8.4: Вимірювання радіації
- Page ID
- 25631
Вимірювання радіоактивності
Радіоактивність вимірюється в плані швидкості радіоактивних подій. Ядерні випромінювання - це іонізуючі випромінювання, тобто вони збивають електрони з атомів або молекул, які йдуть на їх шляху, залишаючи після себе катіони. Лічильник Гейгера Мюллера - один з приладів вимірювання випромінювання, який підраховує розпад радіонуклеотиду в секунду шляхом реєстрації струму, виробленого іонізаційним дією випромінювання, як показано на рис. 8.4.1. Це не просто одна подія іонізації; ядерна частинка продовжує іонізувати атоми на своєму шляху, поки її енергія не вичерпається, як показано на рис. 8.4.2. Прилад фіксує спалах електричного струму, виробленого іонізацією кожного радіоактивного розпаду.
Одиницею СІ радіоактивності є Беккерель (Bq), тобто кількість ядер, які розпадаються в секунду.
Загальною одиницею інтенсивності випромінювання є Кюрі (Ci), тобто 3,7 х 10 10 розпадів в секунду. Відносини між Беккерелем і Кюрі такі.
\[1 \mathrm{Ci}=3.7 \times 10^{10} \mathrm{~Bq}=3.7 \times 10^{10} \text { disintegrations }\nonumber\]
Часто радіоізотоп для медичного застосування має інформацію мілікюрі на мілілітр (MCI/мл), з якої можна розрахувати обсяг для потрібної дози.
Пацієнту необхідно надати дозу йоду-131 5,0 мКі, яка доступна у вигляді розчину Na 131 I, що містить 3,8 мкДж/мл. Який обсяг розчину слід вводити?
Рішення
Використовуйте зворотний коефіцієнт 3.8 MCI/мл як коефіцієнт перетворення:
\[5.0 \cancel{\mathrm{~mCi}} \times \frac{1 \mathrm{~mL}}{3.8 \cancel{\mathrm{~mCi}}}=1.3 \mathrm{~mL} \text { dose }\nonumber\]
Вимірювання радіаційного впливу
Поглинена доза
Дозу іонізуючого випромінювання або так звану поглинену дозу вимірюють в терміні енергії, осадженої іонізуючим випромінюванням в одиниці маси опромінюваної речовини, як показано на рис. 8.4.3
Одиницею СІ поглинаної дози є сірий (Gy), який визначається як поглинання одного джоуля енергії випромінювання на кілограм речовини (Дж/кг).
Загальною одиницею поглиненої дози є рад, що означає радіаційну поглинену дозу. Рад становить одну соту частину сірого, тобто:
\[1 \mathrm{~Gy}=100 \mathrm{~rad}\nonumber\]
еквівалентна доза
Одна і та ж кількість енергії, відкладеної в тканині різними видами випромінювання, несе різний рівень ризиків для здоров'я з точки зору спричинення раку і генетичного пошкодження, виражений у вигляді радіаційного вагового коефіцієнта (W R), як показано на рис. 8.4.4, і перерахований на рис. 8.4.5. Наприклад, 1 Гр\(\ce{beta}\) -частинок несе ризик 5.5% шансів на розвиток раку, тоді як 1 Гр\(\ce{alpha}\) -частинок має в 20 разів більший ризик порівняно з β-частинкою (посилання: https://en.Wikipedia.org/wiki/Sievert, доступ 15.07.2020). Ризик для здоров'я іонізуючого випромінювання вимірюється в одиницях еквівалентної дози. Sievert (Sv) - одиниця СІ еквівалентної дози іонізуючого випромінювання, яка вимірює вплив на здоров'я низького рівня іонізуючого випромінювання на організм людини.
Еквівалентна доза в Sievert (Sv) дорівнює добутку поглиненої дози в сірих (Gy), помноженому на коефіцієнт ваги випромінювання (W R), т. Е.\(\text { The equivalent dose in } \mathrm{Sv}=\text { Absorbed dose in } \mathrm{Gy} \times \mathrm{W}_{\mathrm{R}}\)
Загальною одиницею еквівалентної дози є rem (rem означає рентгенівський еквівалент людини), який є:
\[1 \mathrm{~Sv}=100 \mathrm{rem}\nonumber\]
Персонал, що працює в радіаційному середовищі, зобов'язаний носити плівкові значки або електронні персональні дозиметри, як показано на рис. 8.4.6, які фіксують отриману дозу. Запис дози кожної людини зазвичай підтримується об'єктами радіації для дотримання дозволених меж радіаційного опромінення.
ефективна доза
Еквівалентна доза дорівнює ефективній дозі в зіверт (Sv), коли весь організм людини однаково піддається опроміненню. Якщо частина тіла піддається впливу, то ефективну дозу в зіверт (Sv) розраховують шляхом підсумовування продукту еквівалентної дози в Sv з коефіцієнтом обважнення тканин (W T) для кожної тканини, що піддається опроміненню, як показано на рис. 8.4.4 і розраховане на прикладі на рис.8.4.7. Причина такого розрахунку полягає в тому, що ефект однієї і тієї ж еквівалентної дози різний в різних тканині. Фактори обважнення тканин (W T) наведені в таблиці 1.
Ефективна доза приймає поглинену дозу і коригує її під тип радіації та чутливість органів, тобто:
\[\text { The effective dose in } \mathrm{Sv}=\text { Equivalent dose in } \mathrm{Sv} \times \mathrm{W}_{\mathrm{T}}\nonumber\]
|
Органи |
Ш Т |
|---|---|
|
Гонади |
0,08 |
|
Червоний кістковий мозок |
0,12 |
|
Двокрапка |
0,12 |
|
Легені |
0,12 |
|
Шлунок |
0,12 |
|
Груди |
0,12 |
|
сечовий міхур |
0,04 |
|
Печінка |
0,04 |
|
стравохід |
0,04 |
|
Щитовидна |
0,04 |
|
Шкіра |
0,01 |
|
кісткова поверхня |
0,01 |
|
слинні залози |
0,01 |
|
Мозок |
0,01 |
|
Залишок тіла |
0,12 |
|
Всього |
1.00 |