Виды биологических доз ионизирующих излучений

Доза поглощенная — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу (точнее — энергия, фактически оставшаяся в единице массы вещества в результате облучения):

где de — средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, a dm — масса вещества в этом объеме.

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. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм, и имеет специальное название грей (Гр). Свое название единица получила в честь английского физика и радиобиолога Л. Грея. Ранее (в системе СГС) использовалась другая величина, называемая радом (рад). 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр.

Эквивалентная доза излучения — средняя поглощенная доза излучения в органе или ткани, умноженная на взвешивающий радиационный коэффициент W_r данного вида ионизирующего излучения (табл. 6.20) для биологической ткани стандартного состава:

Таблица 6.20.

Взвешивающий радиационный коэффициент W_r

Стандартный состав мягкой биологической ткани принимается следующим (по массе): 10,1% водорода; 11,1% углерода; 2,6% азота; 76,2% кислорода.

Последним словом в радиобиологии стало введение эффективной дозы.

Эффективная доза {эффективная эквивалентная доза) в органе или ткани равна произведению эквивалентной дозы на специальный взвешивающий коэффициент органа (ткани), зависящий от его чувствительности к ионизирующему излучению:

где W_T — взвешивающий коэффициент, который Международный комитет радиационной защиты (МКРЗ) теперь называет «тканевым взвешивающим коэффициентом» (табл. 6.21). Эта величина характеризует отношение величины риска стохастического биологического эффекта облучения данного органа (ткани) к суммарному риску стохастического эффекта при равномерном облучении всего тела. Коэффициенты W_T не зависят от вида и энергии излучения и позволяют рассчитать риск облучения вне зависимости от того, равномерно или неравномерно облучается все тело. Для эффективной дозы в СИ введена специальная единица зиверт (Зв).

Таблица 6.21

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы

¹ К остальным органам и тканям относят: надпочечник, мозг, верхнюю часть толстой и тонкой кишки, почки, мышцы, поджелудочную железу, селезенку, тимус (вилочковую железу) и матку. Имеется в виду селективное облучение этих органов и канцерогенный риск. Если будет установлена заметная канцерогенная опасность облучения других органов или тканей, они должны быть включены с соответствующими коэффициентами W_T.

Наряду с уже перечисленными видами доз также используются:

• • максимальная эквивалентная доза — наибольшее значение суммарной эквивалентной дозы в теле человека или каком-либо критическом органе от всех источников внешнего и внутреннего облучения;
• • ожидаемая эффективная или эквивалентная доза — эффективная или эквивалентная доза в организме (некотором органе), которая может быть получена в результате какого-либо решения о планируемом облучении, в результате практической работы с источниками излучений за время t после поступления радиоактивных веществ в организм. Вычисляется на одно лицо как временной интеграл мощности эффективной или эквивалентной дозы за период времени At. Исходной величиной для расчетов ожидаемой дозы является мощность дозы и длительность временного интервала At (в общем случае, когда этот интервал точно не задан, следует принять At = 50 лет для взрослых и At = 70 лет для детей);
• • полувековая ожидаемая эффективная или эквивалентная доза^] — ожидаемая эффективная доза или ожидаемая средняя эквивалентная доза в организме (некотором органе), которая накопится в течение 50 лет с момента времени ?₀ поступления радионуклида в организм человека:

где H) — мощность соответствующей дозы в момент t> Гр/год;

• коллективная эффективная доза — сумма индивидуальных эффективных доз у данной группы людей.