Ян Мархоцкий: Радиационная и экологическая безопасность атомной энергетики

Эквивалентная доза и ее мощность.При одной и той же поглощенной дозе α-, р- и γ-излучение оказывают неодинаковое поражающее действие, что объясняется их различной ионизирующей способностью. Более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же дозе D радиобиологический эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, вводят понятие эквивалентной дозы ( Н ). Она определяется соотношением Н= К ·D , где К — коэффициент качества, или коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ); D — поглощенная доза.

Для рентгеновского, β- и β-излучения К = 1; для тепловых нейтронов К = 5; для быстрых нейтронов К = 10; для протонов К = 10, для α-частиц К = 20.

Единицей измерения Н в системе СИ является зиверт (Зв):

1 Зв = 1 Гр К.

Используются также производные единицы: в 1 тыс. раз меньшая – миллизиверт (мЗв), в 1 млн – микрозиверт (мкЗв). Внесистемной единицей эквивалентной дозы Н служит БЭР – биологический эквивалент рада; 1 Зв = 100 бэр; 1 бэр = 10 -2Зв.

Если известна поглощенная доза D в радах, то ее умножение на коэффициент качества дает эквивалентную дозу Н в бэрах. Мощность эквивалентной дозы измеряется в зивертах в час (Зв/ч), миллизивертах в час (мЗв/ч), микрозивертах в час (мкЗв/ч).

Эффективная эквивалентная доза.Эквивалентная доза рассчитывается для «средней» ткани человеческого организма. При лучевой терапии злокачественных опухолей приходится рассчитывать дозу облучения отдельных органов. Важно не только попадание радиации в организм человека, но и то, какой орган при этом поражается.

Органы и ткани человеческого организма по отношению к ионизирующим излучениям имеют разную радиочувствительность. Учет радиочувствительности производят с помощью коэффициентов радиационного риска (КР). Выделяют четыре группы критических органов, для которых устанавливаются предельно допустимые дозы облучения: все тело; все органы (кроме гонад и красного костного мозга); кости; конечности. Сильнее всего поражаются красный костный мозг, яичники, семенники как ткани и органы, осуществляющие эритро- и лейкопоэз, спермато- и овогенез.

Рассматривая предлагаемые учеными КР, находим, что облучение щитовидной железы дозой 13 в приведет к такому же поражению организма, как и облучение дозой 0,03 Зв всего организма в целом.

Это важно, так как, например, при лучевой терапии, при поступлении радиоактивности с пищей, водой, вдыхаемым воздухом с последующим накоплением в определенных органах, для которых определены КР, можно вычислить эффективную эквивалентную дозу, полученную человеком, а также сделать прогноз дальнейшего лечения.

Ожидаемая доза.Значительное количество людей вынуждены жить в условиях с повышенным радиоактивным фоном.

В этой связи необходимо предвидеть, какую дозу облучения получит организм за предстоящий год, десять лет, в течение всей жизни. Это позволит оценить вероятность последствий и принять меры защиты.

Расчет ожидаемой дозы требует высокой квалификации специалиста. В данном случае необходимо учитывать:

• периоды полураспада радионуклидов и их долю в общей радиоактивности;

• способность радионуклидов накапливаться в органах и тканях и выводиться из организма;

• особенности рациона питания и уровень загрязненности продуктов;

• долю внешнего облучения и много других факторов.

К естественным источникам радиации относятся:

• космическая радиация (лучи, падающие на Землю из космоса);

• земная радиация (радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах, стройматериалах, пище).

Радионуклиды естественного происхождения присутствуют в литосфере, гидросфере и атмосфере. Все естественные источники могут вызывать у человека внешнее и внутреннее облучение. Источники радиации, рассеянные в земной коре, всегда существовали на Земле и играли важную роль в эволюции флоры и фауны.

Среди внешних источников особого внимания заслуживают космические лучи и естественная радиация, находящаяся в почве и строительных материалах. Внутреннее облучение человек получает из воздуха, воды и продуктов питания.

Радиоактивные элементы земных пород.Большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации, составляют биосферные источники. Они дают в среднем 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.