Владимир Нагаев - Период полураспада группы «Хибина» [Том второй]

После открытия радия было установлено, что излучение радиоактивных веществ оказывает влияние на живые организмы и вызывает биологические эффекты, имеющие сходство с воздействием рентгеновского облучения. В научном мире появилось такое понятие, как доза ионизирующего излучения — величина, которая позволяет оценивать воздействие радиационного облучения на живые организмы и вещества. В зависимости от особенностей облучения выделяют эквивалентную, поглощенную и экспозиционные дозы, а также мощность эквивалентной (биологической) дозы.

Радиоактивные изотопы, которые проникают в ткани и органы человека, будут оставаться там до тех пор, пока не закончится их радиоактивный распад и биологическое выведение. В случае смерти человека после внутреннего облучения наступившего накануне гибели организма, радиоактивные изотопы будут оставаться в органах и тканях трупа до тех пор, пока не закончится радиоактивный распад и разложение трупа. Поскольку с наступлением смерти биологическое выведение радионуклидов из организма прекращается. Для оценки воздействия радиоактивного изотопа на организм необходимо рассчитать дозы, которые создаются в различных органах и тканях.

Поглощенная доза — энергия альфа-, бета частиц, гамма-квантов, поглощенная и накопленная единицей массы вещества. В международной системе единиц SI для поглощенной дозы введена единица измерения — грей (Гр). Единица названа в честь британского ученого Льюиса Грэя. Поглощенная доза равна одному Гр (грею), если в результате поглощения радиоактивного излучения вещество получило один джоуль энергии в расчете на один килограмм массы. Гр = Дж/кг. Раньше широко применялась, а в радиационной гигиене и радиобиологии применяется и до сих пор, внесистемная единица поглощенной дозы — рад. Между этими величинами имеется такое соответствие: 1 Гр = 100 рад.

Поглощенная доза не учитывает степень воздействия ионизирующего излучения на вещество различных видов радиации. Для этого применяется более информативная величина, которая называется — экспозиционная доза радиации. Экспозиционная доза — показатель ионизации воздуха, возникающий под действием гамма-излучения и рентгеновских лучей. Определяется количеством образовавшихся ионов радиоактивных изотопов в 1 кубическом сантиметре воздуха при нормальных условиях. В международной системе единиц SI оценка экспозиционной дозы измеряется в кулонах/кг (Кл/кг). 1 Кл/кг = 3,88 х 10 3 Р. Существует и внесистемная единица измерения — рентген (Р). Доза в 1 рентген — это образование 2,083 х 10 9 пар ионов на 1 см 3объема воздуха.

Если живой организм подвергнуть облучению разными видами радиации (альфа-, бета-частицы, гамма-кванты, нейтроны, протоны), то последствия для человека, органа или ткани будут сильно отличаться в зависимости от вида радиоактивного излучения. Следовательно, для оценки влияния радиации на живой организм не корректно применять понятия поглощенной или экспозиционной дозы радиации. Поэтому для живого организма, подвергшегося воздействию радиации, было применено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная (биологическая) доза — это поглощенная доза радиации живым организмом (человек, орган, ткань), умноженная на поправочный коэффициент, который учитывает степень опасности различных видов радиации: D экв = D погл х W R . В середине прошлого века данный поправочный коэффициент назывался «коэффициент качества излучения» (КК) или «относительная биологическая эффективность» (ОБЭ). В настоящее время в Нормах радиационной безопасности поправка именуется так — «Взвешивающий коэффициент для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы ( W R ). Чем выше коэффициент W R , тем больше разрушительный радиобиологический эффект облучения при одной и той же поглощенной дозе (табл. №1).

Таблица №1. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения.

В международной системе единиц SI для эквивалентной (биологической) дозы введена единица измерения зиверт (Зв). Зиверт — это количество энергии, поглощенное одним килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе гамма-излучения в 1 Гр. Единица названа в честь шведского ученого Рольфа Зиверта. Внесистемная единица измерения — бэр (Бэр). Между этими величинами имеется такое соответствие: 1 зиверт = 100 бэр. Основные радиологические величины и единицы измерения представлены в таблице №2.