Практическая задача по определению эффективной дозы облучения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Ионизирующие излучения (ИИ) – это такие излучения, взаимодействие которых с окружающей средой приводит к образованию в ней электрических зарядов разных знаков. Все виды ИИ имеют высокую энергию и свойство разрушать биологические объекты.

Ионизирующие излучения делятся на корпускулярные и электромагнитные (фотонные).Каждый из видов ИИ имеет определенную ионизирующую способность и единицы измерения.

Корпускулярное излучение – это поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля (альфа, бета, нейтронов, протонов), что образовываются при радиоактивном распаде или генерируются на ускорителях;

Фотонноеизлучение – это электромагнитные колебания, которые распространяются в вакууме со скоростью до 300 000 км/c(гамма, рентгеновское и ультрафиолетовое).

Воздействие ИИ оценивается дозой облучения.

Доза облучения – это количество энергии ИИ, поглощенная единицей массы облучаемой среды. Различают экспозиционную, поглощенную, эквивалентную и эффективную эквивалентную дозы облучения.

Экспозиционная доза (D_эксп) – характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе, ее единицей измерения в системе СИИ является кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица измерения – рентген (Р), 1Р=2,58∙ 10^-4 Кл/кг, 1 Кл/кг=3,88∙ 10³ Р.

Рентген – единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого через 0,001293 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, которые несут одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

Поглощенная доза (D_п) – энергия ИИ, поглощенная облучаемым телом, или тканями организма конкретного вида ИИ, которая пересчитана на единицу массы тела, единицей ее измерения в системе СИ, является, грей (Гр).

Грей – единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию Ии в 1 Джоуль (Дж). Внесистемная единица измерения поглощенной дозы – рад, 1 Гр=100 рад=1 Дж/кг, 1 рад=0,01 Гр=0,01 Дж/кг, 1 Р=0,87 рад.

Дозиметрические единицы Гр и рад используются для измерения с помощью дозиметрических приборов излучений в разных средах.

Эквивалентная (биологическая) доза облучения (D_эк) – это мера биологического влияния излучения на человека, которая определяется поглощенной организмом в целом или органом (тканью) дозой (D_п), умноженной на коэффициент W_R, что характеризует конкретный вид излучения (см. табл. 2.1):

D_эк=D_п∙ W_R, (Зв). (2.1)

Единицей измерения, эквивалентной дозы облучения в системе СИ является зиверт (Зв), в честь шведского радиолога Рольфа Зиверта.

Зиверт - эквивалентная доза любого вида излучения, поглощенная в 1 кг биологической ткани, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения.

Внесистемной единицей является бэр (биологический эквивалент рада), 1 Зв=100 бэр=1 Гр, 1 бэр=0,01 Зв=0,01 Дж/кг.

Бэр – энергия любого вида излучения, поглощенная в 1 г ткани, при которой наблюдается тот же биологический эффект, который и при поглощенной дозе в 1 рад фотонного излучения.

Эквивалентная доза есть основной дозиметрической величиной в области радиационной безопасности.

Для определения уровня риска возникновения последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиоактивной чувствительности используется эффективная эквивалентная доза.

Эффективная эквивалентная доза (D_эф) организма – это сумма произведений эквивалентной дозы (D_эк) в органах (тканях) организма умноженная на соответствующий весовой коэффициент W_т риска ИИ для этих органов или тканей (см. табл. 2.2):

D_эф=∑D_эк∙ W_т, (Зв). (2.2)

Определение эффективной эквивалентной дозы облучения, полученной каким-нибудь органом (тканью) человека рассчитывают по формуле:

D_эф.э=D_п.т×W_R×W_т, (Зв), (2.3)

где D_п.т – поглощенная органом или тканью доза (Гр);

W_R – коэффициент относительной биологической эффективности учитывающий влияние разных излучений (a, b, g, n), которые имели место при облучении;

W_т – весовой коэффициент риска тканей (органов) человека.

Радиация по своей природе есть вредной для жизни и отрицательно влияет на здоровье, начиная с некоторой минимальной (предельной) дозы облучения. Под влиянием ИИ в тканях человека могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры разных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток. На формирование биологических последствий существенным образом влияют продукты радиолиза воды, что составляет 60-70% массы биологической ткани человека. Реакция человека на получаемую дозу неоднозначная.

Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела и поглощенной дозе D_пбольше 0,25 Гр (25рад).

При поглощенной дозе D_п=0,25...0…0,5 (Гр) могут наблюдаться временные изменения в крови, помутнение хрусталика глаза и временная стерильность мужчин.

При поглощенной дозе D_п=0,5...1…1 (Гр) чувствительны костный мозг и элементы кроветворной системы, они губят способность нормально функционировать. К счастью, данные органы имеют способность к регенерации при данной поглощенной дозе.

При поглощенной дозе D_п=1,5...2…2 (Гр) возникает легкая форма острой лучевой болезни. В 30-50% случаях у облученных в первую неделю может наблюдаться тошнота.

При поглощенной дозе D_п=2,5...4…4 (Гр) возникает лучевая болезнь средней степени. У всех облученных наблюдается тошнота, рвота, появляется подкожное кровоизлияние. В 20% возможный смертельный исход.

Однократная доза облучения больше 2,5 Гр приведет к полной стерильности мужчин и прогрессирующей катаракты.

При дозе D_п=4...6…6 (Гр) развивается тяжелая форма лучевой болезни, которая приводит в 50% случаев к летальному исходу в течении первого месяца.

При дозе D_п>6 (Гр)развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни, которая при отсутствии соответствующего медицинского лечения в 100% случаев может закончиться летальным исходом вследствие внутреннего кровоизлияния и инфекционных заболеваний.

При дозах D_п=10...50…50 (Гр) смерть наступает через 1-2 недели вследствие внутренних кровоизлияний.

Пример решения задачи №3
по определению эффективной эквивалентной дозы

Исходные данные:

Поглощенная доза для организма в целом (для всех органов и тканей) – D_п=0,2 Гр

α- +

β- +

γ- +

n-излучениями +

Выполнить

Определить эффективную эквивалентную дозу D_эф облучения организма в целом за год ткани и органы которого были равномерно облучены разными видами радиоактивных излучений

Решение:

1. Определяем по табл. 2.1 и табл. 2.2 значение коэффициентов W_R и W_т:

при облучении организма a- излучениями W_R=20;

при облучении организма b- излучениями W_R=1;

при облучении организма g- излучениями W_R=1;

при облучении организма n - излучениями W_R=10.

Соответственно исходным данным, организм облучен равномерно, поэтому по табл. 2.2 для организма в целом:

W_т=1.

2. Определяем эффективную эквивалентную дозу облучения, полученную отдельным органом (тканью) человека по формуле (2.3):

при облучении организма α-излучениями:

D_эф.э_a=D_п.орг×W_R._a×W_т.орг=0,2×20×1=4 (Зв);

при облучении организма β-излучениями:

D_эф.э_b=D_п.орг×W_R._b×W_т.орг=0,2×1×1=0,2 (Зв);

при облучении организма γ-излучениями:

D_эф.э_g=D_п.орг×W_R._g×W_т.орг=0,2×1×1=0,2 (Зв);

при облучении организма n-излучениями:

D_эф.эn=D_п.орг×W_R.n×W_т.орг=0,2×10×1=2 (Зв).

3. Определяем эффективную эквивалентную дозу облучения всего организма, как сумму слагаемых эффективных эквивалентных доз от разных излучений:

D_эф.орг=D_эф.э_a+D_эф.э_b+D_эф.э_g+D_эф.эn=4+0,2+0,2+2=6,4 (Зв).

4. Выводы: 1) При одноразовом равномерном облучении организма (всех тканей и органов) разными видами радиоактивных излучений эффективная эквивалентная доза для всего организма субъекта А составит D_эф.орг=6,4 (Зв)=640 (бэр).

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 774; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!