Эквивалентная доза облучения это: Эквивалентная доза облучения

Содержание

Справка: Единицы измерения радиоактивности и доз облучения | Европа и европейцы: новости и аналитика | DW

Едва речь заходит об угрозе радиоактивного заражения местности или об опасности, которую ионизирующее излучение представляет для здоровья человека, как начинается путаница с единицами измерения: тут фигурируют то кюри, то беккерель, то рентген, то зиверт, то бэр, то грэй, а то и банановый эквивалент. Чтобы трезво оценивать реальное положение на тех же японских АЭС, необходимо четко понимать, что же означают те или иные единицы измерения радиоактивности и какие дозы облучения являются нормальными, какие — допустимыми, какие — опасными, а какие — смертельными. Попробуем в этом разобраться.

Начнем с измерения активности нуклида в радиоактивном источнике, то есть частоты ядерных превращений в нем. Для этого существуют две единицы: одна старая, внесистемная — кюри, другая более современная, системы СИ — беккерель. Один беккерель соответствует активности нуклида, при которой за 1 секунду происходит один распад.

Однако сама по себе эта величина, хоть и очень важна в ядерной физике, на практике мало что говорит о радиоактивной нагрузке на окружающую среду и на человека.

Более важное практическое значение имеют единицы, которые служат для измерения доз ионизирующего излучения. Впрочем, тут нужно различать поглощенную, экспозиционную и эквивалентную дозы. В системе СИ первая измеряется в грэях, вторая — в кулонах на килограмм, третья — в зивертах. Есть, впрочем, и внесистемные единицы — рады, рентгены и бэры, то есть биологические эквиваленты рентгена. Поглощенная доза — это основная физическая величина, определяющая степень радиационного воздействия.

Коэффициент качества излучения

Но главной дозиметрической величиной, представляющей для нас наибольший интерес, является «эквивалентная» доза, поскольку именно она служит для оценки того ущерба, что наносится здоровью человека хроническим воздействием ионизирующего излучения. Причем речь идет об излучении произвольного состава — то есть эта величина содержит так называемый коэффициент качества излучения, поскольку разные его виды производят разный поражающий эффект.

Существующий повсеместно естественный радиационный фон, а также некоторые медицинские процедуры приводят к тому, что каждый человек ежегодно получает в среднем эквивалентную дозу облучения от 2 до 5 миллизивертов. В Германии этот показатель составляет 4 миллизиверта. Даже для людей, профессионально связанных с радиоактивными материалами, годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 миллизивертов.

Летальной считается доза в 8 зивертов, доза половинной выживаемости, то есть доза, при которой погибает половина облученной группы людей, составляет 4-5 зивертов. На Чернобыльской АЭС около тысячи людей, находившихся рядом с реактором в момент катастрофы, получили дозы от 2 до 20 зивертов, что в ряде случаев оказалось смертельным. У ликвидаторов средняя доза составила около 100 миллизивертов, хотя иногда достигала 500 миллизивертов.

Банановый эквивалент

Что же касается бананового эквивалента, то эту единицу используют поборники атомной энергетики для характеристики источников ионизирующего излучения посредством сравнения их с уровнем радиоактивности обычного банана. Дело в том, что банан — как, впрочем, и многие другие продукты питания — обладает природной радиоактивностью вследствие наличия в нем калия-40 — радиоизотопа, активность которого составляет 32 беккереля. Известны случаи, когда системы обнаружения радиоактивных материалов в аэропортах срабатывали на обычный банан.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Вячеслав Юрин

Дозы излучения и единицы измерения радиоактивности

Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже

в таблице приведён перечень единиц измерениярадиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.

Физическая величина	Внесистемная единица	Системная единица	Соотношения между единицами	Переход от внесистемной к системной
Активность нуклида, А	Кюри (Ки, Ci)	Беккерель (Бк, Bq)	1 Ки = 3. 7·10¹⁰Бк 1 Бк = 1 расп/с 1 Бк=2.7·10^-11Ки	1Ки=3.7·1010Бк
Экспозиционная доза, X	Рентген (Р, R)	Кулон/кг (Кл/кг, C/kg)	1 Р=2.58·10^-4 Кл/кг 1 Кл/кг=3.88·10³ Р	1Р=2,58·10−4Кл/кг
Поглощенная доза, D	Рад (рад, rad)	Грей (Гр, Gy)	1 рад-10^-2 Гр 1 Гр=1 Дж/кг	1рад=0,01Гр
Эквивалентная доза, Н	Бэр (бэр, rem)	Зиверт (Зв, Sv)	1 бэр=10^-2 Зв 1 Зв=100 бэр	1бэр=0,01 Зв
Интегральная доза излучения	Рад-грамм (рад·г, rad·g)	Грей- кг (Гр·кг, Gy·kg)	1 рад·г=10^-5 Гр·кг 1 Гр·кг=105 рад·г	1рад-г=10−5Гр-кг
Мощность поглощенной дозы	Рад/секунда (Рад/с)	Грей/cекунда (Гр/с)		1рад/с=0. 01Гр/c
Мощность экспозиционной дозы	Рентген/секунда (Р/c)	Кулон/килограмм в секунду (Кл/кг*с)		1Р/c=2.58·10−4Кл/кг*с
Мощность эквивалентной дозы	Бэр/cекунда (бэр/с)	Зиверт/cекунда (Зв/с)		1бэр/c=0.01Зв/с

Радиация. Конвертер поглощённой дозы • Радиация и радиология • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Неионизирующее солнечное излучение. Парк Рэтрей Марш (англ. Rattray Marsh). Миссиссога, Онтарио, Канада.

Общие сведения

Знаки, предупреждающие о радиации

Излучение бывает ионизирующим и неионизирующим. В этой статье речь пойдет о первом типе излучения, о его использовании людьми, и о вреде, который оно приносит здоровью. Поглощенная доза отличается от экспозиционной дозы тем, что измеряется общее количество энергии, поглощенное организмом или веществом, а не мера ионизации воздуха в результате наличия ионизирующего излучения в окружающей среде.

Значения поглощенной и экспозиционной дозы похожи для материалов и тканей, которые хорошо поглощают радиацию, но не все материалы — такие, поэтому часто поглощенная и экспозиционная дозы радиации отличаются, так как способность предмета или тела поглощать радиацию зависит от материала, из которого они состоят. Так, например, лист свинца поглощает гамма-излучение значительно лучше, чем лист алюминия той же толщины.

Прибор для измерения гамма-радиации Гамма Сапиенс (англ. Gamma Sapiens) для смартфонов Андроид

Единицы для измерения поглощенной дозы облучения

Одна из самых широко используемых единиц измерения поглощенной дозы радиации — грей. Один грей (Гр) — доза радиации при поглощении одним килограммом материи одного джоуля энергии. Это очень большое количество радиации, намного больше, чем обычно получает человек во время облучения. От 10 до 20 Гр — смертельная доза для взрослого человека. Поэтому часто используют десятые (децигреи, 0,1 Гр), сотые (сантигреи, 0,01 Гр) и тысячные (миллигреи, 0,001 Гр) грея, наряду с более маленькими единицами. Один Гр — это 100 рад, то есть один рад равен сантигрею. Несмотря на то, что рад — устаревшая единица, она часто применяется и сейчас.

Количество радиации, которое поглощает тело, не всегда определяет количество вреда, наносимого телу ионизирующим излучением. Чтобы определить вред для организма, часто используют единицы эквивалентной дозы.

Стоматологические рентгеновские снимки

Эквивалентная доза облучения

Единицы для измерения поглощенной дозы облучения часто используют в научной литературе, но большинство неспециалистов плохо с ними знакомы. В СМИ чаще используют единицы эквивалентной дозы облучения. С их помощью легко объяснить, как радиация влияет на организм в целом и на ткани в частности. Единицы эквивалентной дозы облучения помогают составить более полную картину о вреде радиации, так как при их вычислении учитывают степень повреждения, наносимого каждым видом ионизирующего излучения.

Вред, наносимый тканям и органам тела разными типами ионизирующего излучения, вычисляют с помощью величины относительной биологической эффективности ионизирующих излучений. Если на два одинаковых тела действует излучение одного типа с одинаковой интенсивностью, то относительная эффективность и эквивалентная доза — равны. Если же типы радиационного излучения разные, то и эти две величины — разные. Например, вред, наносимый бета-, гамма- или рентгеновскими лучами — в 20 раз слабее, чем вред от облучения альфа-частицами. Стоит заметить, что альфа-лучи приносят вред организму только в том случае, если источник излучения попал внутрь организма. За пределами организма они практически неопасны, так как энергии альфа-лучей не хватает даже для преодоления верхнего слоя кожи.

Эквивалентную дозу облучения вычисляют, умножив поглощенную дозу облучения на коэффициент биологической эффективности радиоактивных частиц, для каждого вида радиации. В примере, приведенном выше, этот коэффициент для бета-, гамма- и рентгеновских лучей равен единице, а для альфа-лучей — двадцати. Пример единиц эквивалентной дозы радиации — банановый эквивалент и зиверты.

Зиверты

В зивертах измеряют количество энергии, поглощенной телом или тканями определенной массы во время радиационного излучения. Для описания вреда, который радиация наносит людям и животным, также обычно используют зиверты. Например, смертельная доза радиации для людей — 4 зиверта. Человека при такой дозе радиации иногда можно спасти, но только если немедленно начать лечение. При 8 зивертах смерть неизбежна, даже с лечением. Обычно люди получают намного меньшие дозы, поэтому часто используют миллизиверты и микрозиверты. 1 миллизиверт равен 0,001 зиверта, а 1 микрозиверт — 0,000001 зиверта.

Банановый эквивалент

Доза одного бананового эквивалента равна 0,1 микрозиверта

В банановом эквиваленте измеряет дозу радиации, которую человек получает, когда съедает один банан. Эту дозу также можно выразить в зивертах — один банановый эквивалент равен 0,1 микрозиверта. Бананы используют потому, что в них содержится радиоактивный изотоп калия, калий-40. Этот изотоп встречается и в некоторых других продуктах. Некоторые примеры измерений в банановом эквиваленте: рентген у стоматолога эквивалентен 500 бананам; маммограмма — 4000 бананам, а смертельная доза радиации — 80 миллионам бананам.

Не все согласны с использованием бананового эквивалента, так как радиация разных изотопов по-разному влияет на организм, поэтому сравнивать эффект калия-40 с другими изотопами — не совсем правильно. Также, количество калия-40 регулируется организмом, поэтому когда его количество в организме увеличивается, например, после того, как человек съел несколько бананов, организм выводит лишний калий-40, чтобы поддерживать баланс количества калия-40 в организме постоянным.

Эффективная доза

Описанные выше единицы используют, чтобы определить количество радиации, которое подействовало не на организм в целом, а на определенный орган. При облучении разных органов риск заболевания раком — разный, даже если поглощенная доза облучения — одинакова. Поэтому, чтобы узнать вред, нанесенный организму в целом, если облучен только определенный орган, используют эффективную дозу радиации.

Эффективную дозу находят, умножая поглощенную дозу облучения на коэффициент тяжести радиационного облучения для этого органа или ткани. Исследователи, которые разработали систему вычисления эффективной дозы, использовали информацию не только о вероятности рака при облучении, но и о том, как укоротится и ухудшится жизнь пациента из-за облучения и сопутствующего ему рака.

Как и эквивалентную дозу, эффективную дозу также измеряют в зивертах. Важно помнить, что когда говорят о радиации, измеряемой в зивертах, речь может идти либо об эффективной, либо об эквивалентной дозе. Иногда это понятно из контекста, но не всегда. Если о зивертах упоминают в СМИ, особенно в контексте об авариях, катастрофах, и несчастных случаях, связанных с радиацией, то чаще всего имеется в виду эквивалентная доза. Очень часто у тех, кто пишет о таких проблемах в СМИ, недостаточно информации о том, какие участки тела поражены или будут поражены радиацией, поэтому и вычислить эквивалентную дозу невозможно.

Знак, предупреждающий об ионизирующей радиации

Влияние радиации на организм

Иногда можно оценить ущерб, наносимый организму радиацией, зная поглощенную дозу облучения в греях. Например, радиацию, которой подвергается пациент во время локальной лучевой терапии, измеряют именно в греях. В этом случае также можно определить, как повлияет такое локализированное облучение на организм вцелом. Общее количество поглощенной радиации в течение радиотерапии обычно высоко. Когда эта величина превышает 30 Гр, то возможно повреждение слюнных и потовых, а также других желез, что вызывает сухость во рту, и другие неприятные побочные эффекты. Общие дозы, превышающие 45 Гр, разрушают волосяные фолликулы, что приводит к необратимому выпадению волос.

Важно помнить, что даже когда общая доза поглощенной радиации достаточно высока, степень повреждения тканей и внутренних органов зависит от общего количества времени поглощения радиации, то есть от интенсивности поглощения. Так, например, доза в 1 000 рад или 10 Гр смертельна, если получена в течении нескольких часов, но она может даже не вызвать лучевую болезнь, если получена на протяжении более длительного времени.

Учебно-тренировочный реактивный самолет «L-29 Дельфин», построенный на заводе «Аэро» в 1960-х и использовавшийся в военно-воздушных силах стран, Варшавского Договора. Фестиваль «Крылья и колеса» 2009 года (англ. Wings and Wheels) в Торонто, Канада.

Радиация во время авиаперелетов

Чем больше высота над уровнем моря, тем выше уровень радиации, так как космическая радиация сильнее, чем земная. На Земле она — 0,06 микрозиверта в час, но на высотах полета на крейсерской скорости она увеличивается примерно в 100 раз, то есть до 6 микрозивертов в час.

Общую эквивалентную дозу радиации можно найти следующим образом. Согласно информации на сайте Канадских авиалиний Air Canada, в среднем их пилоты проводят в воздухе примерно 80 часов в месяц или 960 часов в год. Столько же в среднем проводят бортпроводники в Аэрофлоте, согласно их вебсайту. Умножив эти часы на уровень радиации, получаем 5760 микрозивертов, то есть 5,76 миллизиверта в год. Это немного ниже облучения, полученного во время компьютерной томографии грудной клетки (7 миллизивертов). Облучение, получаемое пилотами — десятая часть максимально допустимой годовой дозы, которую могут получить работники на опасных производствах в США.

Эти цифры основаны на радиации на высотах полета с крейсерской скоростью, однако экспозиционная доза, полученная на самом деле, может отличаться в зависимости от того, на каких высотах летает тот или иной пилот. Также, правила безопасности отличаются в разных странах, и пилоты могут находиться в воздухе больше, или меньше, в зависимости от правил их авиакомпании. Эта доза — только радиация, полученная во время работы, но пилоты, как и все люди, подергаются дополнительному облучению в повседневной жизни. Для жителей Северной Америки эта дополнительная радиация — около 4 миллизивертов в год.

Любое облучение, в частности космическое, повышает риск заболевания раком. Риск есть и для детей, если до их зачатия отец или мать подвергались воздействию радиации. Также существует риск, если мать еще нерожденного ребенка во время беременности работала пилотом или бортпроводником. Такое облучение увеличивает вероятность детского рака, а также аномалий в развитии и психике.

Радиация в медицине

Радиацию используют в медицине и пищевой промышленности. С ее помощью уничтожают ДНК и клетки бактерий, вирусов, а также раковые клетки.

Кроме описанной выше локализованной лучевой терапии, радиацию используют для стерилизации медицинских инструментов и помещений. Их подвергают облучению, чтобы уничтожить бактерии и вирусы. Обычно инструменты упаковывают в герметичные пакеты, чтобы они оставались стерильными и после стерилизации. Слишком большие дозы радиации разрушают материалы, даже метал, поэтому дозы радиации строго ограничены.

Облученная птица. Международный знак «радура».

Радиация в пищевой промышленности

Свойство радиации разрушать ДНК используют в пищевой промышленности, для дезинфекции продуктов питания и увеличения срока их хранения. Радиация убивает или делает неспособными к размножению ряд микроорганизмов, например кишечную палочку. В некоторых странах запрещено облучение некоторых или всех продуктов питания, в то время как в других странах — наоборот требуют, чтобы продукты питания, в эту страну импортируемые, были облучены. Например, в США такое требование — ко всем овощам и фруктам, особенно — к фруктам из тропических стран. Перед экспортом их облучают, чтобы предотвратить распространение дрозофил.

Облучение продуктов питания также замедляет некоторые биохимические процессы с участием ферментов. При этом рост или поспевание фруктов и овощей становится более медленным, что продлевает срок хранения продуктов. Это удобно, например, при транспортировке продуктов питания на большие расстояния и позволяет продуктам дольше храниться на складах или в магазинах.

Процесс облучения

В пищевой промышленности чаще всего используется радиоизотоп кобальта, кобальт-60. Исследователи в области облучения продуктов питания постоянно работают над тем, чтобы найти оптимальный уровень радиации, достаточно высокий, чтобы убить микроорганизмы, но такой, при котором сохранятся вкусовые качества продуктов. На данный момент большую часть продуктов облучают дозой до 10 кГр (или 10 000 Гр), но эта доза может быть от 1 до 30 кГр, в зависимости от продукта.

Для стерилизации продуктов таким способом используют гамма- или рентгеновские лучи, а также облучение потоком электронов. Еду, в основном запакованную, подают на конвейерной ленте через помещение, где происходит облучение. Этот процесс напоминает дезинфекцию медицинских инструментов. Разные типы ионизирующего излучения проникает в продукты питания на разную глубину, поэтому тип ионизирующего излучения зависит от вида облучаемых продуктов. Например, гамбургеры облучают пучком электронов, а если нужна более глубокая проникаемость, например, для дезинфекции мяса птицы, используют рентгеновские лучи.

Проблемы с облучением пищевых продуктов

При облучении продуктов питания они не становятся радиоактивными, поэтому основная проблема — не в этом. Многие против облучения продуктов потому, что для этого необходимо изготовить, безопасно перевезти, а также безопасно эксплуатировать радиационные изотопы. Это не всегда получается, поэтому в новостях иногда можно увидеть сообщения из разных стран о неполадках, авариях, утечках радиоактивных веществ и других проблемах на предприятиях, где производится облучение продуктов питания.

Другая проблема в том, что повсеместное использование облучения продуктов питания может привести к снижению санитарных требований на мясокомбинатах и других предприятиях, где обрабатывают и производят продукты питания. Критики считают, что даже сейчас облучение приводит к тому, что комбинаты питания заменяют им надлежащую обработку продуктов питания, а также к тому, что потребители теряют бдительность и не соблюдают правила безопасности при приготовлении блюд. Облучение также может ухудшить питательные свойства еды, так как оно убивает полезную микрофлору, нужную для здоровой работы желудка, и разрушает витамины. Некоторые ученые также считают, что радиация увеличивает процент канцерогенных и токсичных веществ в еде.

Радиометр «Терра»

Во многих странах разрешено облучение только специй и сушеных трав. Однако атомная промышленность лоббирует облучение продуктов питания, чтобы расширить облучение мяса, зерна, фруктов и овощей и продать больше используемых для этого радиоизотопов.

Страны, в которых разрешено облучение пищевых продуктов, обычно требуют от производителей, чтобы те печатали на упаковке облученных продуктов изображенный на иллюстрации символ Radura, или иным способом указывать, что продукт подвергался облучению. Проблема в том, что законодательства некоторых стран, например США, не требуют эту информацию, если обработанный таким образом продукт — составная часть полуфабриката (например, обработанное мясо внутри пельменей). Также часто не требуют от ресторанов уведомлять покупателей, что повара используют такие продукты. В результате потребители теряют право выбора, покупать ли им продукты, обработанные радиацией. К тому же, облучение — дорогостоящая процедура, и продукты, обработанные таким способом, стоят дороже, чем необработанные.

Измерение радиации

От людей, которые во время работы подвергаются воздействию радиации, обычно требуют, чтобы они носили дозиметры. Это специальные устройства, которые определяют общую суммарную дозу радиации, а также сообщают пользователям, когда эта доза превышает дозволенную. Некоторые люди используют на работе дозиметры для собственной безопасности. Это космонавты, работники атомных электростанций, врачи, занимающиеся радиотерапией или радиоизотопной дианостикой, а также те, кто занимается дезактивацией. Суммарные дозы обычно измеряются в зивертах. Несмотря на строгие правила в работе с радиоактивными веществами, в некоторых странах до недавнего времени либо не проводили строгий контроль их соблюдения, либо до сих пор эти правила не соблюдают. Например, участники событий по ликвидации последствий взрыва на Чернобыльской АЭС вспоминают, что дневные дозы ликвидаторов, записанные в учетные книги, были основаны не на показаниях дозиметров, а на примерных оценках радиации на участке, куда ликвидаторы были направлены в этот день работать. Это приводило к записи неправильных доз, так как даже на одном маленьком участке уровни радиации могут сильно отличаться.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Unit Converter articles were edited and illustrated by Анатолий Золотков

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Уменьшить дозу без ущерба для диагностики и терапии? Думаете, это возможно?

В рентгенологии используются различные дозиметрические показатели, характеризующие энергию излучения, его воздействие и наносимые повреждения. Поглощенная доза характеризует количество поглощенной энергии на килограмм массы тела. Она поддается непосредственному измерению и выражается в греях (Гр). Так называемая эквивалентная доза, напротив, рассчитывается с учетом повреждений, вызванных различными видами излучения. Этот показатель нельзя измерить непосредственно. В качестве единицы измерения эквивалентной дозы используют зиверт (Зв) или миллизиверт (мЗв). Повреждения, вызванные воздействием излучения, характеризуются так называемой «эффективной дозой», которая также не поддается непосредственному измерению. Эффективная доза рассчитывается с учетом чувствительности различных органов и типов тканей к воздействию излучения и характеризует среднюю дозу облучения всего тела.

Она также измеряется в Зв или мЗв.

Поскольку эффективная доза позволяет сравнивать различные исследования, именно ее используют для оценки риска. В этой связи важным показателем является естественный радиационный фон, который, по существу, определяется излучением от земных объектов и космическим излучением. Так, например, в Германии естественный радиационный фон составляет около 2,1 мЗв в год. Следует, однако, подчеркнуть, что не существует исследований, на основании которых можно было бы связать риски развития онкологических заболеваний с соответствующими эффективными дозами. Все расчеты, выполненные до настоящего времени, были основаны на исключительных ситуациях — атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки и Чернобыльской аварии. Существуют предельно допустимые значения лучевой нагрузки для людей, подвергающихся воздействию излучения на работе, связанной с рентгеновским оборудованием, закрытыми радиационными источниками или открытыми радиоактивными веществами. В Европе предельно допустимая эффективная доза на рабочем месте составляет 20 мЗв, а в США — 50 мЗв.

Эти ограничения не включают в себя медицинские исследования, проводимые в целях диагностики или терапии.

Различные условия проведения компьютерной томографии и ангиографии требуют и различных решений по снижению дозы.

Рентген зубов, вредно или нет

В медицине и в частности в стоматологии широко используется рентгенологическая диагностика как один из основных методов дополнительного исследования при постановке и подтверждении диагноза а так же для контроля качества проводимого лечения. И многих пациентов волнует вопрос степени облучения получаемого ими при проведении такого вида исследований.

Чаще всего в стоматологической практике используют прицельную рентгеографию, т.е. снимок одного, максимум трех рядом расположенных зубов. В настоящее время такое исследование проводится с использованием компьютерного датчика (визиографа) а не пленки и разовая доза составляет от 1 до 3 мкЗв, зависит от настроек и характеристик используемой аппаратуры.

При использовании пленки доза облучения в 10 раз выше.

На втором месте по частоте применения находится ОПТГ (ортопантомография)- это плоский развернутый снимок всей зубо-челюстной системы. Доза облучения при таком виде исследования 35мкЗв.

Так же часто в последнее время стала использоваться челюстно лицевая компьютерная томография (КТ), разовая доза 45-60мкЗв.

Теперь давайте разберемся с еденицами измерения, что бы понимать сколько это 1мкЗв.

Зи́верт (русское обозначение: Зв; международное: Sv) — единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется в радиационной безопасности с 1979 года. Зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. (Википедия).

1 Зв=1000 мЗв

1 мЗв=1000 мкЗв

Разрешенные годовые дозы облучения, согласно действующему СанПиН 2.6.1.1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований», 1мЗв в год при плановых осмотрах и 1мЗв в месяц при лечении.

Тоесть, в пересчете на снимки при осмотрах : 333 прицельных (сделанных с помощью визиографа) снимка в год, 28 в месяц; 29 ОПТГ в год, 2 в месяц; 17 КТ исследований в год.

Еще нужно помнить что если вы избегаете рентгенологических исследований, боясь облучения, что человеческий организм адаптирован к получению малых доз радиации так как подвергается постоянному ее воздейстфию от естественного радиационного фона как природного так и техногенного характера. Среднегодовая доза облучения от естественного радиационного фона 2мЗв, эта величина зависит от местности проживания. Высоты метности над уровнем моря: чем выше тем больше, от состава почвы и воды.

При получении дозы облучения 300мЗв возникают признаки лучевой болезни, легкая обратима степень лучевой болезни развивается при получении облучения 1зВ или 1000мЗв или 1000000мкЗв.

Из выше сказанного можно сделать вывод что не стоит специально избегать и бояться современных методов лучевой диагностики в медицине, так как польза от них несравнимо больше в помощи постановки правильного диагноза и следовательно проведении эффективного лечения чем вреда от излучения получаемого в ходе исслеования. Так же производители рентгеновского оборудования в своих разработках постоянно стараются снизить и снижают уровень получаемого облучения при его использовании.

Эквивалентная доза

— обзор

Эквивалентная доза

и риск рака

Эквивалент дозы (или эффективная доза) учитывает количество поглощенного излучения и медицинские эффекты типа излучения. Альфа-частицы с большой массой создают интенсивные ионизационные треки на единицу расстояния относительно бета-частиц, тогда как бета-частицы производят более интенсивную ионизацию, чем гамма-лучи. Как указывалось ранее, LET измеряет эту передачу энергии на единицу расстояния, пройденного излучением частицы излучения.В ситуациях, когда считается, что доза пропорциональна ответу, эта доза должна быть нормализована для LET. Для конкретной конечной точки (например, гибели клеток в фибробластах мыши) вычисляется относительная биологическая эффективность (ОБЭ), которая равна исследуемой дозе излучения по отношению к дозе гамма-лучей, необходимой для достижения того же эффекта. Ожидается, что излучение с высокой ЛПЭ будет иметь ОБЭ больше 1. Для бета- и гамма-излучения эквивалент дозы (1 бэр или 1000 мбэр) такой же, как 1 рад поглощенной дозы, но больше, чем поглощенная доза. для альфа- и нейтронного излучения, поскольку эти виды излучения более опасны для человеческого организма.

Эквивалент дозы (или эффективная доза) рассчитывается следующим образом: Эквивалент дозы = (поглощенная доза) × (весовой коэффициент или ОБЭ). Рекомендуемые весовые коэффициенты составляют приблизительно 1 для рентгеновских лучей, гамма-лучей, бета-частиц и электронов и 20 для обычных нейтронов (> 0,1–2 МэВ), протонов, альфа-частиц и заряженных частиц неизвестной энергии. Например, весовой коэффициент или ОБЭ плутония-238 (²³⁸ Pu) составляет от 10 до 30; таким образом, эквивалент рентгена у человека (бэр) составляет 10–30 рентген в воздухе (рад).Точно так же эквивалент дозы после альфа-излучения больше, чем поглощенная доза, которая ограничена чрезвычайно малой площадью в ткани человека, потому что альфа-излучение распространяется только на небольшое расстояние в ткани и имеет высокую ЛПЭ.

Термин эффективная доза позволяет объединить сравнение рака и генетических рисков от различных доз для частичного и всего тела для целей оценки реакции всего тела. Дело в том, что разные органы различаются по своей чувствительности к воздействию радиации.Это учитывается с помощью коэффициента взвешивания тканей, который варьируется для разных органов. Некоторые ткани, такие как гонады, более чувствительны, чем другие, например костный мозг, толстая кишка, желудок и легкие. Точно так же костный мозг, толстая кишка, желудок и легкие более чувствительны, чем мочевой пузырь, грудь, печень, пищевод и щитовидная железа. Кожа и поверхность костей наименее чувствительны. Считается, что для других неуказанных тканей весовой коэффициент составляет 0,05 в качестве консервативной оценки (Harley, 2001, 2008). Эффективная доза рассчитывается путем умножения взвешивающего фактора ткани при длительном воздействии (воздействия в течение значительных периодов времени) на эквивалент дозы.

Что такое эквивалентная доза — определение

Эквивалентная доза (символ H _T) — это величина дозы, рассчитанная для отдельных органов (индекс T — ткань). Эквивалентная доза основана на дозе, поглощенной органом, скорректированной с учетом эффективности типа излучения . Эквивалентная доза обозначается символом H _T. Единица СИ для H _T — это зиверт (Зв) или бэр (эквивалент рентгена), который все еще широко используется ( 1 Зв = 100 бэр ).Единица зиверта была названа в честь шведского ученого Рольфа Зиверта, сделавшего большую часть первых работ по дозиметрии в лучевой терапии.

Как было написано, для целей радиационной защиты поглощенная доза усредняется по органу или ткани, T, и эта средняя поглощенная доза взвешивается для качества излучения с помощью весового коэффициента излучения , w _R, для вида и энергии падающего на тело излучения. Весовой коэффициент излучения — это безразмерный коэффициент, используемый для определения эквивалентной дозы из поглощенной дозы, усредненной по ткани или органу, и основан на типе поглощенного излучения.Полученная в результате взвешенная доза была обозначена как эквивалентная доза для органа или ткани:

Эквивалентная доза один зиверт представляет собой то количество дозы излучения, которое эквивалентно с точки зрения указанного биологического повреждения одному серому рентгеновских или гамма-лучей. Эквивалентная доза — это нефизическая величина (w _R получена из биологических последствий ионизирующего излучения), широко используемая в дозиметрии, измеряемая дозиметрами.Эквивалентная доза обозначается МКРЗ как «предельное количество»; определить пределы воздействия, чтобы гарантировать, что «вероятность возникновения стохастических последствий для здоровья не превышает недопустимых уровней и чтобы избежать реакций со стороны тканей».

Эквивалентная доза , H _T, используется для оценки стохастического риска для здоровья из-за полей внешнего излучения, которые проникают равномерно через все тело. Однако требуются дополнительные корректировки , , когда поле применяется только к части (частям) тела, или неравномерно, , чтобы измерить общий стохастический риск для здоровья тела.Чтобы сделать это возможным, необходимо использовать дополнительную дозу, называемую эффективной дозой . Эффективная доза определяется как сумма доз, эквивалентных органам, взвешенных весовыми коэффициентами МКРЗ, w _T, которая учитывает различную чувствительность различных органов и тканей к радиации.

Единицы эквивалентной дозы :

Зиверт . Зиверт представляет собой производную единицу эквивалентной дозы и эффективной дозы и представляет собой эквивалентный биологический эффект отложения джоуля энергии гамма-излучения на килограмм ткани человека.
REM . Бэр (сокращение от R oentgen E quivalent M an) — внесистемная единица эквивалентной дозы, которая используется преимущественно в США. Это термин, обозначающий эквивалентную дозу, и он равен биологическому ущербу, который может быть причинен одной рад дозы.

Доза один Зв , вызванная гамма-излучением, эквивалентна выделению энергии в один джоуль на килограмм ткани. Это означает, что один зиверт эквивалентен одному серому гамма-излучению, попавшему в определенную ткань.С другой стороны, подобное биологическое повреждение (один зиверт) может быть вызвано только 1/20 серого альфа-излучения.

Один зиверт — это большая эквивалентная доза. Человек, который поглотил дозу в 1 Зв для всего тела, поглотил один джоуль энергии на каждый килограмм тканей тела (в случае гамма-лучей).

Эквивалентные дозы , измеряемые в промышленности и медицине, обычно обычно имеют более низкие дозы, чем один зиверт, и часто используются следующие кратные:

1 мЗв (миллизиверт) = 1E-3 Зв

1 мкЗв (микрозиверт) = 1E-6 Зв

Преобразование единиц СИ в другие единицы выглядит следующим образом:

1 Зв = 100 бэр
1 мЗв = 100 мбэр

От поглощенной дозы к эквивалентной дозе

Обратите внимание, что зиверт не является единицей физической дозы . Например, поглощенная доза 1 Гр альфа-частицами приведет к эквивалентной дозе 20 Зв. Это может показаться парадоксом. Это означает, что энергия поля падающего излучения в джоулях увеличилась в 20 раз, тем самым нарушив законы сохранения энергии. Однако, это не так. Зиверт выводится из физической величины поглощенной дозы, но также учитывает биологическую эффективность излучения, которая зависит от типа и энергии излучения.Весовой коэффициент излучения означает, что зиверт не может быть физической единицей.

Как было написано, каждый тип излучения взаимодействует с веществом по-разному, и вызывает различные биологические повреждения. Например, заряженные частицы с высокими энергиями могут непосредственно ионизировать атомы. С другой стороны, электрически нейтральные частицы взаимодействуют только косвенно, но также могут передавать часть или всю свою энергию веществу. Это, безусловно, упростило бы дело, если бы биологические эффекты излучения были прямо пропорциональны поглощенной дозе. К сожалению, биологические эффекты зависят также от того, как поглощенная доза распределяется по пути излучения. Исследования показали, что альфа- и нейтронное излучение наносит больший биологический ущерб при выделении определенного количества энергии на килограмм ткани, чем гамма-излучение. Было обнаружено, что биологическое действие любого излучения увеличивается на с линейной передачей энергии (ЛПЭ). Короче говоря, биологический ущерб от излучения с высокой ЛПЭ (альфа-частицы, протоны или нейтроны) намного больше, чем от излучения с низкой ЛПЭ (гамма-лучи).Это связано с тем, что живая ткань может легче восстанавливать повреждения от излучения, которое распространяется на большую площадь, чем то, которое сосредоточено на небольшой площади. Поскольку одна и та же физическая доза наносит больший биологический ущерб (т.е. та же энергия, выделяемая на единицу массы ткани), один серый цвет альфа- или нейтронного излучения более вреден, чем один серый цвет гамма-излучения. Тот факт, что излучения разных типов (и энергий) дают разные биологические эффекты для одной и той же поглощенной дозы, описывается в терминах факторов, известных как относительная биологическая эффективность (ОБЭ) и весовой коэффициент излучения (w _R). .

Весовой коэффициент излучения

В радиационной защите весовой коэффициент излучения представляет собой безразмерный коэффициент, используемый для определения эквивалентной дозы из поглощенной дозы, усредненной по ткани или органу, и основан на типе поглощенного излучения. Раньше для этой цели использовался аналогичный коэффициент, известный как коэффициент качества , . Весовой коэффициент излучения представляет собой оценку эффективности на единицу дозы данного излучения относительно стандарта с низкой ЛПЭ.

До 1990 г. величины эквивалента дозы определялись с точки зрения коэффициента качества Q (L), который применялся к поглощенной дозе в точке, чтобы учесть различия в эффектах различных типов излучения. В своих рекомендациях 1990 г. МКРЗ представила модифицированную концепцию. В целях радиологической защиты поглощенная доза усредняется по органу или ткани, T, и эта средняя поглощенная доза взвешивается с учетом качества излучения с точки зрения весового коэффициента излучения w _R для типа и энергии падающего излучения. на теле.

Причина замены фактора качества, то есть отношения Q – L, значениями w _R в определении эквивалентных доз для органа и эффективной дозы заключалась в том, что, по мнению Комиссии:

«детали и точность, присущая использованию формального соотношения Q – L для изменения поглощенной дозы, чтобы отразить более высокую вероятность ущерба в результате облучения компонентов излучения с высокой ЛПЭ, не оправдана из-за неопределенностей в радиологической информации ».

Следует отметить, что эти два фактора, весовой коэффициент излучения и коэффициент качества ограничены диапазоном доз, представляющим интерес для радиационной защиты, то есть общей величиной пределов дозы. В особых обстоятельствах, когда мы имеем дело с более высокими дозами, которые могут вызывать детерминированные эффекты, соответствующие значения ОБЭ применяются для получения взвешенной дозы.

Специальная ссылка : ICRP, 2003. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ), фактор качества ( Q ) и весовой коэффициент радиации ( w _R).Публикация МКРЗ 92. Ann. МКРЗ 33 (4).

Весовые коэффициенты излучения — ICRP

Для фотонного и электронного излучения весовой коэффициент излучения имеет значение 1 независимо от энергии излучения, а для альфа-излучения значение 20. Для нейтронного излучения значение зависит от энергии и составляет от 5 до 20. Источник: ICRP, 2003. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ), коэффициент качества (Q) и весовой коэффициент излучения (wR). Публикация МКРЗ 92. Ann. МКРЗ 33 (4).

В 2007 году МКРЗ опубликовала новый набор весовых коэффициентов излучения (ICRP Publ. 103: Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 года). Эти факторы приведены ниже. Источник: ICRP, 2007. Publ. 103: Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.

Как показано в таблице, значение w _R, равное 1, предназначено для всех излучений с низкой ЛПЭ, то есть рентгеновских лучей и гамма-лучей всех энергий, а также электронов и мюонов.Плавная кривая, рассматриваемая как приближение, была подобрана для значений w _R как функции энергии падающих нейтронов. Обратите внимание, что E _n — это энергия нейтрона в МэВ. Весовой коэффициент излучения wR для нейтронов, введенный в Публикации 60 (ICRP, 1991) как прерывистая функция энергии нейтрона (- — -) и предлагаемой модификации (-).

Таким образом, например, поглощенная доза в 1 Гр альфа-частицами приведет к эквивалентной дозе 20 Зв, а эквивалентная доза излучения, по оценкам, будет иметь такой же биологический эффект, как и такое же количество поглощенной дозы гамма-лучей, которому присвоен весовой коэффициент 1.

Фактор качества

Коэффициент качества для типа излучения определяется как отношение биологического ущерба, вызванного поглощением 1 Гр этого излучения, к биологическому ущербу, вызванному 1 Гр рентгеновских лучей или гамма-лучей.

Добротность определенного типа излучения связана с плотностью ионных следов, которые он оставляет в ткани. Коэффициенты качества для различных типов излучения перечислены в таблице.

Эти коэффициенты качества ограничены диапазоном доз, представляющим интерес для радиационной защиты, т.е.е. к общей величине пределов дозы. В особых обстоятельствах, когда мы имеем дело с более высокими дозами, которые могут вызывать детерминированные эффекты, соответствующие значения ОБЭ применяются для получения взвешенной дозы.

Примеры доз в зивертах

Мы должны отметить, что радиация окружает нас повсюду. В мире, вокруг и над миром, в котором мы живем. Нас окружает природная энергетическая сила. Это часть нашего естественного мира, которая существует здесь с момента рождения нашей планеты. В следующих пунктах мы попытаемся описать огромные диапазоны радиационного воздействия, которые могут быть получены из различных источников.

0,05 мкЗв — Спать рядом с кем-то
0,09 мкЗв — Проживать в пределах 30 миль от АЭС в течение года
0,1 мкЗв — Есть один банан
0,3 мкЗв — Жить внутри 50 миль угольной электростанции в год
10 мкЗв — Средняя дневная доза, полученная от естественного фона
20 мкЗв — Рентген грудной клетки
40 мкЗв — 5-часовой полет на самолете
600 мкЗв — маммограмма
1 000 мкЗв — Предел дозы для отдельных лиц, общая эффективная доза в год
3 650 мкЗв — Средняя годовая доза, полученная от естественного фона
5 800 мкЗв — КТ грудной клетки
10 000 мкЗв — Средняя годовая доза, полученная от естественного фона в Рамсарской области, Иран
20 000 мкЗв — однократное КТ всего тела 900 88
175 000 мкЗв — Годовая доза от естественной радиации на монацитовом пляже недалеко от Гуарапари, Бразилия.
5 000 000 мкЗв — Доза, убивающая человека с 50% риском в течение 30 дней (LD50 / 30), если доза получена в течение очень короткого периода .

Как видно, низкие дозы обычны для повседневной жизни. Предыдущие примеры могут помочь проиллюстрировать относительные величины. С точки зрения биологических последствий, очень важно различать дозы, полученные в течение коротких периодов и длительных периодов . « острая доза, » — это доза, которая возникает в течение короткого и конечного периода времени, тогда как « хроническая доза, » — это доза, которая продолжается в течение длительного периода времени, так что она лучше описывается мощностью дозы.Высокие дозы, как правило, убивают клетки, а низкие — повреждают или изменяют их. Низкие дозы, применяемые в течение длительного периода времени, не вызывают немедленных проблем с каким-либо органом тела. Эффекты малых доз радиации проявляются на уровне клетки, и результаты могут не наблюдаться в течение многих лет.

Мощность эквивалентной дозы

Мощность эквивалентной дозы — это скорость получения эквивалентной дозы. Это мера интенсивности (или силы) дозы радиации. Таким образом, эквивалентная мощность дозы определяется как:

В условных единицах измерения она измеряется в мЗв / сек , Зв / час, мбэр / сек или бэр / час.Поскольку количество радиационного облучения напрямую (линейно) зависит от времени, которое человек проводят около источника излучения, поглощенная доза равна силе поля излучения (мощности дозы), умноженной на продолжительность времени, проведенного в этом поле. . Приведенный выше пример показывает, что человек может рассчитывать получить дозу 25 миллибэр, оставаясь в поле 50 миллибэр / час в течение тридцати минут.

Расчет мощности экранированной дозы

Предположим, что точечный изотропный источник , который содержит 1.0 Ки из ¹³⁷ Cs с периодом полураспада 30,2 года . Обратите внимание, что соотношение между периодом полураспада и количеством радионуклида, требуемым для получения активности в один кюри, показано ниже. Это количество материала можно рассчитать, используя λ, которая является константой распада определенного нуклида:

Примерно 94,6 процента распадается с бета-излучением до метастабильного ядерного изомера бария: бария-137m. Главный фотонный пик Ba-137m составляет 662 кэВ .Для этого расчета предположим, что все распады проходят через этот канал.

Рассчитайте мощность дозы первичных фотонов в серых тонах в час (Гр.ч ^-1) на внешней поверхности свинцового экрана толщиной 5 см. Затем вычисляет мощность эквивалентной дозы . Предположим, что это внешнее поле излучения проникает равномерно, через все тело. Мощность дозы первичных фотонов не учитывает все вторичные частицы. Предположим, что эффективное расстояние источника от точки дозы составляет 10 см . Мы также предположим, что точкой дозы являются мягкие ткани, и ее можно разумно смоделировать с помощью воды, и мы будем использовать массовый коэффициент поглощения энергии для воды.

См. Также: Затухание гамма-лучей

См. Также: Экранирование гамма-лучей

Решение:

Мощность дозы первичных фотонов ослабляется экспоненциально, и дается мощность дозы от первичных фотонов с учетом защиты по:

Как видно, мы не учитываем накопление вторичного излучения.Если образуются вторичные частицы или если первичное излучение меняет свою энергию или направление, то эффективное ослабление будет намного меньше. Это предположение обычно недооценивает истинную мощность дозы, особенно для толстых экранов и когда точка дозы находится близко к поверхности экрана, но это предположение упрощает все расчеты. В этом случае истинная мощность дозы (с нарастанием вторичного излучения) будет более чем в два раза выше.

Чтобы рассчитать мощность поглощенной дозы , мы должны использовать в формуле:

k = 5. 76 x 10 ^-7
S = 3,7 x 10 ¹⁰ с ^-1
E = 0,662 МэВ
μ _t / ρ = 0,0326 см ² / г (доступны значения в NIST)
μ = 1,289 см ^-1 (значения доступны в NIST)
D = 5 см
r = 10 см

Результат:

Полученная мощность поглощенной дозы в серых тонах в час тогда:

Поскольку весовой коэффициент излучения для гамма-лучей равен единице, и мы приняли однородное поле излучения, мы можем напрямую вычислить мощность эквивалентной дозы из мощности поглощенной дозы как:

Если мы хотим чтобы учесть накопление вторичного излучения, мы должны включить коэффициент накопления.Расширенная формула для мощности дозы будет иметь следующий вид:

& nbsp;

——–

Дозиметрия излучения: мЗв и мГр

Дозиметрия излучения: мЗв и мГр Миллизиверт и миллигрей как меры дозы радиации и экспозиции В система СИ, миллизиверт (мЗв) определяется как «средний накопленный доза фонового излучения на человека за 1 год, исключая радон, В Соединенных Штатах.

«1 мЗв произведенная доза при воздействии 1 миллиграмма (мГ) излучения. В историческом система дозиметрии, экспозиции к 1 рентген (R) рентгеновских лучей приводит к поглощению 1 рад [поглощенное излучение доза], которая имела эффект 1 бэр [рентген-эквивалент (в) человеке]. В единичные эквивалентности между системами приведены в следующая таблица: обратите внимание, что единицы СИ составляют 1% от исторических единиц .

SI ед.	Исторический дозиметрия
1 Серый	100 R
1 зиверт	100 рад => 100 бэр
10 мГр	1 Рентген
10 мЗв	1 рад => 1 рем

Порог воздействия на все тело при остром гемопоэтическом синдроме или «радиация болезнь » составляет 500 мГр.

Доза ~ 3000 мГр дает острый желудочно-кишечный тракт синдром, который может быть смертельным без серьезного медицинского вмешательства, и доза ~ 5000 мГр составляет считается человеческим LD 50 / 30, то есть смертельный доза на 50% от население за 30 дней, даже с лечением. Это острые пороги: та же доза, разделенная на серию воздействий или более более длинный время может привести к меньшим травмам, так как у тела есть шанс ремонт повреждений между экспозициями.

«Дозы облучения, превышающие минимальный (пороговый) уровень может вызвать нежелательные эффекты, такие как как депрессия процесса формирования клеток крови (порог доза = 500 мЗв, 50 бэр) или катаракта (порог доза = 5000 мЗв, 500 бэр) *. Объем и строгость этих эффектов увеличивается по мере увеличения дозы выше соответствующий порог.

Радиация также может вызвать увеличение заболеваемость, но нет тяжесть злокачественного заболевания (например, рака). Для этого типа из эффект, вероятность возникновения увеличивается с увеличением дозы скорее чем серьезность. В целях радиационной защиты предполагается что любой доза выше нуля может увеличить риск радиационно-индуцированного рак (я.е., что нет порога). Эпидемиологические исследования обнаружили что предполагаемый риск смерти от рака в течение жизни примерно на 0,004% на мЗв (0,04% на бэр) дозы облучения всего тела (NRC, 1990) ».

Примечание: Катаракта может возникнуть в результате локального хронического воздействия высоких ЛПЭ излучение на близком расстоянии, например, когда лаборатория рабочий неоднократно подвергается воздействию ³² P альфа-излучения на уровне глаз во время ДНК -метки эксперименты. Такое излучение легко блокируется защитными очки и экранирование из оргстекла.

Цитата из An Оценка руководства по радиационному воздействию для военных Операции: Промежуточный Отчет (1997). Дж. Кристофер Джонсон и Сьюзен Таул, Редакторы. Национальная академия наук. ISBN 0-309-05895-3.

Что такое доза? Какие единицы используются для определения дозы?

«Доза» — это слово, которое в некоторых общих английских употреблениях и в медицинской терминологии может означать нечто иное, чем то, что подразумевается в радиационной защите.Мы говорим о том, чтобы принять «дозу» виски или получить нашу ежедневную «дозу» новостей или что-нибудь еще, что нам может понравиться; аналогично, в медицинских приложениях мы получаем «дозы» лекарств. В радиационной защите «доза» имеет более конкретное значение — это энергия ионизирующего излучения, поглощенная на единицу массы любого материала. В основном мы говорим о дозе для людей или частей тела, но мы можем определить дозу в воздухе, воде, тканях человека или любом другом материале. Энергия чаще всего выражается в единицах эрг (эрг), джоулей (Дж), электронвольтах (эВ) или кратных им единицах (например, килоджоулей [кДж] и мегаэлектронвольтах [МэВ]).Чаще всего массу выражают в граммах или килограммах (г или кг). Для дозы существуют специальные единицы, включая «рад», который определяется как 100 эрг / г, и «серый» (Гр), который определяется как поглощение 1 Дж / кг. 1 грей равен 100 рад. Эти единицы аналогичным образом используются с множителями, например, миллирад (мрад = 0,001 рад, одна тысячная рад), миллиграй (мГр) и микрогрей (мкГр = 0,000001 Гр, одна миллионная часть серого).

Во многих ситуациях энергия излучения, поглощаемая единицей массы материала, может быть напрямую связана с радиационными эффектами.Если большая группа людей подвергается облучению 5,0 Гр (500 рад) одновременно, можно ожидать, что примерно половина людей умрет в течение 60 дней после этого воздействия. Если кожа подвергается облучению более чем в несколько Гр (несколько сотен рад), это может вызвать временное или постоянное покраснение, а при более высоких дозах может возникнуть необратимое и более серьезное повреждение. Мы все ежегодно подвергаемся облучению примерно 3 мГр (300 мрад) от естественных источников из космоса и радиоактивных источников на земле, строительных материалов и других природных источников.Однако в некоторых ситуациях мы обнаруживаем, что поглощенная доза не дает полной картины. Некоторые виды излучения в определенных экспериментальных условиях вызывают больше наблюдаемых эффектов при одинаковой поглощенной дозе, чем другие. Коэффициенты, называемые «весовыми коэффициентами излучения» (ранее называемые «коэффициентами качества»), используются для преобразования поглощенных доз (в рад или серых) в «эквивалентные дозы». Эти эквивалентные дозы имеют разные названия: бэр и зиверт (Зв). Как и в случае дозы, 1 Зв = 100 бэр, и используются множители (например, миллибэр [мбэр] и миллизиверт [мЗв]). Эквивалентная доза определяется только для тканей человека (то есть не для воздуха, воды и т. Д.).

Другая величина, иногда используемая в радиационной защите, — это «эффективная доза». Если все тело подвергается облучению более или менее равномерно, мы можем определить единственное число, которое дает дозу или эквивалентную дозу для любого органа и всего тела. Однако, если тело экспонируется неравномерно, становится труднее сравнивать разные экспозиции. Различные рентгеновские процедуры подвергают разные органы воздействию разных доз, и разные радиоактивные материалы внутри тела имеют тенденцию концентрироваться в разных органах, давая различную дозу.Используя значения, которые приблизительно представляют вероятность того, что различные органы могут проявлять радиационные эффекты, были разработаны весовые коэффициенты для органов. Если умножить каждый орган на его весовой коэффициент и сложить значения, мы получим дозу, которая «эффективно» подобна равномерной дозе для всего тела. Затем мы можем сравнить различные неоднородные воздействия или сложить их вместе, чтобы выразить общий риск ситуации смешанного воздействия (например, равномерное воздействие внешнего источника на все тело в дополнение к вдыханию некоторого радиоактивного йода).

Насколько важна доза для радиационной защиты?

Наша система радиационной защиты основана на идее о том, что ограничение эквивалентной дозы, получаемой работниками (рассчитанной в течение календарного года), устраняет возможности получения работниками доз, которые могут вызвать немедленно наблюдаемые эффекты (лучевая болезнь, кожные эффекты и т. Д.) и будут поддерживать свои риски долгосрочного воздействия на уровнях, аналогичных рискам, которые мы принимаем в других отраслях и сферах деятельности (долгосрочные последствия включают рак, наследственные эффекты и т. д.) — см. раздел «Эффекты излучения» на http: // hps.org / publicinformation / ate / cat25.html). Эти дозы могут быть получены от источников вне тела (доза внешнего облучения) или радиоактивного материала, который может попасть в организм при вдыхании или проглатывании (доза внутреннего облучения). Мы устанавливаем более низкие пределы дозы облучения для несовершеннолетних, лиц из населения и беременных женщин. Более подробную информацию можно найти на нашем веб-сайте, посвященном политике, руководящим принципам и правилам (http://hps.org/publicinformation/ate/cat37.html). Радиационные работники, которые могут подвергнуться значительному облучению, регулярно контролируются на предмет их доз внешнего облучения с помощью устройств для измерения радиации и оценки этих устройств через определенные промежутки времени.Если можно было бы разумно ожидать, что рабочие попадут в свое тело радиоактивным материалом, они получат специальные оценки путем прямых измерений, проводимых на теле рабочего, или косвенных мер, которые включают измерение радиоактивности, покидающей тело в моче или других материалах. Для населения внешнее и внутреннее облучение обычно оценивается с использованием имитационных моделей (которые часто основаны на компьютерах), подкрепленных точечными измерениями, выполненными в стратегических местах вокруг объектов, которые могут представлять источники излучения для населения.

Информация, размещенная на этой веб-странице, предназначена только в качестве общей справочной информации. Конкретные факты и обстоятельства могут повлиять на применимость описанных здесь концепций, материалов и информации. Предоставленная информация не заменяет профессиональный совет, и на нее нельзя полагаться в отсутствие такой профессиональной консультации. Насколько нам известно, ответы верны на момент публикации. Имейте в виду, что со временем требования могут измениться, могут появиться новые данные, а ссылки в Интернете могут измениться, что повлияет на правильность ответов.Ответы — это профессиональное мнение эксперта, отвечающего на каждый вопрос; они не обязательно отражают позицию Общества физиков здоровья.

Инфографика: Радиоактивность в вопросе

Под вопросом радиоактивность

Виды излучения и их проникающая способность

Гелиевый сердечник: альфа-излучение можно остановить простым листом бумаги
Электрон: бета-излучение можно остановить несколькими миллиметрами алюминия
Гамма: гамма-излучение можно остановить несколькими десятками сантиметров бетона или несколькими сантиметрами свинца.

Радиационные единицы измерения и единицы

— Беккерель (Бк)

Активность радиоактивного источника выражается в беккерелях.Он обозначает количество распадов нестабильных ядер в секунду.

— Серый (Гр)

Полученная доза выражена серым цветом. Серым цветом обозначена доза ионизирующего излучения, поглощенная веществом.

— Зиверт (Св)

Эффективная доза и эквивалентная доза выражены в зивертах. Зиверт обозначает биологическое воздействие ионизирующего излучения на живое вещество.

Эффективная доза и эквивалентная доза

Поглощенная доза D (Гр) : Поглощенная доза — это количество энергии, поглощенной на единицу массы.Выражается в серых тонах (1 серый = 1 Дж / кг)
Эквивалентная доза H (Зв) : Эквивалентная доза равна поглощенной дозе, умноженной на весовой коэффициент, который зависит от типа излучения.
Эффективная доза E (Зв): Эффективная доза равна эквивалентной дозе, умноженной на весовой коэффициент ткани.

Несколько цифр

10 000 Бк = Естественная радиоактивность человека весом 70 кг
4.6 мЗв / год = Среднее облучение населения Франции
15 Гр = Смертельная доза в случае воздействия на все тело

Примеры полученных доз

0,001 мЗв = годовое облучение во Франции, связанное с ядерной промышленностью
0,034 мЗв = дозы космического излучения во время полета
0,1 мЗв = Рентген грудной клетки
0,5 мЗв = дополнительное облучение в связи с 3-месячным пребыванием в гранитном регионе
1 мЗв = Среднее медицинское облучение населения во Франции
2 мЗв = облучение авиационным экипажем космическим излучением
12 мЗв = КТ брюшной полости и таза
50 мЗв = Средняя доза, полученная в 1986 году человеком, проживающим в 30 км от Чернобыля

Источник: ASN / IRSN / CIPR

Консультанты по медицинской физике помогут вам понять дозу облучения

«Что такое доза облучения?»

Отвечая на вопрос «Что такое доза облучения?» может быть сложно.

Медицинские работники знают, что ответ зависит от контекста

Джеймс Уинслоу, доктор философии, DABR, LANDAUER Medical Physics.

Определения дозы облучения со временем менялись. Поскольку всех волнует радиационная безопасность, важно понимать эти контексты и то, как развивались термины, описывающие каждый из них.

Существует три способа описания эффектов дозы облучения, наиболее важных для дозиметрии: поглощенная, эквивалентная и эффективная доза.

Поглощенная доза проста. Поглощенная доза описывает энергию, вложенную ионизирующим излучением (например, рентгеновскими лучами, электронами, альфа-частицами) во все, что подверглось воздействию этого излучения. Поглощенная доза характеризует вложенную энергию в массе. Часто используются единицы Жюля на килограмм или Грей (Гр). Меньшая единица измерения, миллигрей (мГр), также часто используется для описания поглощенных доз, обычно используемых в медицинской визуализации. В одном сером 1000 миллиграммов.

Важно отметить, что разные типы излучения могут нанести больший биологический ущерб при той же вложенной энергии.Эти различия объясняются концепцией эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза ( ранее называлась « эквивалентом дозы» ) — это мера эффективности радиации в причинении повреждения ткани. Здесь поглощенная доза корректируется весовым коэффициентом, который зависит от типа радиационной частицы. Например, рентгеновские лучи наносят сравнительно меньший биологический ущерб на серый цвет, чем альфа-частицы, поэтому их весовой коэффициент ниже.

«Эквивалент дозы» — более старая версия этой концепции, но в ней используются более ранние весовые коэффициенты излучения, называемые «коэффициентами качества».”Когда серый цвет взвешивается для типа излучения, новая единица называется зиверт (Зв).

Но эквивалентная доза тоже не говорит всей картины. Некоторые ткани подвергаются более негативному воздействию радиации, чем другие. Итак, эффективная доза составляет

Эффективная доза (аналогично старому термину «эквивалент эффективной дозы») взвешивает эквивалентную дозу по чувствительности ткани или органа к радиации. Например, легочная ткань гораздо более чувствительна к радиации, чем жировая ткань.

Итак, мы перешли от поглощенной дозы к эквивалентной к пониманию радиационного вреда по типу ткани, где мы взвешиваем эквивалентную дозу с весовыми коэффициентами ткани. Эффективная доза позволяет нам сравнивать риски от частичного облучения тела (например, при медицинской визуализации) с рисками от облучения всего тела. Зиверт также служит единицей эффективной дозы. Хотя зиверт может относиться как к эквивалентной дозе, так и к эффективной дозе, чаще всего это относится к эффективной дозе.

Часто эффективные дозы используются для радиологической защиты или для демонстрации соответствия регулирующим органам. Стоит отметить, что Комиссия по ядерному регулированию (КЯР) по-прежнему использует более старые весовые коэффициенты тканей и поэтому относится к «эквивалентной эффективной дозе».

Таким образом, поглощенная доза представляет собой энергию, выделяемую на единицу массы, эквивалентные веса дозы в результате повреждения тканей от различных типов излучения, а эффективная доза учитывает различия между типами тканей в чувствительности к излучению.

Медицинские физики, радиологи и технологи понимают, что могут быть риски, связанные с облучением в результате медицинских процедур. Из-за радиационных рисков важно оптимизировать дозы медицинского облучения для точного диагноза в соответствии с текущим состоянием медицинской практики. Это особенно верно во время процедур с более высокой экспозицией с использованием таких методов, как КТ или рентгеноскопия.

Узнайте, как профессиональные консультанты LANDAUER по медицинской физике могут помочь вашему предприятию поддерживать целевые показатели производительности, подготовиться к аккредитации или добавить информацию о мониторинге доз.

Измерение радиационного воздействия | Введение в химию

Цель обучения

Дайте определение терминов, используемых для определения радиационного воздействия, серого (Гр) и зиверта (Зв)

Ключевые моменты

Дозиметрия излучения — это измерение и расчет поглощенной дозы в веществе и тканях в результате воздействия косвенного и прямого ионизирующего излучения.
Доза указывается в сером (Гр) для вещества или в зивертах (Зв) для биологической ткани.
Существует несколько способов измерения доз ионизирующего излучения, включая индивидуальные дозиметры и ионизационные камеры.

Условия

серый Производная единица дозы облучения в системе СИ, определяемая как поглощение одного джоуля энергии излучения одним килограммом вещества. Символ: Гр.
зиверт — производная единица дозы облучения в системе СИ, которая является мерой воздействия низких уровней ионизирующего излучения на здоровье организма человека. Символ: Sv.
дозиметрия Измерение доз, особенно ионизирующего излучения.
джоуль — производная единица измерения энергии, работы и тепла в системе СИ; равной энергии одного ватта мощности в течение одной секунды; символ: J.

Дозиметрия излучения — это измерение и расчет поглощенной дозы в веществе и тканях в результате воздействия косвенного и прямого ионизирующего излучения. Это научная специальность в области физики здоровья и медицинской физики, которая ориентирована на расчет доз внутреннего и внешнего облучения от ионизирующего излучения.

Грей против Сивертса

Доза указывается в сером (Гр) для вещества или в зивертах (Зв) для биологической ткани, где 1 Гр или 1 Зв равен 1 джоуля на килограмм. Все еще преобладают единицы, не относящиеся к системе СИ, где доза часто указывается в рад, а эквивалент дозы — в бэр.

Доза излучения означает количество энергии, вложенной в материю, и / или биологические эффекты излучения. Его не следует путать с единицей радиоактивной активности, беккерелем (Бк). Воздействие радиоактивного источника даст дозу, которая зависит от активности, времени воздействия, энергии испускаемого излучения, расстояния от источника и защиты.Тогда эквивалентная доза зависит от этих весовых коэффициентов. Доза — это мера внесенной дозы, поэтому она никогда не может снизиться.

Инструменты для измерения ионизирующего излучения

Средняя мировая фоновая доза для человека составляет около 3,5 мЗв в год, в основном от космической радиации и природных изотопов на Земле.