Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
- Пеленки новорожденного купить пеленки новорожденного pelenka-shop.ru.
-

Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК

пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.

Предыдущая

3. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства

3.6. Радиационно-экологическая обстановка

3.6.3. Основные радиометрические и дозиметрические величины и единицы их измерения

Единицы измерения основных радиометрических и дозиметрических величин можно разделить на две группы:

- единицы, которые отражает количественное содержание радионуклидов;

- единицы, отражающие качественное влияние данного количества.

В качестве количественной меры радиоактивности принята активность и ее производные.

За единицу активности в системе СИ принимается активность в радиоактивном источнике, в котором за одну секунду происходит один спонтанный переход из определенного ядерно-физического состояния или один акт распада. Эту единицу называет беккерель

1 Бк = 1 pacп/с             (3.4)

Внесистемной единицей активности является кюри. Кюри – это активность такого радиоактивного источника, в котором за одну секунду происходит 3,7·1010 актов распада

1 Ки = 3,7·1010 Бк                          (3.5)

1 Бк = 2,7·10-11 Ки                 (3.6)

Для удобства определения содержания радиоактивного вещества применяются отношения активности радионуклида в источнике к массе, объему (для объемных источников), площади поверхности (для поверхностных источников) или к длине (для линейных источников), которые называется удельной, объемной, поверхностной или линейной активностью соответственно.

Удельной активностью называется концентрация активности, выраженная в единицах активности к единице массы:

.            (3.7)

Объемной активностью называется концентрация активности, выраженная в единицах активности к единице объема:

.            (3.8)

Плотность поверхностного загрязнения – концентрация активности, выраженная в единицах активности на единицу площади загрязненной поверхности:

 .              (3.9)

Линейной активностью называется концентрация активности, выраженная в единицах активности к единице длины:

.          (3.10)

Выбор рассмотренных величин определяется конкретной практической задачей. Например, допустимую концентрацию радионуклида (объемную активность) в воде удобнее выражать в беккерелях на литр (Бк/л), а в воздухе – в беккерелях на кубический метр (Бк/м3), так как суточное потребление человеком воды определяется обычно в литрах, а расход воздуха – в кубических метрах.

Результат воздействия ионизирующих излучения на объекты – это физико-химические или биологические изменения в этих объектах. Например: нагрев тела, реакция рентгеновской пленки, изменение биологических показателей организма и т. д. Наблюдаемый радиационный эффект зависит от физических величин, характеризующих поле излучения или взаимодействие излучения с веществом.

Степень, глубина и форма изменения в биологических объектах при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь, зависят от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя, используется понятие поглощенной дозы.

Поглощенная доза – это энергия радиоактивных излучений, поглощенная единицей массы облучаемого вещества. За единицу поглощенной дозы в системе СИ принят грей (Гр).

Грей (Гр) равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой один килограмм (1 кг) передается энергия ионизирующего излучения любого вида в один джоуль (1 Дж):

1 Гр = 1 Дж/кг             (3.11)

В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощенной дозы – рад:

1 Гр = 100 рад             (3.12)

Значения поглощенной дозы зависят от свойств излучения, свойств поглощающей среды и не определяют в полной мере реакцию облучаемого объекта на воздействие излучения. Очень важно учесть фактор времени, так как при получении биологическим объектом определенной дозы эффект будет различным в зависимости от времени облучения. В связи с этим введено понятие мощности поглощенной дозы, которая характеризует скорость накопления дозы.

Мощность поглощенной дозы – это приращение дозы в единицу времени. За единицу мощности поглощенной дозы в системе СИ принят грей в секунду (Гр/с), внесистемной единицей является рад в секунду (рад/с):

1 Гр/с =100 рад/с.                          (3.13)

Измерить поглощенную дозу в человеческом организме трудно. Для этого нужны тканеэквивалентные детекторы – органические вещества, вода, сложные композиции, по составу подобные ткани человеческого тела, которые размещают в моделях человеческого тела – фантомах. Поглощенная доза рассчитывается по формуле:

Д = Дм t,              (3.14)

где Д – поглощенная доза;

Дм – мощность дозы;

t – время.

Таким образом, измерив прибором мощность дозы, можно рассчитать дозу, поглощенную человеком за определенное время.

Из-за разной ионизирующей способности альфа, бета и гамма-излучений, даже при одной и той же поглощенной дозе, они оказывают неодинаковое поражающее биологическое воздействие. Для оценки радиационной опасности хронического облучения человека в малых дозах, при значениях поглощенной дозы за календарный год не более пяти предельно допустимых доз (ПДД) водится понятие эквивалентной дозы, позволяющей учесть биологическую эффективность различных излучений. Эквивалентная доза – это произведение поглощенной дозы данного вида излучения на соответствующий коэффициент качества:

Н = Д К = Дм t К ,        (3.15)

где Н – эквивалентная доза;

Д – поглощенная доза;

Дм – мощность дозы,

t – время;

К – коэффициент качества.

Коэффициент качества позволяет учитывать зависимость выхода неблагоприятных биологических последствий облучения человека в малых дозах от физических характеристик излучения. Принимаются следующие значения коэффициента качества: для рентгеновского, γ и β-излучения К = 1; для α-излучения К = 20.

Единицей эквивалентной дозы в системе СИ принят зиверт (Зв), внесистемная единица – биологический эквивалент рада – бэр.

1 Зв = 100 бэр.             (3.16)

Мощность эквивалентной дозы – это приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Единицы измерения мощности эквивалентной дозы: в системе СИ – Зиверт в секунду (Зв/с), внесистемная – биологический эквивалент рада в секунду (бэр/с).

Эквивалентная доза рассчитывается для какой-то условной усредненной ткани человеческого тела. Однако различные органы человека имеют неодинаковую восприимчивость к радиационному повреждению. Поэтому для оценки воздействия ионизирующего излучения на весь организм вводится понятие эффективной эквивалентной дозы облучения, которая определяется соотношением:

Д экв.эф. =,              (3.17)

где (Дэкв)i – среднее значение эквивалентной дозы облучения в i-ом органе или ткани человека;

wi – взвешивающий коэффициент, равный отношению риска облучения данного органа (ткани) к суммарному риску при облучении всего тела.

Таблица 3.8 – Значения взвешивающих коэффициентов

Орган или ткань

wi

Половые органы

0,25

Молочные железы

0,15

Красный костный мозг

0,12

Легкие

0,12

Щитовидная железа

0,03

Поверхности костных тканей

0,03

Остальные ткани

0,3

Сумма взвeшивающих коэффициентов для всего организма равны единице.

Проще всего измерить действие излучения по количеству заряда, образовавшегося в результате ионизации вещества. Эффект ионизации зависит как от характеристик излучения, так и от характеристик вещества. Поэтому для измерения излучений сравнивают их действие на вполне определенный тип вещества, в качестве которого удобнее всего выбрать воздух.

Для характеристики радиоактивного источника γ и рентгеновского излучения по эффекту ионизации воздуха применяют понятие экспозиционной дозы.

Экспозиционная доза – это количественная характеристика рентгеновского и γ-излучений, основанная на их ионизирующем действии и выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия.

За единицу экспозиционной дозы в системе СИ принят Кулон на килограмм (Кл/кг), внесистемная единица – рентген (Р):

Кл/кг = 3,88·103 Р,

Р = 2,58·10-4 Кл/кг,               (3.18)

Мощность экспозиционной дозы – приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Единица измерения мощности экспозиционной дозы в системе СИ – ампер на килограмм (А/кг), внесистемная единица – рентген в секунду (Р/с):

Р/с = 2,58·10-4 А/кг;

А/кг = 3,88 103 Р/с                 (3.19)

Таблица 3.9 – Связь между единицами СИ и внесистемными единицами активности и характеристиками поля излучения

Величина и ее символ

Название и обозначение единиц

Связь между

 единицами

Единица СИ

Внесистемная

единица

Активность А

Бк

Беккерель, равный одному распаду в секунду (расп/с)

Ки

Кюри

1Бк =1 расп/с=2,703·10-11

1 Ки = 3,7·10 10 расп/с = 

= 3,7·1010Бк

Удельная активность Ауд

Бк

кг

Беккерель на килограмм

Ки

кг

Кюри на килограмм

1 Бк/кг=2,703·10-11Ки/кг

1 Ки/кг=3,7·1010Бк/кг

Объемная активность Аоб

Бк

л

Беккерель на литр

Ки

Л

Кюри на литр

1 Бк/л =2,703·10-11Ки/л

1 Ки/л=3,7·1010Бк/л

Плотность поверхностного загрязнения А5

Бк

м2

Беккерель на квадратный метр

Ки

км2

Кюри на квадратный километр

1 Бк/м2=2,703·10-5Ки/км2

1 Ки/км2=3,7·10 4Бк/м2

Поглощенная доза Д

Гр

Грей, равный одному джоулю на килограмм (Дж/кг)

рад

Рад, равный поглощенной энергии 100эрг на 1г вещества

1 Гр=1 Дж/кг=100 рад

1 рад=100 эрг/г=1·10-2

Дж/кг=1·10-2Гр

Мощность поглощенной дозы Д

Гр/с

Грей в секунду, равный одному джоулю на килограмм в секунду (Дж/кг.с)

рад/с

Рад в секунду

1 гр/с=1 Дж/кг.с=1·102 рад/с

1 рад/с=1·10-2Дж/кг.с =

=1·10-2 Гр/с

Эквивалентная доза Н

Зв

Зиверт, равный одному грею на коэффициент качества (1Гр/К=1Дж/кг.К)

Бэр

Бэр

1 Зв=1Гр/К=1 Дж/кг.К=

=100 бэр

1 бэр=1 рад/К=1·10-2Гр/К

Мощность эквивалентной дозы Н

Зв

с

Зиверт в секунду

Бэр/с

Бэр в секунду

1 Зв/с=100 бэр/с

1 бэр/с=1·10-2 Зв/с

Экспозиционная доза Х

Кл

кг

Кулон на килограмм

Р

Рентген

1 Р =2,58·10-4 Кл/кг

1 Кл/кг=3,88·10 3Р

Мощность экспозиционной дозы Х

Кл

кг·с

Кулон на килограмм в секунду

Р/с

Рентген в секунду

1 Ки/кг.с=3,88·10.3 Р/с

1 Р/с=2,58·10-4 Ки/кг·с

Предыдущая