Еквівалентна і ефективна дози

Для опису впливу випромінювання на людину використовують більш точні і універсальні величини - еквівалентну дозу і ефективну дозу. Причина, по якій необхідно введення цих двох понять, проста - для живих організмів і біологічних тканин ефект, створюваний випромінюванням, залежить не тільки від енергії, поглиненої цим організмом або тканиною. Тобто для опису дії випромінювання на живі організми недостатньо знання лише поглиненої дози.

Через різної іонізуючої здатності # 945 ;, # 946; і # 947; - випромінювання і нейтронів вони навіть при одній і тій же поглинання дозі надають різний нищівну силу. Так, 1 мкГр, отриманий організмом (тканиною, органом), наприклад, від альфа-випромінювання, значно небезпечніше, ніж той же 1 мкГр, отриманий від бета- або гамма-випромінювання.

Для характеристики відносної біологічної небезпеки даного виду випромінювання використовують ваговий коефіцієнт WR. визначений для кожного виду випромінювання. Для основних видів значення вагових коефіцієнтів наведені в таблиці.

Еквівалентна доза Н в органі чи тканині дорівнює добутку взвешивающего коефіцієнта для даного виду випромінювання WR на поглинену дозу D, отриману органом або тканиною від випромінювання R:

Якщо поле випромінювання складається з різних видів випромінювання, то еквівалентна доза дорівнює сумі еквівалентних доз, отриманих даними органом або тканиною Т від кожного з видів випромінювання R:

Таким чином, еквівалентна доза враховує не тільки енергію, поглинену живою тканиною, але і небезпека опромінення даним видом радіації.

В СІ одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв). Позасистемна одиниця - бер (біологічний еквівалент рада). 1 Зв = 100 бер.

Наприклад, якщо легкі двох осіб в результаті опромінення отримали дозу 0,1 Гр, чи однакова небезпека для цих людей від такого опромінення? На це питання неможливо відповісти, якщо невідомо, від якого саме випромінювання отримана доза. А якщо легкі двох осіб отримали дозу 1 Зв, чи однакова небезпека для них від такого опромінення. Так. Причому питання про вид випромінювання вже не варто, оскільки в розмірності «Зв» вид випромінювання вже врахований.

Різні органи і тканини організму мають різну чутливість до опромінення. Це означає, що опромінення різних органів або тканин однієї і тієї ж еквівалентною дозою (тобто одним і тим же видом випромінювання) призводить до різних наслідків з точки зору подальшого функціонування цього органу або тканини. Для того, щоб врахувати це, вводяться вагові коефіцієнти органів і тканин WT. наведені в таблиці.

Ефективна доза Е дорівнює сумі творів для зважування коефіцієнта WT для органу (тканини) Т на еквівалентну дозу Н, отриману органом (тканиною):

Використовується як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення всього тіла або окремих органів з урахуванням їх радіочутливості.

При опроміненні декількох органів: E = ΣWT # 8729; H

При рівномірному опроміненні всього тіла ефективна доза опромінення дорівнює еквівалентній дозі, тобто WT в цьому випадку дорівнює 1.

Отже, ефективна доза враховує всі параметри, що визначають біологічні наслідки опромінення: поглинену енергію випромінювання, небезпека даного виду опромінення, чутливість опромінюється, до впливу радіації. Таким чином, ефективна доза - це міра біологічної небезпеки опромінення.

Ефективна доза, так само, як еквівалентна, вимірюється в зіверт.

Ефективна і еквівалентна дози є мірою несприятливого впливу випромінювання на організм людини та їх гранично допустимі значення покладені в основу нормативно-правової бази забезпечення радіаційної безпеки населення і професіоналів.

Відповідно, розмірність потужності еквівалентної та ефективної дози - Зв / с (зіверт в секунду), мЗв / год (мілізіверт на годину) і т.п.

Відзначимо, що в сучасних джерелах інформації, в дозиметричних приладах і все частіше в засобах масової інформації для опису радіаційної обстановки (радіаційного фону) використовується вже не потужність експозиційної дози (в мкР / год), а потужність еквівалентної дози (зазвичай в мкЗв / год) .

У приватному, але найбільш поширеному, випадку, коли йде про електромагнітне випромінювання (гамма-, рентгенівському) і рівномірному опроміненні всього тіла, отримуємо WR = 1 і WT = 1, тобто 1 Гр paвен 1 Зв ефективної дози. тоді:

10 мкР / год = 0,093 мкГр / год = 0,093 мкЗв / год

0,1 мкЗв / год = 0,8 мЗв / рік.

Для оцінки наслідків опромінення групи людей (персоналу будь-якого підприємства, жителів даної місцевості, населення Землі і т. П.) Використовується поняття колективної ефективної дози. Вона дорівнює сумі доз, отриманих кожним представником групи. Її розраховують за формулою:

. де N число людей в групі опромінених людей, Е - ефективна доза, отримана кожним з цих людей.

Одиниця колективної ефективної дози - людино-зіверт (люд.-Зв). Тобто, якщо 100 чоловік отримали дозу 0,01 Зв, то колективна доза складе 1 чел.-Зв. Часто колективна доза є оціночною величиною і визначається, виходячи з середніх індивідуальних доз. Оскільки вважається, що ймовірність несприятливих для здоров'я наслідків опромінення (онкологічних захворювань) пропорційна ефективній дозі, то колективна доза може характеризувати число можливих захворювань у цій групі. Вважають, що колективна ефективна доза 20 люд.-Зв призводить до одного онкологічного захворювання. Іншими словами, якщо, наприклад, 100 осіб отримали по 0,2 Зв або 100 000 чоловік по 0,2 мЗв, то в обох випадках наслідки однакові, а саме - одне захворювання.

Так само, знаючи цю величину можна оцінювати масштаби радіаційного ураження, застосовуючи статистичні методи усереднення та поняття радіаційного ризику.