Единицы измерения радиоактивности

Радиоактивность вещества характеризуется количеством распадов в единицу времени. Чем большее число распадов происходит в единицу времени, тем выше активность вещества. Скорость радиоактивного распада определяется величиной периода полураспада (Т), т. е. промежутком времени, в течение которого активность радиоактивного элемента уменьшается наполовину. Для каждого изотопа скорость радиоактивного распада, как будет показано ниже, весьма важный показатель для гигиенической оценки условий труда и выбора специальных мер защиты.

Для измерения радиоактивности принята единица — распад в секунду, а также внесистемная единица — кюри (к), т. е. активность такого количества радиоактивного вещества, в котором происходит 3,7·10¹⁰ распадов в 1 секунду. В практике применяются единицы, производные от кюри: милликюри (мк), микрокюри (мкк). Концентрация радиоактивных веществ в воздухе и воде измеряется в кюри на 1 л — к/л.

Гамма-активность выражается в миллиграмм-эквивалентах радия. Он представляет собой гамма-эквивалент радиоактивного препарата, ү-излучение которого при тождественных условиях создает такую же мощность дозы, что и ү-излучение 1 мг радия Государственного эталона радия СССР при платиновом фильтре толщиной 0,5 мм. Точечный источник в 1 мг радия в равновесии с продуктами распада после фильтрации через платиновый фильтр толщиной 0,5 мм платины создает на расстоянии 1 см в воздухе мощность дозы 8,4 р в час.

За единицу дозы рентгеновых лучей и ү-лучей принят рентген (р). Один рентген — доза, которая в 1 см² воздуха при 0° и давлении 760 мм рт. ст. образует ионы с суммарным зарядом в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. В практике пользуются производными рентгена: 1 р = 10³ мр (миллирентген) =  10⁶ мкр (микрорентген). Для характеристики распределения дозы во времени вводится понятие мощности дозы: р/час, р/мин, р/сек, мр/час, мр/мин, мр/сек и т. д.

Раньше в качестве единицы поглощенной дозы и дозы излучения (для всех видов излучения) использовали физический эквивалент рентгена (фэр). Фэр — доза любого ионизирующего излучения, при которой энергия, поглощенная в 1 г вещества, равна потере энергии на ионизацию, создаваемую в нем дозой 1 р рентгеновых лучей или у-лучей; 1 фэр для воздуха равен 84 эрг/г, для биологических тканей— 93 эрг/г.

При одной и той же поглощенной дозе биологический эффект разных видов излучения неодинаков; его можно выразить следующими величинами (относительная биологическая эффективность — обэ):

ү- и рентгеновское излучение β-излучение α-излучение Тепловые нейтроны Быстрые » Протоны

1,0 1,0 10,0 3,0 10,0 10,0

Таким образом, биологический эффект воздействия а-излучения в 10 раз, тепловых нейтронов — в 3 раза, быстрых нейтронов и протонов — в 10 раз больше, чем эффект воздействия у- и рентгеновых лучей.

Различный биологический эффект в основном зависит от плотности ионизации, создаваемой в тканях тем или иным ионизирующим излучением. По предложению Международного конгресса радиологов в 1953 г. за единицу поглощенной дозы энергии ионизирующего излучения в единице массы облучаемого вещества была принята единица рад. Для всех видов ионизирующей радиации рад соответствует поглощенной энергии 100 эрг на 1 г любого вещества. Для учета биологического действия различных видов излучения введена другая единица — биологический эквивалент рада — бэр. За 1 бэр принимается такая поглощенная доза любого вида ионизирующих излучений, которая вызывает такой же биологический эффект, что и 1 рад рентгеновых или ү-лучей.

Термин «относительная биологическая эффективность» используется обычно при сравнительной оценке действия излучений в радиобиологии. Так как значение обэ зависит от целого ряда причин — энергии излучения, критериев биологического действия и др., при решении задач радиационной безопасности используют так называемые коэффициенты качества — КК, которые представляют собой величины, показывающие зависимость биологического эффекта хронического облучения организма от передачи энергии на единицу длины пробега частицы или кванта. Для определения поглощенной дозы в бэр (Дбэр) необходимо дозу в рад (Драд) умножить на коэффициент качества и коэффициент распределения (КР), учитывающий влияние неоднородного распределения радиоактивных изотопов.

Дбэр = Драд · КК · КР.

Загрязненность рабочих поверхностей и оборудования, рук, спецодежды и других предметов α- и β-излучателями выражается в числе частиц, вылетающих с площади 1 см² в 1 минуту.