20

rem (เทียบเท่าทางชีวภาพของการเอ็กซ์เรย์) หรือ rem (นิ้ว ภาษาอังกฤษ rem - Roentgen Equivalent of Man) - หน่วยที่ไม่ใช่ระบบของปริมาณที่เท่ากัน เนื่องจากรังสีอัลฟ่าทำให้เกิดความเสียหายมากขึ้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เป็นเรมส์ จึงจำเป็นต้องคูณกัมมันตภาพรังสีที่วัดได้เป็นแรดด้วยปัจจัยยี่สิบ เมื่อพิจารณารังสีแกมมาหรือเบต้า ไม่จำเป็นต้องแปลงค่า เนื่องจาก rems และ rads มีค่าเท่ากัน