Операційні дозиметричні величини

Як правило, нормовані величини, в яких виражені основні дозові межі, безпосередньо виміряти неможливо. Для оцінки нормованих величин при радіаційному контролі призначені операційні величини, які є безпосередньо обумовленими в вимірах величинами. Введення в практику радіаційного контролю операційних величин необхідно в першу чергу для уніфікації методів контролю та визначення таких вимог до функції відгуку приладів радіаційного контролю.

У визначенні операційних величин зовнішнього опромінення використовується еквівалент дози (Н) - поглинена доза в точці, помножена на середній коефіцієнт якості випромінювання, що впливає на тканину в даній точці. Еквівалент дози дорівнює поглиненої дози в точці, помноженої на середній коефіцієнт якості випромінювання, що впливає на біологічну тканину в даній точці. Одиниця еквівалента дози - зіверт (Зв).

Для забезпечення однозначності при розрахунку або вимірі операційних величин регламентована залежність від ЛПЕ коефіцієнта якості випромінювання k (L) - величина яка враховує пошкодження біологічної тканини, що виникають внаслідок мікроскопічного розподілу поглиненої енергії в точці взаємодії випромінювання з речовиною. Коефіцієнт якості випромінювання є функцією ЛПЕ, (L):

Середнє значення коефіцієнта якості випромінювання в точці визначається співвідношенням:

де D - поглинена доза, k (L) - залежність коефіцієнта якості від ЛПЕ, D (L) dL - поглинена доза в точці від випромінювання з ЛПЕ від L до L + dL

Взаємодія випромінювання з тілом людини призводить до зміни самого радіаційного поля. Операційні величини визначаються таким чином, щоб відтворити цей ефект, для чого використовується фантоми людського тіла:

Рис.1. Схема визначення еквівалентної дози

Операційної величиною зовнішнього опромінення для контролю радіаційної обстановки прийнятий еквівалентної дози (амбієнтного доза - від англ. Ambient (від лат. Ambi кругом, навколо, по обидва боки) dose equivalent - еквівалент дози, що характеризує радіаційну обстановку) H * (d) - еквівалент дози, який був би створений в кульовому фантомі МКРЕ на глибині d (мм) від поверхні по діаметру, паралельного напрямку випромінювання, в поле випромінювання (рис.1), ідентичному оскільки він розглядався за складом, флюенсу і енергетичного розподілу, але мононаправленном і однород ом. Еквівалентної дози використовується для характеристики поля випромінювання в точці, яка відповідає центром кульового фантома. Ця величина є ізотропної і стосовно до реального полю характеризує консервативну оцінку дози опромінення людини. Одиниця еквівалентної дози - зіверт (Зв).

Ріс.2.Схема визначення індивідуального еквіваленту дози.

Кульовий фантом МКРЕ - куля діаметром 30 см з тканееквівалентного матеріалу, що має наступний масовий хімічний склад: 76,2% - кисень, 11,1% - вуглець, 10,1% - водень і 2,6% - азот і щільність 1 г / см 3.

Операційної величиною зовнішнього опромінення для індивідуального контролю доз опромінення людини прийнятий індивідуальний еквівалент дози Hp (d) - еквівалент дози в м'якій біологічній тканині, який визначається на глибині d (мм) під розглянутої точкою на тілі (див. Рис.2).

При визначенні операційних величин значення d приймається рівним 10 мм для контролю величини ефективної дози, 0,07 мм - для еквівалента дози опромінення шкіри і 3 мм - для еквівалента дози опромінення кришталика ока.

Операційної величиною для контролю радіаційної обстановки на робочих при внутрішньому опроміненні персоналу є об'ємна активність радіонукліда на робочому місці, С. Одиниця виміру об'ємної активності - Бк / м 3.

Надходження радіонукліда в організм людини через органи дихання є операційної величиною для індивідуального контролю внутрішнього опромінення. Величина індивідуального надходження визначається:

• для # 947; -ізлучающіх радіонуклідів - шляхом математичного розрахунку з використанням функції виведення радіонукліда з усього тіла або його окремих органів за даними систематичних вимірювань вмісту радіонуклідів в тілі людини або його окремих органах за допомогою спектрометра випромінювання людини;

• для # 945; - і (# 946; -ізлучающіх радіонуклідів - шляхом математичного розрахунку надходження з використанням функції утримання радіонукліда в тілі людини за даними систематичних вимірювань виведення радіонуклідів з його тіла за допомогою біофізичних методів;

• для будь-яких радіонуклідів - шляхом розрахунку надходження з використанням об'ємної швидкості надходження вдихуваного повітря до органів дихання за даними систематичних вимірювань об'ємної активності радіонукліда в зоні дихання працівника за допомогою індивідуального пробоотборника радіоактивних аерозолів і фіксування часу виконання робіт при даній об'ємної активності радіонукліда.

Використання операційних величин в радіаційному контролі націлене на консервативну оцінку значень відповідних нормованих величин. У загальному вигляді зв'язок між величинами, використовуваними в радіаційному контролі, виглядає наступним чином:

Малюнок Зв'язок між величинами в радіаційному контролі

Коефіцієнт зв'язку а й фізична схема визначення операційних величин обрані таким чином, щоб вироблена з їх допомогою оцінка значення нормованої величини була б більше істинного значення нормованої величини в даних умовах опромінення. Наприклад, в контролі ефективної дози зовнішнього випромінювання застосовують заміщення

де # 945; = 1. На малюнку показано, як співвідносяться оцінки ефективної дози з істинним значенням цієї величини при опроміненні тіла людини мононаправленним потоком фотонного випромінювання. В контролі очікуваної ефективної дози внутрішнього випромінювання приймають

Мал. Співвідношення між ефективною дозою і її оцінками за допомогою операційних величин: 1 - ефективна доза при опроміненні людини в напрямку груди-спина;

2-оцінка за допомогою індивідуального еквіваленту дози; 3 - оцінка за допомогою еквівалентної дози.