Sugárdózis – a sugárbiztonságban , a fizikában és a sugárbiológiában – bármely anyag, élő szervezet és szöveteik ionizáló sugárzásnak való kitettségének értékelésére használt érték .
Az ionizáló sugárzás közeggel való kölcsönhatásának fő jellemzője az ionizációs hatás. A száraz levegő normál légköri nyomáson történő ionizációs mértékén alapuló mennyiségi mérést , amelyet meglehetősen könnyű mérni, expozíciós dózisnak nevezünk .
Az expozíciós dózis az elemi levegőtérfogatban a fotonok által felszabaduló vagy generált elektronok és pozitronok levegőben történő teljes lassulása után keletkező azonos előjelű ionok teljes elektromos töltésének és az ebben a térfogatban lévő levegő tömegének az aránya.
A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) az expozíciós dózis egysége a coulomb osztva a kilogrammal (C/kg). A rendszeren kívüli egység a röntgen (R). 1 C/kg = 3876 R.
Az ismert ionizáló sugárzás típusok körének és alkalmazási körének bővítésével kiderült, hogy az ionizáló sugárzás anyagra gyakorolt hatásának mértéke az ebben lezajló folyamatok összetettsége és sokfélesége miatt nem határozható meg egyszerűen. ügy. Ezek közül egy fontos, amely a besugárzott anyagban fizikai-kémiai változásokat idéz elő, és bizonyos sugárzási hatást eredményez, az ionizáló sugárzás energiájának az anyag általi elnyelése. Ennek eredményeként született meg az elnyelt dózis fogalma . Megmutatja, hogy a besugárzott anyag egységnyi tömegére mennyi sugárzási energia nyelődik el, és az ionizáló sugárzás elnyelt energiájának az elnyelő anyag tömegéhez viszonyított aránya határozza meg.
A szürke (Gy) az elnyelt dózis mértékegysége az SI rendszerben . 1 Gy az a dózis, amelynél 1 joule ionizáló sugárzás energiája 1 kg tömegre kerül át . Az elnyelt dózis rendszeren kívüli egysége a rad . 1 Gy = 100 rad.
Az élő szövetek besugárzásának egyedi hatásainak vizsgálata kimutatta, hogy azonos elnyelt dózisok mellett a különböző típusú sugárzások egyenlőtlen biológiai hatásokat fejtenek ki a szervezetben . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egy nehezebb részecske (például egy proton ) több iont termel egységnyi úthosszonként a szövetben , mint egy könnyű részecske (például egy elektron ). Azonos elnyelt dózis mellett minél nagyobb, minél sűrűbb a sugárzás által keltett ionizáció , minél nagyobb a radiobiológiai romboló hatás . Ennek a hatásnak a figyelembevétele érdekében bevezetik az egyenértékű dózis fogalmát . Az ekvivalens dózist úgy számítják ki, hogy az elnyelt dózis értékét megszorozzák egy speciális együtthatóval - a sugárzás súlyozási tényezővel , amely figyelembe veszi a különböző típusú sugárzások relatív biológiai hatékonyságát .
Az egyenértékdózis SI mértékegysége a sievert (Sv). Az 1 Sv értéke megegyezik az 1 kg biológiai szövetben elnyelt bármilyen típusú sugárzás egyenértékű dózisával, amely ugyanazt a biológiai hatást hozza létre, mint az 1 Gy fotonsugárzás elnyelt dózisa . Az ekvivalens dózis nem szisztémás mértékegysége a rem (1954 előtt - a röntgen, 1954 után - a rad biológiai egyenértéke [1] ). 1 Sv = 100 rem.
Az effektív dózis (E) a teljes emberi test és egyes szervek és szövetek besugárzásának hosszú távú következményeinek kockázatának mértéke, figyelembe véve azok sugárérzékenységét. Ez a szervek és szövetek egyenértékdózisának és a megfelelő súlyozási tényezőknek az összegét jelenti.
Egyes emberi szervek és szövetek érzékenyebbek a sugárzásra , mint mások: például azonos ekvivalens dózis mellett a tüdőrák nagyobb valószínűséggel alakul ki, mint a pajzsmirigyben , és a nemi mirigyek besugárzása különösen veszélyes a genetikai kockázat miatt. kár. Ezért a különböző szervek és szövetek sugárdózisait eltérő együtthatóval kell figyelembe venni, amelyet szövetsúlyozási tényezőnek nevezünk . Az ekvivalens dózis értékét a megfelelő súlyozó tényezővel megszorozva és az összes szövetre és szervre összeadva megkapjuk az effektív dózist , amely tükrözi a szervezetre gyakorolt összhatást . A súlyozási együtthatókat empirikusan állapítják meg, és úgy számítják ki, hogy az egész szervezetre vonatkozó összegük egy legyen.
Az effektív dózisegységek megegyeznek az ekvivalens dózisegységekkel. Sivertben vagy remsben is mérik .
A lekötött effektív dózis E(τ) az emberi szervezetbe került radionuklidok belső sugárterhelésének dózisa [2] [3] . Az ilyen radionuklidok emberi expozíciójának idejét a felezési idejük és a szervezetben való biológiai retenciójuk határozza meg, és több hónapig, sőt évig is tarthat [4] . Szabályozási okokból a teljes dózis-akkumulációs időszakot 50 évben határozzák meg egy felnőtt esetében, vagy ha a dózist gyermekek esetében értékelik, akkor 70 éves korig. Az éves dózis becslésénél a lekötött effektív dózis hozzáadódik az ugyanarra az időszakra vonatkozó külső expozícióból származó effektív dózishoz [5] .
Az effektív és ekvivalens dózisok normalizált értékek, azaz olyan értékek, amelyek az ionizáló sugárzásnak való kitettségből származó kár (ártalom) mértékét jelentik egy személyen. Sajnos közvetlenül nem mérhetők. Ezért olyan üzemi dozimetriai mennyiségeket vezetnek be a gyakorlatba, amelyeket a sugárzási tér fizikai jellemzői egy ponton egyedileg határoznak meg, a lehető legközelebb a normalizáltakhoz. A fő működési mennyiség a környezeti dózisegyenérték (szinonimák - környezeti dózisegyenérték, környezeti dózis).
Környezeti dózisegyenérték H * (d) - az a dózisegyenérték, amelyet az ICRU (Nemzetközi Sugárzási Egységek Bizottság) gömbfantomjában hoztak létre a felszíntől d (mm) mélységben a sugárzás irányával párhuzamos átmérő mentén, egy sugárzásban. összetételében, áramlásában és energiaeloszlásában a figyelembe vett mezővel azonos, de egyirányú és homogén, vagyis a környezeti dózisegyenérték H*(d) az a dózis, amelyet egy személy kapna, ha a mérés helyén lenne. A környezeti dózisegyenérték mértékegysége a sievert (Sv).
Az egyének által kapott egyéni effektív dózisok kiszámításával el lehet jutni a kollektív dózishoz - egy adott embercsoportban egy adott időtartam alatt elért egyéni effektív dózisok összegéhez. A kollektív dózis kiszámítható egy adott falu , város , közigazgatási-területi egység , állam stb. lakosságára . Ezt úgy kapjuk meg, hogy az átlagos effektív dózist megszorozzuk a sugárzásnak kitett emberek teljes számával . A kollektív dózis mértékegysége man-sivert (man-Sv.), a rendszeren kívüli mértékegysége man-rem (man-rem). A kollektív dózis hosszú ideig felhalmozódhat, nem is egy generációra, hanem a következő generációkra is kiterjedhet.
Ezenkívül a következő adagokat különböztetjük meg:
A millisievertet (mSv) gyakran használják dózismérőként orvosi diagnosztikai eljárásokban ( fluoroszkópia , röntgen- számítógépes tomográfia stb.).
Oroszország állami egészségügyi főorvosának 2006. április 21-én kelt 11. számú, „A lakossági sugárterhelés korlátozásáról a röntgen-orvosi vizsgálatok során” rendeletének 3.2. pontja szerint szükséges „biztosítani az 1 éves effektív dózis betartását. m Sv a megelőző orvosi röntgenvizsgálatok során, beleértve az orvosi vizsgálatokat is.
A röntgenvizsgálatokból származó átlagos globális sugárdózis egy főre jutva évente 0,4 mSv, azonban azokban az országokban, ahol magas az egészségügyi ellátáshoz való hozzáférés (1000 lakosra több mint egy orvos jut), ez az érték 1,2 mSv-re emelkedik [6 ] .
Az egyéb technogén forrásokból származó besugárzás sokkal kisebb:
Az egy főre jutó, évente felhalmozott átlagos természetes forrásból származó világméretű expozíciós dózis 2,4 m Sv, 1-10 m Sv szórással [6] . Fő összetevők:
Az egész test egyetlen egységes besugárzása és a szakorvosi ellátás elmulasztása esetén az esetek 50%-ában akut sugárbetegség következtében bekövetkező halál következik be [7] :
A dózisteljesítmény (besugárzás intenzitása) a megfelelő dózis növekedése egy adott sugárzás hatására időegység alatt . Megvan a megfelelő dózis mérete ( elnyelt , expozíció stb.) osztva egy időegységgel . Különféle speciális mértékegységek használata megengedett (például: Sv/h, rem/min, mSv/year stb.).
| Fizikai mennyiség | Rendszeren kívüli egység | SI mértékegység | Átmenet a rendszeren kívüli egységről az SI egységre |
|---|---|---|---|
| Nuklidaktivitás radioaktív forrásban | Curie (Ci) | Becquerel (Bq) | 1 Ki = 3,7⋅10 10 Bq |
| Besugárzási dózis | röntgen (R) | Coulomb/kg (C/kg) | 1 P \u003d 2,58⋅10 -4 C / kg |
| Elnyelt dózis | Rad (rad) | szürke (J/kg) | 1 rad = 0,01 Gy |
| Dózis egyenértékű | rem (rem) | Sivert (Sv) | 1 rem = 0,01 Sv |
| Expozíciós dózissebesség | Röntgen/másodperc (R/c) | Coulomb/kilogramm (in) másodperc (C/kg s) | 1 R/s = 2,58⋅10 −4 C/kg s |
| Felszívódott dózisteljesítmény | Rad/másodperc (Rad/s) | Szürke/másodperc (Gy/s) | 1 rad/s = 0,01 Gy/s |
| Dózisegyenérték arány | rem/másodperc (rem/s) | Sivert/másodperc (Sv/s) | 1 rem/s = 0,01 Sv/s |
| Integrált adag | Rad-gram (Rad g) | Szürke kilogramm (Gy kg) | 1 rad g = 10 −5 Gy kg |
| Sugárbiztonság | |
|---|---|
| A sugárzás biológiai hatása | |
| Sugárdózis | |
| Egységek | szisztémás szürke Sivert rendszeren kívüli Boldog Baer röntgen |
| Nemzetközi szervezetek | |