Дозиметрия. Современная система дозиметрических величин

1. Дозиметрия

Современная система
дозиметрических величин

2. Кривая «доза-эффект»

Биологический
Эффект
100% смертность
Физическая величина

3. Экспозиционная доза

Экспозиционная доза:
dQ - суммарный заряд всех ионов одного
знака, созданных в воздухе при полном
торможении электронов и позитронов,
освобожденных фотонным излучением в
массе воздуха dm, т.е.:
1. определена только для фотонного
излучения 2. определена только для воздуха

4. Поглощенная доза

Поглощенная доза – энергия,
переданная излучением веществу,
находящемуся в элементарном объеме
de
D
dm
Единица измерения Дж/кг = Гр (Грей)
Определена для всех видов излучений и
всех веществ
Определена в точке

5. Эквивалентная доза

Различные излучения дают при одинаковой
поглощенной дозе различный по величине
биологический эффект (стохастический или
детеминированный?)
Различные излучения характеризуются различной
относительной биологической эффективностью ОБЭ
ОБЭ, вообще говоря, может быть различной для
различных эффектов
Эквивалентная доза со стороны биологии – мера
риска стохастических эффектов в данном органе или
ткани
Эквивалентная доза со стороны физики – средняя
поглощенная доза в органе или ткани, помноженная
на коэффициент, связанный с ОБЭ данного органа
или ткани

6. Эквивалентная доза

Эквивалентная доза H – поглощенная доза в органе
или ткани, умноженная на взвешивающий
коэффициент W для данного вида излучения:
Для разных видов излучений:
H R DR WR
Единица измерения – Зиверт (Зв)
H HR
R

7. Эффективная доза

При равномерном облучении различные органы и ткани
дают разный вклад в общий риск для организма
Взвешивающие коэффициенты WT характеризуют
значимость риска различных органов и тканей для
организма в целом
Эффективная доза – мера риска для организма в целом
Эффективная доза численно равна:
E H T WT
T
Единица измерения – Зиверт (Зв)

8. Эффективная доза

Относительные вклады эквивалентных доз в отдельных
органах и тканях в эффективную дозу от фотонного
излучения при передне-задней (АР) проекции облучения
антропоморфной компьютерной модели взрослого
человека (публикация 74 МКРЗ)

9. Эффективная доза

Относительные вклады эквивалентных доз в отдельных
органах и тканях в эффективную дозу от фотонного
излучения при задне-передней (РА) проекции облучения
антропоморфной компьютерной модели взрослого
человека (публикация 74 МКРЗ)

10. Некоторые ограничения

Эффективная доза не может являться
мерой воздействия для
детерминированных эффектов
Эффективная доза не может
использоваться как параметр для
расчета ожидаемых раков у населения.
Эффективная доза – показатель уровня
радиационной безопасности

11.

Основные величины и единицы:
Физические величины - характеристики
источников и полей ИИ и их
взаимодействия с веществом
Нормируемые величины - мера ущерба
(вреда) от воздействия ИИ на человека
Операционные величины - являются
величинами, однозначно определяемыми
через физические характеристики поля
излучения в точке или через физикохимические характеристики аэрозоля в
точке, максимально возможно
приближенные к соответствующим
нормируемым величинам в стандартных
условиях облучения и предназна-ченными
для консервативной оценки этой
величины при дозиметрическом контроле

12.

Пример применения операционной
величины
Измерение
физическо
й
величины
Определени
е
операционно
й величины
Поглощенная
доза
Эквивалент
дозы
F
Оценка
нормируем
ой
величины
Сравнение
с пределом
дозы
Эффективная
доза
Эффективная
доза

13. Эквивалент дозы

Эквивалент дозы:
Операционная величина
Определяется для стандартной
биологической ткани
Относится к излучению, непосредственно
передающему энергию в точке внутри
облучаемого объекта
Характеризует воздействие излучения на
биологическую ткань в указанной точке

14. Эквиваленты дозы

амбиентный
и направленные
Привязаны к месту
Не зависят от
индивидуальных
особенностей человека
Предполагают
неизменными
радиационные поля,
расположение
человека и источников.
Характеризуют
ожидаемую дозу
индивидуальные
Привязаны к
конкретному человеку
Зависят от особенностей
поведения человека, его
сложения и веса.
Относятся к реальным
радиационным полям,
расположение
человека и источников
может меняться.
Характеризуют реальную
дозу

15.

Амбиентный и индивидуальный эквиваленты доз
Определен для фотонного и
нейтронного излучений
Характеризует окружение
(рабочее место) по ожидаемой
эффективной дозе при
равномерном облучении
Определен для всех излучений,
кроме альфа-излучения
Характеризует реальную дозовую
нагрузку на конкретного
человека. Необходим для
перехода к эквивалентной и
эффективной дозам

16.

Соотношение между экспозиционной дозой и
эквивалентом дозы для различных энергий
гамма-излучения

17.

Отношение амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения к
поглощенной дозе в воздухе (воздушной керме) в зависимости
от энергии гамма-излучения
H*(10)/D
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
Ряд1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,01
E(МэВ)
0,1
1
10

18. Направленный эквивалент дозы

Направленный эквивалент дозы H’(d,Ω) в точке
поля излучения — это эквивалент дозы, которая
формируется соответствующим широким
направленным полем в стандартной сфере МКРЕ на
глубине d по радиусу, ориентированному в данном
направлении Ω.
Предназначен для перехода к эквивалентной дозе
на кожу или хрусталик глаза.
Применяется для бета-излучения и
низкоэнергетического фотонного излучения.
Характеризует максимальную ожидаемую
эквивалентную дозу.

19.

Нормируемые величины облучения персонала группы А в
нормальных условиях эксплуатации источников излучения
Нормируемая величина
Значение
предела, мЗв
Годовая эффективная доза
50
Годовая эффективная доза, усредненная за любые
последовательные 5 лет
20
Годовая эквивалентная доза облучения
хрусталика глаза
Годовая эквивалентная доза облучения кожи
Годовая эквивалентная доза облучения кистей и
стоп
Месячная эквивалентная доза на поверхности
нижней части области живота женщин в возрасте
до 45 лет
150 (20)
500
500
1

20. ICRP pub. 75, 1997

3.3.6 Профессиональное облучение женщин
(123) Как указано в разделе 2.3.3, общие риски,
связанные с облучением мужчин и женщин
достаточно похожи, и, в целом, Комиссия не
видит необходимости проведения различий
между обоими полами при контроле
профессионального облучения.

21.

Соответствие между нормируемыми и
операционными величинами
Нормируемая
величина
Операционная величина
Эффективная доза
внешнего облучения
Амбиентный эквивалент
дозы
H*(10)
Эквивалентная доза
внешнего облучения
кожи
Направленный эквивалент
дозы
H’(0,07)
Эквивалентная доза
внешнего облучения
хрусталика глаза
Направленный эквивалент
дозы
H’(3)

22. Соответствие между нормируемыми и операционными величинами

Нормируемая
величина
Операционная величина:
индивидуальный эквивалент дозы
Положение
индивидуального
дозиметра
d, мм
Условное
обозначение
Эффективная доза
внешнего облучения
На нагрудном кармане
спецодежды либо
внутри него
10
Hp(10)
Эквивалентная доза на
поверхности нижней
части области живота
женщины
На соответствующем
месте поверх спецодежды
10
Hp(10)
Эквивалентная доза
внешнего облучения
кожи
Непосредственно на
поверхности наиболее
облучаемого участка
кожи
0,07
Hp(0,07)
Эквивалентная доза
внешнего облучения
На лицевой части
головы
3
Hp(3)

23. Литература

МАГАТЭ. Серия норм по безопасности.
Оценка профессионального облучения от
внешних источников
ионизирующего излучения. МАГАТЭ, Вена, 1999.
Определение индивидуальных эффективных
и эквивалентных доз и организация контроля
профессионального облучения в контролируемых
Условиях обращения с с источниками излучения.
общие требования.
Методические указания МУ 2.6.1.016 - 2000