Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną

zmniejszone tablice i nalepki dla małych pojazdów

8. Ochrona radiologiczna

8.2. Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną

W celu oceny narażenia człowieka na promieniowanie jonizujące wprowadzono poję-cie dawki. Spotykamy się z różnymi rodzajami dawek: dawką pochłoniętą, równoważną czy też efektywną. Przyczyną istnienia tak wielu różnych rodzajów dawek jest to, że nie potrafimy do chwili obecnej precyzyjne opisać od strony matematycznej wszystkich efektów towarzyszących napromienieniu tkanek i narządów organizmu człowieka. Naj-istotniejszymi wielkościami fizycznymi, które można zmierzyć w sposób bezpośredni są: dawka ekspozycyjna, dawka pochłonięta oraz aktywność [4, 5, 11, 14, 19].

Dawka ekspozycyjna X – miara jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania X lub γ.

154 obejmuje ona narażenia społeczeństwa na promieniowanie pochodzące od naturalnych radionuklidów obecnych w powietrzu, wodzie, minerałach, glebie i ciele człowieka.

8.2. Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną

W celu oceny narażenia człowieka na promieniowanie jonizujące wprowadzono pojęcie dawki. Spotykamy się z różnymi rodzajami dawek: dawką pochłoniętą, równoważną czy też efektywną. Przyczyną istnienia tak wielu rożnych rodzajów dawek jest to, że nie potrafimy do chwili obecnej precyzyjne opisać od strony matematycznej wszystkich efektów towarzyszących napromienieniu tkanek i narządów organizmu człowieka. Najistotniejszymi wielkościami fizycznymi, które można zmierzyć w sposób bezpośredni są: dawka ekspozycyjna, dawka pochłonięta oraz aktywność [4, 5, 11, 14, 19].

Dawka ekspozycyjna X – miara jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania X lub γ. � � ^�� ⁽²¹⁾ gdzie: X – dawka ekspozycyjna,

dQ – wartość bezwzględna sumy ładunków jonów jednego znaku wytworzonych przez fotony w suchym powietrzu, gdy wszystkie elektrony uwolnione w powietrzu zostaną całkowicie zahamowane,

dm – masa powietrza, w której zachodzi całkowite wyhamowanie powstałych elektronów. Jednostką dawki ekspozycyjnej w układzie SI jest kulomb na kilogram (C·kg-1).

Do niedawna jednostką dawki ekspozycyjnej był rentgen (R). Dawka ekspozycyjna była równa 1 rentgenowi, jeśli w 1 cm3 suchego powietrza powstało 2,08·109 par jonów. Obie wielkości rentgen i kulomb na kilogram są ze sobą powiązane w następujący sposób:

��

W ochronie radiologicznej bardzo często spotykamy poza pojęciem dawki również moc dawki. Jest to wielkość, która opisuje zmianę dawki w jednostce czasu. Moc dawki oznaczamy przez tą samą zmienną, co dawkę, umieszczając tylko kropkę na górze tej zmiennej. Zatem mocą dawki ekspozycyjnej będzie stosunek przyrostu dawki ekspozycyjnej dX do przedziału czasu dt.

�� ^��

�� (22)

(1) gdzie:

X – dawka ekspozycyjna,

dQ – wartość bezwzględna sumy ładunków jonów jednego znaku wytworzonych przez fotony w suchym powietrzu, gdy wszystkie elektrony uwolnione w powietrzu zo-staną całkowicie zahamowane,

dm – masa powietrza, w której zachodzi całkowite wyhamowanie powstałych elek-tronów.

Jednostką dawki ekspozycyjnej w układzie SI jest kulomb na kilogram (C·kg-1). Do niedawna jednostką dawki ekspozycyjnej był rentgen (R). Dawka ekspozycyjna była równa 1 rentgenowi, jeśli w 1 cm3 suchego powietrza powstało 2,08·109 par jonów. Obie wielkości rentgen i kulomb na kilogram są ze sobą powiązane w następujący sposób:

154 obejmuje ona narażenia społeczeństwa na promieniowanie pochodzące od naturalnych radionuklidów obecnych w powietrzu, wodzie, minerałach, glebie i ciele człowieka.

8.2. Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną

Dawka ekspozycyjna X – miara jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania X lub γ.

� �_��^�� ⁽²¹⁾

gdzie:

X – dawka ekspozycyjna,

dQ – wartość bezwzględna sumy ładunków jonów jednego znaku wytworzonych przez fotony w suchym powietrzu, gdy wszystkie elektrony uwolnione w powietrzu zostaną całkowicie zahamowane,

dm – masa powietrza, w której zachodzi całkowite wyhamowanie powstałych elektronów. Jednostką dawki ekspozycyjnej w układzie SI jest kulomb na kilogram (C·kg-1).

��

�� ^��_�� ₍₂₂₎

159

Ochrona radiologiczna

zmiennej. Zatem mocą dawki ekspozycyjnej będzie stosunek przyrostu dawki ekspozy-cyjnej dX do przedziału czasu dt.

154 obejmuje ona narażenia społeczeństwa na promieniowanie pochodzące od naturalnych radionuklidów obecnych w powietrzu, wodzie, minerałach, glebie i ciele człowieka.

8.2. Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną

Dawka ekspozycyjna X – miara jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania X lub γ.

� �_��^�� ⁽²¹⁾

gdzie:

X – dawka ekspozycyjna,

dQ – wartość bezwzględna sumy ładunków jonów jednego znaku wytworzonych przez fotony w suchym powietrzu, gdy wszystkie elektrony uwolnione w powietrzu zostaną całkowicie zahamowane,

dm – masa powietrza, w której zachodzi całkowite wyhamowanie powstałych elektronów. Jednostką dawki ekspozycyjnej w układzie SI jest kulomb na kilogram (C·kg-1).

��

�� ^��_��

(2)

₍₂₂₎

Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż zosta-ła ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

Dawka pochłonięta – D jest miarą pochłaniania promieniowania jonizującego przez różne materiały. Ściślej rzecz biorąc, jest to stosunek energii, jaką traci promienio-wanie, a absorbuje ośrodek, przez który ono przechodzi na jednostkę masy tego ośrodka. Wielkość ta ma sens dla wszystkich rodzajów promieniowania jonizującego, a także dla każdego ośrodka, w którym to promieniowanie jest pochłaniane. Zarówno dla ściany, przegrody ołowianej, jak i ciała ludzkiego. Równanie matematyczne opisujące dawkę pochłoniętą przedstawia się w następujący sposób:

155 Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż została ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

Dawka pochłonięta – D jest miarą pochłaniania promieniowania jonizującego przez różne materiały. Ściślej rzecz biorąc, jest to stosunek energii, jaką traci promieniowanie, a absorbuje ośrodek, przez który ono przechodzi na jednostkę masy tego ośrodka. Wielkość ta ma sens dla wszystkich rodzajów promieniowania jonizującego, a także dla każdego ośrodka, w którym to promieniowanie jest pochłaniane. Zarówno dla ściany, przegrody ołowianej, jak i ciała ludzkiego. Równanie matematyczne opisujące dawkę pochłoniętą przedstawia się w następujący sposób:

ܦ ൌ _݉^ܧ ₍₂₃₎

gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

ܩݕ ൌ ܬ ή ݇݃ିଵ

Wcześniej używana jednostką był rad (rd).

ͳݎ݀ ൌ ͲǡͲͳܩݕ

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

ܦሶ ൌ^݀ܦ_݀ݐ

(24) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

(3) gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

155 Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż została ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

ܦ ൌ _݉^ܧ ₍₂₃₎

gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

ܩݕ ൌ ܬ ή ݇݃ିଵ

Wcześniej używana jednostką był rad (rd).

ͳݎ݀ ൌ ͲǡͲͳܩݕ

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

ܦሶ ൌ^݀ܦ_݀ݐ

(24) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

Wcześniej używaną jednostką był rad (rd).

155 Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż została ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

ܦ ൌ _݉^ܧ

(23) gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

ܩݕ ൌ ܬ ή ݇݃ିଵ

Wcześniej używana jednostką był rad (rd).

ͳݎ݀ ൌ ͲǡͲͳܩݕ

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

ܦሶ ൌ^݀ܦ_݀ݐ

(24) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

155 Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż została ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

ܦ ൌ _݉^ܧ

(23) gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

ܩݕ ൌ ܬ ή ݇݃ିଵ

Wcześniej używana jednostką był rad (rd).

ͳݎ݀ ൌ ͲǡͲͳܩݕ

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

ܦሶ ൌ^݀ܦ_݀ݐ

(24) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

155 Jednostką mocy dawki w układzie SI jest obecnie amper na kilogram (A·kg-1). Wcześniej stosowaną jednostką był rentgen na godzinę (R·h-1).

Obecnie bardzo rzadko spotykamy się z pojęciem dawki ekspozycyjnej, gdyż została ona wyparta przez bardziej uniwersalną wielkość fizyczną, jaką jest dawka pochłonięta.

ܦ ൌ _݉^ܧ ₍₂₃₎

gdzie:

D – dawka pochłonięta,

E – średnia energia promieniowania przekazywana materii, przez który przechodzi, m – masa ośrodka.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest dżul na kilogram J·kg-1. Jednostkę tę nazywamy grejem (Gy).

ܩݕ ൌ ܬ ή ݇݃ିଵ

Wcześniej używana jednostką był rad (rd).

ͳݎ݀ ൌ ͲǡͲͳܩݕ

Moc dawki pochłoniętej, podobnie jak dla dawki ekspozycyjnej, określamy jako stosunek dawki pochłoniętej na jednostkę czasu.

ܦሶ ൌ^݀ܦ_݀ݐ

(24) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

(4) gdzie:

dD – przyrost dawki pochłoniętej, dt – przedział czasu.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej na sekundę (Gy·s-1), a dawniej stosowaną jednostką był rad na godzinę (rd·h-1).

160

Aneta Łukaszek-Chmielewska

Istotnym parametrem fizycznym z punktu widzenia ochrony radiologicznej jest również aktywność źródła – A, która definiowana jest jako liczba przemian jądrowych zachodzących w źródle w jednostce czasu.

156 Istotnym parametrem fizycznym z punktu widzenia ochrony radiologicznej jest również aktywność źródła – A, która definiowana jest jako liczba przemian jądrowych zachodzących w źródle w jednostce czasu.

ܣ ൌ െ^݀ܰ_݀ݐ

(25) gdzie:

dN – liczba przemian jądrowych, dt – przedział czasu.

Jednostką aktywności zgodnie z układem Si jest s-1 nazywana bekerelem (Bq). Dawniej używaną jednostką był kiur (Ci). Związek pomiędzy bekerelem i kiurem jest następujący:

ͳܥ݅ ൌ ͵ǡ͹ ή ͳͲଵ଴ܤݍ ൌ ͵͹ܩܤݍ W przybliżeniu 1 Ci odpowiada aktywności 1 g izotopu 226Ra.

Przedstawione powyżej wielkości fizyczne można wyznaczyć w sposób bezpośredni poprzez wykonanie pomiarów. Niemniej jednak należy zauważyć, że ani aktywność, ani też dawka pochłonięta czy ekspozycyjna nie są wystarczające do określenia skutków biologicznych w organizmie człowieka. Skutki biologiczne nie zależą wyłącznie od wielkości dawki pochłoniętej, ale istotny wpływ mają również inne czynniki, takie jak: rodzaj promieniowania, gęstość jonizacji (liczba jonów powstałych na jednostce drogi), wrażliwość narządów i tkanek, a także wiek i ogólna kondycja napromienionego człowieka. Dlatego wprowadzono nowe parametry, a mianowicie czynniki wagowe, charakteryzujące rodzaje i energie promieniowania, jak również rodzaje tkanek i narządów. Dawka pochłonięta promieniowania X czy γ wywołuje znacznie mniejszy skutek biologiczny niż ta sama dawka pochłonięta w przypadku promieniowania α. W celu ilościowego opisania skutków biologicznych oddziaływania promieniowania wysokoenergetycznego na organizmy żywe wprowadzono dodatkowo następujące pojęcia: dawkę równoważną – HT, dawkę efektywną – E oraz równoważną dawkę obciążającą – HT(τ) i efektywną dawkę obciążającą – E(τ).

Dawkę równoważną – HT wyznaczamy jako iloczyn dawki pochłoniętej w tkance lub narządzie i czynnika wagowego promieniowania – wR:

ܪ_் ൌ ݓ_ோή ܦ

(26) gdzie:

HT – dawka równoważna,

wR – czynnik wagowy promieniowania uwzgledniający energię i rodzaj promieniowania jonizującego,

D – uśredniona w tkance lub narządzie dawka pochłonięta.

(5) gdzie:

dN – liczba przemian jądrowych, dt – przedział czasu.

Jednostką aktywności zgodnie z układem Si jest s-1 nazywana bekerelem (Bq). Dawniej używaną jednostką był kiur (Ci). Związek pomiędzy bekerelem i kiurem jest następujący:

ܣ ൌ െ^݀ܰ_݀ݐ

(25) gdzie:

dN – liczba przemian jądrowych, dt – przedział czasu.

Jednostką aktywności zgodnie z układem Si jest s-1 nazywana bekerelem (Bq). Dawniej używaną jednostką był kiur (Ci). Związek pomiędzy bekerelem i kiurem jest następujący:

ͳܥ݅ ൌ ͵ǡ͹ ή ͳͲଵ଴ܤݍ ൌ ͵͹ܩܤݍ W przybliżeniu 1 Ci odpowiada aktywności 1 g izotopu 226Ra.

Dawkę równoważną – HT wyznaczamy jako iloczyn dawki pochłoniętej w tkance lub narządzie i czynnika wagowego promieniowania – wR:

ܪ_் ൌ ݓ_ோή ܦ

(26) gdzie:

HT – dawka równoważna,

wR – czynnik wagowy promieniowania uwzgledniający energię i rodzaj promieniowania jonizującego,

D – uśredniona w tkance lub narządzie dawka pochłonięta.

ܣ ൌ െ^݀ܰ_݀ݐ

(25) gdzie:

dN – liczba przemian jądrowych, dt – przedział czasu.

Jednostką aktywności zgodnie z układem Si jest s-1 nazywana bekerelem (Bq). Dawniej używaną jednostką był kiur (Ci). Związek pomiędzy bekerelem i kiurem jest następujący:

ͳܥ݅ ൌ ͵ǡ͹ ή ͳͲଵ଴ܤݍ ൌ ͵͹ܩܤݍ W przybliżeniu 1 Ci odpowiada aktywności 1 g izotopu 226Ra.

W dokumencie Bezpieczeństwo energetyki jądrowej · Biblioteka SGSP (Stron 158-164)