Ход работы. 1 Осмотрите измерительный пункт и блок детектирования на отсутствие механических повреждений

1 Осмотрите измерительный пункт и блок детектирования на отсутствие механических повреждений.

2 Ознакомьтесь с расположением и назначением органов управления и регулировки (по описанию прибора).

3 Установите: переключатель режима работы в режиме «Бат». Стрелка измерительного прибора должна показывать напряжение батарей питания. При этом она отклоняется за середину шкалы; переключатель режима работы на положение «2, 5» и «5» При этом стрелка измерительного прибора показывает мощности экспозиционной дозы в месте расположения блока детектирования.

4 Проверьте работу прибора по контрольному радиоактивному источнику в следующей последовательности: снять крышку с контрольного источника и резиновой колпачок с блока детектирования; с помощью держателя присоединить юлок детектирования к контрольному источнику, находящемуся в корпусе пульта прибора; установить необходимый диапазон с помощью переключателя переходов измерений записать показания прибора, которые должны соответствовать значению, указанному в паспорте на прибор (600±60 мкР/ч).

5 Отсоедините блок, детектирования от контрольного источника и проконтролировать уровень фона в месте проведения измерений.

6 Присоедините вновь блок детектирования к контрольному источнику и снять показания, которые не должны уменьшится более, чем на 10% по сравнению с первым измерением. Прибор готов к проведению измерений.

7 Поместите блок детектирования в контрольную зону; установить необходимый диапазон (мкР/ч) переключателем переходов измерений таким образом, чтобы показания прибора были не менее 30% полной шкалы; записать показания прибора (мкР/ч). Время установки рабочего режима - не более 1минуты с момента включения прибора.

8 На выбранном месте (в лаборатории, или вне ее) проведите измерения гамма – фона. Измерения проведите не менее 30 раз.

9 Обработайте результаты измерений в соответствии с правилами обработки результатов прямых измерений.

10 Результаты измерений оформите в виде таблицы.

 

 

Тема 5 Дозиметрия ионизирующих излучений

 

1 Поглощенная доза.

2 Экспозиционная доза.

3 Коэффициент качества излучения. Эквивалентная доза.

4 Биологическое действие ионизирующих излучений.

 

Основные понятия по теме

 

Дозиметрия ионизирующих излучений – самостоятельный раздел прикладной ядерной физики, в котором рассматриваются свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения или взаимодействие излучения с веществом, а также принципы и методы определения этих величин. Дозиметрия имеет дело с такими физическими величинами, которые связаны с ожидаемым радиационным эффектом. Эти величины обычно называют дозиметрическими.

Важная задача дозиметрии – определение дозы излучения в различных средах и особенно в тканях живого организма.

Поглощенная доза D – отношение энергии ионизирующего излучения dE, поглощенной элементарным объемом облучаемого вещества, к массе dm вещества в этом объеме:

 

(5.1)

 

В единицах СИ поглощенная доза измеряется в грэях (Гр). Грэй - поглощенная доза излучения, при которой в 1 кг облучаемого вещества поглощается энергия 1 Дж. 1Гр = 1Дж/кг.

Внесистемная единица поглощенной дозы – рад; 1 рад = 0, 01 Гр.

Мощность поглощенной дозы P – отношение приращения поглощенной дозы dD за малый промежуток времени к его длительности dt:

 

. (5.2)

 

Единица мощности поглощенной дозы в СИ – Гр/с. В дозиметрии применяют также внесистемные единицы: рад/с, рад/ч, Гр/сут, мкГр/ч и др.

Экспозиционной дозой оценивают ионизирующее действие рентгеновского и гамма-излучения (фотонного излучения) на воздух. К другим видам ионизирующего излучения и другим облучаемым объектам это понятие не применяется.

Экспозиционная доза Х – отношение суммарного электрического заряда dq всех ионов одного знака, образующихся при полном торможении вторичных электронов, отщепленных фотонным излучение от атомов в элементарном объеме воздуха, к массе dm воздуха в этом объеме:

 

(5.3)

Единица измерения Х в СИ – Кл/кг. При экспозиционной дозе 1 Кл/кг в одном килограмме облучаемого воздуха образуется суммарный заряд ионов одного знака, равный 1 Кл.

Внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген (Р). Рентген – экспозиционная доза, при которой в одном килограмме облучаемого воздуха образуется суммарный заряд ионов одного знака q = 2, 59·10^-4Кл;

Мощность экспозиционной дозы P_x – отношение приращения экспозиционной дозы dX за малый промежуток времени к его длительности dt:

 

(5.4)

 

В единицах СИ мощность экспозиционной дозы измеряется в Кл/(кг·с)=А/кг. Внесистемными, наиболее часто встречающимися единицами моўності экспозиционной дозы являются Р/ч, Р/с, мР/ч, мкР/ч.

Эквивалентная доза является количественной мерой опасности ионизирующих излучений для живых организмов. При одной и той же поглощенной дозе неблагоприятные биологические последствия оказываются разными для различных видов излучения. Эквивалентная доза Н пропорциональна поглощенной дозе D:

(5.5)

где Q – фактор качества излучения, учитывающий его биологическую опасность.

Единица эквивалентной дозы в СИ – зиверт (Зв).

Мощность эквивалентной дозы отношение приращения эквивалентной дозы dH за малый промежуток времени к его длительности dt. Эквивалентная доза используется для оценки вредных биологических последствий при хроническом облучении человека относительно малыми дозами, не превышающими 250 мЗв (25 бэр) за год.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей орга­низма. Смертельные поглощенные дозы для от­дельных частей тела следующие: голова – 20, нижняя часть живота – 30, верхняя часть живота – 50, груд­ная клетка – 100, конечности – 200 Гр.

Ионизирующее излучение, воздействуя на живой организм, вызывает в нем цепочку обратимых и не­обратимых изменений, которые приводят к тем или иным биологическим последствиям, зависящим от воздействия и условий облучения.

Известно, что в биологической ткани 60–70% по массе составляет вода. В результате ионизации моле­кулы воды образуются свободные радикалы Н^* и ОН* по следующей схеме:

 

Н₂О⁺ ® Н⁺ + ОН*;

(5.6)

Н₂О⁺ ® ОН^- + Н*.

В присутствии кислорода образуются также сво­бодный радикал гидроперекиси (НО₂^*) и перекись во­дорода (Н₂О₂), являющиеся сильными окислителями.

Получающиеся в процессе радиолиза воды свобод­ные радикалы и окислители, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других структурных элементов биологической ткани, что приводит к из­менению биохимических процессов в организме. В ре­зультате нарушаются обменные процессы, подавляет­ся активность ферментных систем, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химиче­ские соединения, не свойственные организму, – токси­ны. Это приводит к нарушению жизнедеятельности отдельных функций или систем и организма в целом.

 

Вопросы для самоконтроля

1 Дайте определение поглощенной и экспозиционной дозы и мощности дозы?

2 Эквивалентная доза. В каких единицах измеряется эквивалентная доза?

3 Какие ткани организма наиболее подвержены воздействию радиации?

4 Каковы первичные механизмы воздействия ионизирующих излучений на человека?

5 Защита от ионизирующих излучений.