Expoziční dávka

Expoziční dávka je zastaralá charakteristika fotonového záření , založená na jeho schopnosti ionizovat suchý atmosférický vzduch .

Definice

Kvantitativně je expoziční dávka definována jako poměr celkového elektrického náboje iontů stejného znaménka, vzniklého po úplném zpomalení elektronů a pozitronů uvolněných nebo generovaných fotony v elementárním objemu vzduchu, k hmotnosti vzduchu v tento svazek [1] [2] . Dávkový příkon expozice je přírůstek dávky expozice za jednotku času [3] .

Jednotky měření

• Mezinárodní soustava jednotek (SI) — C /kg (1 C/kg ≈ 3,876⋅10 3 R [3] );
• Jednotkou mimo systém je rentgen (1 Р = 2,58⋅10 −4 C/kg [4] ).

Pro vyjádření expozičního dávkového příkonu se používají jednotky A / kg a P / s [5] .

V souvislosti se zamítnutím samotného konceptu expoziční dávky se přechod na jednotku C/kg neprovádí [6] .

Aplikace

Koncept expoziční dávky byl stanoven pouze pro fotonové záření v energetickém rozsahu fotonů od několika kiloelektronvoltů do 3 MeV [7] [8] . Expoziční dávka také nezohledňuje ionizaci v důsledku absorpce brzdného záření , která je pro uvažovaný energetický rozsah nevýznamná [9] [10] . Od roku 1954, kdy byl zaveden koncept absorbované dávky, použitelný pro jakýkoli typ ionizujícího záření, se nepoužívá jako dozimetrická hodnota pro stanovení limitů přípustné expozice člověka [11] . V tuzemské metrologii se od roku 1990 nedoporučuje používání expoziční dávky a uvolňování nových přístrojů pro její měření [6] [10] . Od roku 2016 byla ukončena výroba přístrojů pro měření expoziční dávky nebo jejího výkonu [12] .

Přechod na jiné dozimetrické veličiny

Kerma ve vzduchu je energetický ekvivalent expoziční dávky fotonového záření. Tyto veličiny spolu souvisí následujícím vztahem, který platí pro fotony s energií řádově 1 MeV [13] [14] [15] :

kde je průměrná energie tvorby iontů, je náboj elektronu, je průměrný zlomek energie sekundárních částic, které přejdou do brzdného záření ve vzduchu (v oblasti energie fotonu od 0,005 do 10 MeV , kolísá od 0 do 0,03), je expoziční dávka.

Za podmínek elektronické rovnováhy [Poznámka 1] je kerma číselně rovna absorbované dávce [17] , respektive expoziční dávka v 1 R je ekvivalentní 8,73⋅10 -3 Gy absorbované dávky ve vzduchu. V tomto případě bude absorbovaná dávka v biologické tkáni 9,6⋅10 -3 Gy [18] [15] (přesně vzato tento poměr platí při ozáření fotony o energiích od 100 keV do 3 MeV [19] ). Protože kvalitativní faktor pro fotony je roven jedné, pak se absorbovaná dávka v tomto případě rovná ekvivalentu , vyjádřenému v sievertech .

V díle Bregadze Yu.I. je provedeno srovnání mezi expoziční dávkou X, vyjádřenou v rentgenech, a okolním dávkovým ekvivalentem H*(10), měřeným v sievertech, měřeným moderními dozimetry. Ukazuje se, že pro energie fotonů nad 500 keV platí vztah H*(10) ≈ X/100. V rozsahu od 30 do 500 keV hodnota H*(10) dává konzervativnější odhad přijaté dávky a při energiích fotonů pod 30 keV přístroj na měření expozičních dávek (s dostatečnou citlivostí) nadhodnotí příspěvek nízkoenergetické záření k expozici vnitřních orgánů člověka [20] .

Viz také

• Kerma

Poznámky

1. ↑ Za podmínek elektronové rovnováhy odpovídá součet energií generovaných elektronů opouštějících uvažovaný objem součtu energií elektronů vstupujících do tohoto objemu [7] . Elektronická rovnováha bude zajištěna pro malou oblast jakékoli látky, pokud je tato oblast obklopena vrstvou stejné látky o tloušťce rovnající se dosahu nejrychlejších elektronů uvolněných v této látce fotony [16] .

1. ↑ ICRU 85, 2011 , str. 24.
2. ↑ Mashkovich, 1995 , s. 25.
3. ↑ 1 2 Moiseev, 1984 , str. 48.
4. ↑ GOST 8.417-2004. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Jednotky..
5. ↑ Kuzněcov, 2011 , s. 425.
6. ↑ 1 2 RD 50-454-84. Metodické pokyny. Zavedení a aplikace GOST 8.417-81 GSI. Jednotky fyzikálních veličin v oblasti ionizujícího záření. - S. 32-33. — 37 str.
7. ↑ 1 2 Golubev, 1986 , str. 79.
8. ↑ Kudrjašov, 2004 , s. 40.
9. ↑ Mashkovich, 1995 , s. 26.
10. ↑ 1 2 Bregadze, 1990 , str. 134.
11. ↑ Clarke, 2009 , str. 90.
12. ↑ Vereshchako G. G. , Khodosovskaya A. M. Radiobiologie: termíny a pojmy: encyklopedie. ref. - Mn. : Belarusian Science, 2016. - S. 300.
13. ↑ ICRU 85, 2011 , str. 25.
14. ↑ Bregadze, 1990 , s. 135-136.
15. ↑ 1 2 Kozlov, 1991 , s. 326.
16. ↑ Ivanov, 1978 , s. 57.
17. ↑ Ivanov, 1978 , s. 52.
18. ↑ Golubev, 1986 , s. 80.
19. ↑ Carron, 2007 , str. 141.
20. ↑ Bregadze, 1990 , s. 166,167.

Literatura

• V.P. Mashkovich, A.V. Kudrjavcev. Ochrana před ionizujícím zářením. - Moskva: Energoatomizdat, 1995. - 496 s.
• A.A. Moiseev, V.I. Ivanov. Příručka dozimetrie a radiační hygieny. - Moskva: Energoatomizdat, 1984. - 296 s.
• V.M. Kuzněcov, V.S. Nikitin, M.S. Chvostov. Radioekologie a radiační bezpečnost. - Moskva: NIPKTS Voskhod-A LLC, 2011. - 1208 s.
• B.P. Golubev. Dozimetrie a ochrana před ionizujícím zářením. - Moskva: Energoatomizdat, 1986. - 464 s.
• Yu.B. Kudrjašov. Radiační biofyzika. - Moskva: FIZMATLIT, 2004. - 448 s.
• Yu.I. Bregadze, E.K. Štěpánov, V.P. Yarina. Aplikovaná metrologie ionizujícího záření. - Moskva: Energoatomizdat, 1990. - 264 s.
• VF. Kozlov. Příručka radiační bezpečnosti. - Moskva: Energoatomizdat, 1991. - 352 s.
• V A. Ivanov. kurz dozimetrie. - Moskva: Atomizdat, 1978. - 392 s.
• Mezinárodní komise pro jednotky a měření radiace. Zpráva ICRU č. 85. Základní veličiny a jednotky pro ionizující záření (revidováno) : [ eng. ] . - Oxford University Press, 2011. - 35 s.
• RH Clarke, J.Valentin. Historie ICRP a vývoj jejích politik  : [ eng. ] . - Elsevier Ltd, 2009. - 69 s.
• NJ Carron. Úvod do průchodu energetických částic hmotou: [ eng. ] . - Taylor & Francis Group, LLC, 2007. - 386 s.