Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Для характеристики распределения во времени экспозиционной (а также и любой другой) дозы используют величину мощности дозы. Тогда расчет ведется на единицу времени (табл. 1.3).
Общая формула, связывающая величину экспозиционной дозы излучения X с активностью препарата Л, представлена следующим
4. Единицы активности радиоиуклидоа и доз радиации
41
выражением:
X = AtKy/R2, (1.6)
где активность А выражается в мКюри, t — время облучения — в часах; — 7-постоянная данного изотопа —- в Р/ч; расстояние от источника излучения до измеряемого объекта R — в см. При этом доза излучения будет выражена в рентгенах *).
4.3. Доза облучения (поглощенная доза)
Хотя использование экспозиционной дозы учитывает полную потерю энергии излучения, но тогда неточно оценивается степень поражения объекта, поскольку лучевое повреждение вызывается энергией, поглощенной объектом; часть потерянной энергии излучения, пронизывая облучаемый объект и не испытывая поглощения, не оказывает на него действия. Например, прн дозе излучения в воздухе в 1 Р энергия, поглощенная в воздухе, составляет 88 эрг/г, тогда как в мяпсих тканях животных 92-97 эрг/г, но только после того, как процессы рождения и поглощения вторичных электронов придут в равновесие. Практически это соблюдается далеко не всегда.
Эта трудность преодолевается, если перейти к понятию поглощенной дозы. Кроме этого для оценки действия тех или иных доз облучения на живые системы возникла необходимость учитывать не только поглощенную энергию рентгеновского и 7-излучения, но и других видов радиации, а также функциональную специфику живого облучаемого объекта (его радиочувствительность). Доза поглощенная D — это величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:
где de — средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, a dm — масса вещества в этом объеме.
На пучке заряженных частиц (электроны, протоны и др.) поглощенная доза рассчитывается из следующего соотношения:
D = 1,602 • 1(Г10?Ф Гр, (1.8)
где L — средняя ЛПЭ в единицах МэВ • г-1см2, Ф — флюенс частиц, то есть отношение dN/dS, если dN — количество частиц, падающих на площадку dS см2. Множитель 1,602 • Ю~10 численно равен заряду электрона, что понятно, если перевести энергию (МэВ) в систему СИ как 1 эВ = 1,602 • 10“19 Дж (нужно еще учесть множители 106 для
*) Вопреки принятым международным рекомендациям, эта формула все еще используется для практического применения без перехода в систему СИ. Авторы оправдывают такие действия «удобством», основываясь на том, что внесистемные единицы Р для экспозиционной дозы и рад для эквивалентной дозы по численному выражению почти совпадают — значение дозы в рентгенах больше всего на 4%, чем в радах.
42 Гл. I. Ионизирующие излучения, их характеристика, дозиметрия
Таблица 1.4. Единицы поглощенных доз ионизирующих излучений и их соотношения
Физическая Наименование единицы Соотношение между
величина и ее обозначение единицами
внеси систем
стемное ное (СИ)
Поглощенная рад (rad) Гр (Gy) 1 рад = 1-10-2 Гр
доза 1 Гр = 100 рад
Мощность рад/с Гр/с 1 рад/с = 1-10-2 Гр/с
поглощенной (rad/s) (Gy/s) 1 Гр/с --- 100 рад/с
дозы
перевода из МэВ в эВ и 103 из кг в г; в показателе формулы (1.8) остается 19 — 6 — 3 — 10).
Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. Единицы поглощенных доз радиации представлены в табл. 1.4. В Международной системе единиц (СИ) принята единица Грей (Гр, Gy), предложенная в честь английского физика-радиобиолога Луи Гарольда Грея. Один Грей — это поглощенная доза ионизирующего излучения любого вида, при которой в 1 кг массы вещества поглощается 1 Дж энергии излучения (1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад).
В лучевой терапии применяется также так называемая интегральная доза, т.е. энергия, суммарно поглощенная во всем объеме облучаемого объекта при локальном облучении.
Единицей СИ энергии ионизирующего излучения является Джоуль (Дж, J). Внесистемной международной единицей поглощенной дозы является рад (rad, «radiation absorbed dose»). 1 рад — это поглощенная доза любого вида ионизирующих излучений, при которой в 1 г массы вещества поглощается энергия излучения, равная 100 эрг (1 рад = 100 эрг/г = 10“2 Дж/кг).
Мы уже заметили, что экспозиционная доза определена в рентгенах так, что она имеет физическую размерность удельного заряда (иа единицу массы). Размерность поглощенной дозы другая — это величина энергии на единицу массы. Размерность третьего типа имеет интегральная доза, которая фактически сохраняет размерность энергии, а не дозы, в привычном смысле этого слова.
Доза для отдельных органов или тканей Dt рассчитывается как средняя поглощенная в них доза:
