Доза эффективная (эффективная эквивалентная доза)

Эквивалентная и эффективная дозы

Для описания воздействия излучения на человека используют более точные и универсальные величины — эквивалентную дозу и эффективную дозу.

Причина, по которой необходимо введение этих двух понятий, проста — для живых организмов и биологических тканей эффект, создаваемый излучением, зависит не только от энергии, поглощенной этим организмом или тканью.

То есть для описания действия излучения на живые организмы недостаточно знания только поглощенной дозы.

Обратите внимание

Из-за различной ионизирующей способности α, β и γ – излученя и нейтронов они даже при одной и той же поглащенной дозе оказывают разное поражающее действие. Так, 1 мкГр, полученный организмом (тканью, органом), например, от альфа-излучения, значительно опаснее, чем тот же 1 мкГр, полученный от бета- или гамма-излучения.

Для характеристики относительной биологической опасности данного вида излучения используют взвешивающий коэффициент WR, определенный для каждого вида излучения. Для основных видов значения взвешивающих коэффициентов приведены в таблице.

Эквивалентная доза Н в органе или ткани равна произведению взвешивающего коэффициента для данного вида излучения WR на поглощенную дозу D, полученную органом или тканью от излучения R:

H = WR∙D.

Если поле излучения состоит из разных видов излучения, то эквивалентная доза равна сумме эквивалентных доз, полученных данным органом или тканью Т от каждого из видов излучения R:

H=∑WR∙D.

Таким образом, эквивалентная доза учитывает не только энергию, поглощенную живой тканью, но и опасность облучения данным видом радиации.

В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.

Например, если легкие двух человек в результате облучения получили дозу 0,1 Гр, одинакова ли опасность для этих людей от такого облучения? На этот вопрос невозможно ответить, если неизвестно, от какого именно излучения получена доза. А если легкие двух человек получили дозу 1 Зв, одинакова ли опасность для них от такого облучения. Да. Причем вопрос о виде излучения уже не стоит, поскольку в размерности «Зв» вид излучения уже учтен.

Различные органы и ткани организма имеют различную чувствительность к облучению.

Это означает, что облучение разных органов или тканей одной и той же эквивалентной дозой (то есть одним и тем же видом излучения) приводит к различным последствиям с точки зрения дальнейшего функционирования этого органа или ткани. Для того, чтобы учесть это, вводятся взвешивающие коэффициенты органов и тканей WT, приведенные в таблице.

Эффективная доза Еравна сумме произведений взвешивающего коэффициента WT для органа (ткани) Т на эквивалентную дозу Н, полученную органом (тканью):

E = WT∙H.

Используется как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела или отдельных органов с учетом их радиочувствительности.

При облучении нескольких органов: E = ∑WT∙H

Важно

При равномерном облучении всего тела эффективная доза облучения равна эквивалентной дозе, то есть WT в этом случае равен 1.

Итак, эффективная доза учитывает все параметры, определяющие биологические последствия облучения: поглощенную энергию излучения, опасность данного вида облучения, чувствительность облучаемого объекта к воздействию радиации. Таким образом, эффективная доза — это мера биологической опасности облучения.

Эффективная доза, так же, как эквивалентная, измеряется в зивертах.

Эффективная и эквивалентная дозы являются мерой неблагоприятного воздействия излучения на организм человека и их предельно допустимые значения положены в основу нормативно-правовой базы обеспечения радиационной безопасности населения и профессионалов.

Соответственно, размерность мощности эквивалентной и эффективной дозы — Зв/с (зиверт в секунду), мЗв/ч (милизиверт в час) и т.п.

Отметим, что в современных источниках информации, в дозиметрических приборах и все чаще в средствах массовой информации для описания радиационной обстановки (радиационного фона) используется уже не мощность экспозиционной дозы (в мкР/ч), а мощность эквивалентной дозы (обычно в мкЗв/ч).

В частном, но наиболее распространенном, случае, когда идет об электромагнитном излучении (гамма-, рентгеновском) и равномерном облучении всего тела, получаем WR = 1 и WT = 1, то есть 1 Гр paвен 1 Зв эффективной дозы. Тогда:

10 мкР/ч = 0,093 мкГр/ч = 0,093 мкЗв/ч ~ 0,1 мкЗв/ч = 0,8 мЗв/год.

Для оценки последствий облучения группы людей (персонала какого-либо предприятия, жителей данной местности, населения Земли и т. п.) используется понятие коллективной эффективной дозы. Она равна сумме доз, полученных каждым представителем группы. Ее рассчитывают по формуле:

, где N число людей в группе облученных людей, Е – эффективная доза, полученная каждым из этих людей.

Единица коллективной эффективной дозы — человеко-зиверт (чел.-Зв). То есть, если 100 человек получили дозу 0,01 Зв, то коллективная доза составит 1 чел.-Зв. Часто коллективная доза является оценочной величиной и определяется, исходя из средних индивидуальных доз.

Совет

Поскольку считается, что вероятность неблагоприятных для здоровья последствий облучения (онкологических заболеваний) пропорциональна эффективной дозе, то коллективная доза может характеризовать число возможных заболеваний в данной группе. Считают, что коллективная эффективная доза 20 чел.-Зв приводит к одному онкологическому заболеванию.

Другими словами, если, например, 100 человек получили по 0,2 Зв или 100 000 человек по 0,2 мЗв, то в обоих случаях последствия одинаковы, а именно — одно заболевание.

Так же, зная эту величину можно оценивать масштабы радиационного поражения, применяя статистические методы усреднения и понятие радиационного риска.



Источник: https://infopedia.su/13x8add.html

Понятия эквивалентная доза, эффективная доза, мощность дозы единицы измерения. Коллективные дозы

Доза эквивалентная HT,R — поглощенная доза в органе или ткани DT,R , умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения WR:

Ht,r =WRDT,R                                                                                                     (3)

Единицей измерения эквивалентной дозы является Джžкг-1, имеющий специальное наименование зиверт (Зв).

Значения WR для фотонов, электронов и мюонов любых энергий составляет 1, для α-частиц, осколков деления, тяжелых ядер −20.

Доза эффективная − величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе НτТ  на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани WT:

(4)

где НτТ −эквивалентная доза в ткани Т за время τ.

Единица измерения эффективной дозы − Дж · кг-1, называемая зивертом (Зв)

Коллективная эффективная доза равна сумме индивидуальных эффективных доз. Коллективная эффективная доза является мерой коллективного риска возникновениярадиационных эффектов облучения.

Единица коллективной эффективной дозы — чел.-Зв. В области малых доз облучению с коллективной эффективной дозой 1 чел.-3в соответствует ущерб, равный потере 1 чел.-года полноценной коллективной жизни облученного коллектива.

Ожидаемая (полная) коллективная эффективная эквивалентная доза -коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат многие поколения от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц:

персонал − лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Обратите внимание

Годовая эффективная доза облучения равна сумме эффективной дозы внешнего облучения, накопленной за календарный год, и ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же период. Интервал времени для определения величины ожидаемой эффективной дозы устанавливается равным 50 лет для лиц из персонала и 70 лет − для лиц из населения.

Источник: https://students-library.com/library/read/31060-ponatia-ekvivalentnaa-doza-effektivnaa-doza-mosnost-dozy-edinicy-izmerenia-kollektivnye-dozy

Эффективная эквивалентная доза

Для оценки риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела и отдельных органов с учетом их радиочувствительности используется эффектив­ная эквивалентная доза.

Она определяется как доза гипотетиче­ского одномоментного облуче­ния человека, вызывающая такие же биоло­гические эффекты, что и подобная доза протяженного во времени или фракционированного облучения.

Единицей измерения, как и в случае эк­вивалентной дозы, является зиверт.

При расчете эффективной эквивалентной дозы используются взвешивающие коэффициенты для тканей и органов, так как ткани организма различаются в части чувствительности к излучению (таблица 5.2)

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов

при расчете эффективной эквивалентной дозы [5].

1. Лёгкие 0,12 2. Печень 0,05 3. Гонады 0,20
Костный мозг (красный) 0,12 Молочная железа 0,05 4. Кожа 0,01
Толстый кишечник (прямая, сигмовидная, нисходящая кишка) 0,12 Щитовидная железа Пищевод   0,05 0,05 Клетки костных поверхностей   0,01
Желудок 0,12 Мочевой пузырь 0,05
5. Остальное, (надпочечники, головной мозг, слепая, восходящая и поперечноободочная кишка, тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа, матка)   0,05

Пример расчета эффективной дозы

При рентгеновском обследовании грудной клетки средняя эквивалентная доза облучения лёгких составила 180 мкЗв, молочной железы — 30 мкЗв, щитовидной железы — 50 мкЗв, красного костного мозга — 110 мкЗв, гонад- 10 мкЗв, поверхности костной ткани — 23 мкЗв, желудка, толстого кишечника, печени, почек, селезёнки, поджелудочной железы — по 20 мкЗв. Облучением остальных органов и тканей можно пренебречь. Определить эффективную эквивалентную дозу, полученную пациентом при обследовании.

180´0,12 + 30´0,05+ 50´0,05 + 110´0,12 + 10´0,2 + 23´0,01 + 20´0,12 + 20´0,12 + 20´0,05 + 20´0,05=47,92.

Ответ: 47,92 мкЗв.

Коллективная эффективная эквивалентная доза

Коллективная эффективная эквивалентная доза измеряется в человеко-Зивертах (чел-Зв) используется при оценке вероятных последствий воздействия на популяцию. Так как периоды полураспада радионуклидов сильно различаются, то ожидаемые в нескольких поколениях последствия увеличения радиоактивного фона оценивают с помощью ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозы.

5.6. °Нормы радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99)

Нормы радиационной безопасности (НРБ в редакции 1999 года) применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения. НРБ являются основополагающим документом. Требования по обеспечению радиационной безопасности в НРБ регламентируют нормы и требования в зависимости от обстоятельств облучения:

— в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;

— облучение от природных источников;

— при медицинском облучении;

— в результате радиационной аварии.

Главными нормируемыми величинами являются основные пределы доз (предельно допустимые дозы облучения) — это величина годовой эффективной и эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы.

Соблюдение предела годовой дозы предотвращает возникновение детерминированных эффектов, а вероятность предполагаемых стохастических эффектов находится при этом на стохастическом уровне.

Читайте также:  Комплекты измерителей дозы

Все остальные ограничения, установленные НРБ, определяются из того, чтобы не были превышены дозовые пределы, исходя из суммы как внешнего, так и внутреннего облучения.

Важно

Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

Пределы доз облучения

В НРБ устанавливаются следующие категории лиц:

— население;

— персонал — лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б); основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б, равны 0,25 значений для персонала группы А.

Основные пределы доз

Нормируемые величины Пределы доз
Персонал* (группа А) население
Эффективная доза 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в:
хрусталике глаза 150 мЗв 15 мЗв
коже 500 мЗв 50мЗв
кистях и стопах 500 мЗв 50мЗв

Источник: https://cyberpedia.su/3x11f23.html

12. Дозиметрия. Дозы: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная и эффективная

Дозиметрия – это измерение дозы или ее мощности.

Доза ионизирующего излучения – количество энергии ионизирующей радиации, поглощенной единицей массы любой облучаемой среды. Мощность дозы – доза излучения в единицу времени.

Основная задача дозиметрии – определение дозы излучения в различных средах и в тканях живого организма.

Значение дозиметрии:

– необходима для количественной и качественной оценки биологического эффекта доз ионизирующих излучений при внешнем и внутреннем облучении организма

– необходима для обеспечения радиационной безопасности при ра­боте с радиоактивными веществами

– с ее помощью можно обнаружить источник излучения, определить его вид, количество энергии, а также степень воздействия излучения на облучаемый объект.

Виды доз:

А) Экспозиционная доза (Х) – количественная характеристика поля источника ионизирующего излучения (гамма или рентгеновского), характеризующая величину ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении.

Кулон на килограмм (Кл/кг, C/kg) – Системная единица экспозиционной дозы; 1 Кл/кг равен экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе массой 1 кг, при полном использовании ионизирующей способности всех электронов, равна 1 Кл.

Рентген (Р, R) – Традиционная (внесистемная) единица экспозиционной дозы; 1 рентген равен экспозиционной дозе рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой в результате полной ионизации в 1 см3 сухого атмосферного воздуха при температуре 0о С и давлении 760 мм рт. ст. (т. е. в 0,001293 г сухого атмосферного воздуха) образуются ионы, несущие заряд, равный 1 единице заряда СГС каждого знака.

СГС – система единиц измерения, в которой существуют три независимые величины: сантиметр-грамм-секунда.

Соотношение единиц: 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг (точно); 1 Кл/кг = 3,88*103 Р (приблизительно).

Мощность экспозиционной дозы – величина, выраженная в мР/ч или мкР/ч. Обычные Фоновые показатели мощности экспозиционной дозы для Беларуси – до 18-20 мкР/ч.

По традиции экспозиционную дозу использовали в рентгенодиагностике благодаря тому, что Ионизирующая способность рентгеновского излучения для воздуха и биологической ткани приблизительно одинакова.

Однако, при переходе к высокоэнергетическим типам излучения, выяснилась ограниченность использования этой характеристики при оценке поглощенной дозы, особенно в живых организмах.

В связи с этим Экспозиционная доза Применяется для оценки поля источника излучения, а Для определения взаимодействия ионизирующих излучений со средой используется Поглощенная доза.

Б) поглощенная доза (D) – количество энергии, поглощаемое единицей массы облучаемого вещества.

Джоуль на килограмм (Грей, Гр, Gy) – системная единица поглощенной дозы. 1 Дж/кг = 1 Гр.

Рад (rad, rd – radiation absorbed dose – поглощенная доза излучения) – традиционная (внесистемная) единица поглощенной дозы.

Соотношение единиц: 1 рад = 0,01 Гр.

Для мягких тканей человека в поле рентгеновского или g-излучения поглощенная доза в 1 рад примерно соответствует экспозиционной в 1 P.

Поглощенная доза Не зависит от вида и энергии ионизирующего излучения и определяет степень радиационного воздействия, т. е. является мерой ожидаемых последствий облучения.

Учитывая существенные различия в механизме взаимодействия разных типов излучения с веществом, ионизирующей способности и т. д., следует ожидать, что Одна и та же поглощенная доза может дать разный биологический эффект. Для количественной оценки такого различия вводятся понятия: “взвешивающие коэффициенты для различных видов излучения (WR)” и “эквивалентная доза”.

В) эквивалентная доза (HTR) – мера выраженности биологического эффекта облучения. При расчете эквивалентной дозы используют взвешивающие коэффициенты как множители поглощенной дозы:

, где HTR Эквивалентная доза в органе или ткани Т, созданная излучением R; DTR – средняя поглощенная доза от излучения R в ткани или органе T; WR – взвешивающий коэффициент для излучения R.

Совет

Взвешивающие коэффициенты (WR) позволяют учесть Относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов.

Так как WR – безразмерный множитель, Системная единица для эквивалентной дозы та же, что и для поглощенной дозы – Дж/кг (специальное название – Зиверт: Зв, Sv)

Бэр (Rem) – Внесистемная единица эквивалентной дозы (бэр – биологический эквивалент рада).

Соотношение единиц: 1 бэр = 0,01 Зв.

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения.

Вид излучения и диапазон энергии Взвешивающий коэффициент WR
Фотоны любых энергий 1
Электроны и мюоны любых энергий 1
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра 20
Нейтроны с энергией:Менее 10 кэВ 5
От 10 кэВ до 100 кэВ 10
От 100 кэВ до 2 МэВ 20
От 2 МэВ до 20 МэВ 10
Более 20 МэВ 5

Риск развития стохастических последствий облучения организма человека зависит не только от эквивалентной дозы, но и от радиочувствительности тканей или органов, подвергшихся облучению. Радиочувствительность органов и тканей учитывает эффективная доза.

Г) эффективная доза (Е) – величина воздействия ионизирующего излучения, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов С учетом их радиочувствительности; представляет сумму произведений эквивалентных доз в тканях и органах тела на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

,

Где HT – эквивалентная доза в ткани или органе T; WT – взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.

Взвешивающий коэффициент WT характеризует относительный вклад данного органа или ткани в суммарный ущерб здоровью из-за развития стохастических эффектов. Сумма WT равна 1.

Системная единица эффективной дозы – зиверт (Зв, Sv); Внесистемная единица – бэр. 1 Зв равен 100 бэр.

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (WT).

Ткань или орган WT Ткань или орган WT
Гонады 0.20 Печень 0.05
Красный костный мозг 0.12 Пищевод 0.05
Толстый кишечник 0.12 Щитовидная железа 0.05
Легкие 0.12 Кожа 0.01
Желудок 0.12 Клетки костных поверхностей 0,01
Мочевой пузырь 0.05 Остальное 0.05
Молочные железы 0.05

Соотношение между системными и внесистемными единицами доз.

Величина иЕе символ Единица СИ Внесист. единица Соотношение междуЕдиницами
ЭкспозиционнаяДоза, X Кл/кг Р 1 Кл/кг = 3,88*103 Р1 Р = 2,58 *10-4 Кл/кг
Поглощенная доза, D Гр (Дж/кг) Рад 1 Гр = 100 рад1 рад = 0,01 Гр
Эквивалентная доза, H Зв Бэр 1 Зв = 100 бэр1 бэр = 0,01 Зв
Эффективная доза, E Зв Бэр 1 Зв = 100 бэр1 бэр = 0,01 Зв

Для оценки эффектов облучения группы людей используют коллективные дозы:

А) Коллективная эквивалентная доза (ST) в ткани T – используется для выражения общего облучения конкретной ткани или органа у группы лиц; она равна произведению числа облученных лиц на среднюю эквивалентную дозу в органе или ткани.

Б) Коллективная эффективная доза (S) – относится к облученной популяции в целом; она равна произведению числа облученных лиц на среднюю эффективную дозу.

В определении коллективной эквивалентной и коллективной эффективной доз не указано время, за которое получена доза. Поэтому при расчете коллективных доз всегда должно быть Четкое указание на период времени и группу лиц, по которым проводился данный расчет.

Коллективные дозы используют Для оценки лучевой нагрузки на популяцию и риска развития стохастических последствий действия ионизирующих излучений. Единицы коллективных доз – Человеко-зиверт и человеко-бэр.

«Подушная доза» (per caput dose, Зв) – значение коллективной дозы, разделенное на число членов облученной группы.

Источник: https://uchenie.net/12-dozimetriya-dozy-ekspozicionnaya-pogloshhennaya-ekvivalentnaya-i-effektivnaya/

Ожидаемая эффективная (эквивалентная) доза

При выбросе радионуклида в окружающую среду и его попадании внутрь организма радиационное воздействие продолжается длительное время, определяемое периодом полураспада радионуклида и биологическими процессами выведения радионуклида из организма. Для оценки радиационных последствий, связанных с однократным поступлением отдельного радионуклида в организм человека, используется понятие ожидаемой дозы.

Рис.4.3. Система дозовых величин, используемых в радиационной защите.

Ожидаемая эффективная доза E(t ) за время τ определяется в виде:

                 E(τ)=                     (4.8)

где — мощность эффективной дозы в момент времени t, зависящая от радионуклида, его формы, способа поступления в организм, биокинетики в организме, t0 — момент поступления радионуклида в организм. Когда время t не определено, оно принимается равным 50 годам для  персонала и 70 годам для населения.

Ожидаемая эквивалентная доза для органа или ткани определяется такой же формулой, но под знаком интеграла ставится мощность эквивалентной дозы.

Доза эффективная (эквивалентная) годовая

Обратите внимание

  При нормировании дозовых пределов НРБ-99/2009 устанавливает предельно-допустимые годовые дозы облучения.

Поэтому в случае воздействия на организм человека или его отдельный орган внешнего и внутреннего облучения вводится годовая эффективная (эквивалентная) доза в виде суммы эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов, за этот же год. Единица годовой эффективной дозы — зиверт /год.

Коллективная эффективная доза

Для оценки ожидаемых стохастических эффектов радиационного воздействия какого-либо источника излучения на человеческую популяцию (население) или определенную группу людей (например, персонал радиационного объекта, или население отдельного региона или страны) вводится понятие коллективной эффективной дозы. При таком подходе радиационные последствия усредняются по выбранной группе лиц при существенной разнице индивидуальных дозовых нагрузок.

Читайте также:  Гибель на пожарах: статистика, анализ и основные показатели

Коллективная эффективная доза S — сумма средних эффективных доз в облученных группах индивидуумов, умноженных на число лиц в каждой группе:

                       (4.9)

где Ni — число лиц в популяционной подгруппе i, получивших среднюю эффективную дозу Ei, N(E)- число лиц, получивших эффективную дозу в диапазоне от Е до E+dE.

Популяция и период времени, в который определяется доза, должны быть определены, так как при больших временах меняются условия окружающей среды, т. е. меняется средняя эффективная доза, одновременно происходят изменения и в популяции, т.

е. меняется величина Ni.

Единицей измерения коллективной эффективной дозы является человеко-зиверт (чел-Зв) или человеко-бэр (чел-бэр).

Делением коллективной дозы на размер популяции N можно определить среднее значение индивидуальной эффективной дозы. Следует отметить, что это не доза, получаемая реальным индивидуумом, а усредненный показатель воздействия источника излучения на популяцию.

При расчетах коллективных доз учитывается разница в метаболизме радионуклидов в организме для разных возрастных групп населения. В связи с этим выделяются различные возрастные группы популяции с соответствующими вкладами в популяцию. Так, например, в НРБ-99/2009 определены следующие возрастные группы: 1-17 лет.

В соответствии с этим распределением для каждой возрастной группы используются и разные значения поступлений радионуклидов в организм человека и разные коэффициенты перехода от поступившей в организм активности радионуклида к формируемой им эффективной дозе излучений.

При установлении предельно допустимых характеристик содержания радионуклидов в элементах окружающей среды (воздух, вода, пища) и их поступления внутрь организма, учитывая возрастные параметры разных групп населения, принимается критическая группа населения– это группа лиц из населения (не менее 10 чел.

Важно

), однородная по одному или нескольким признакам — полу, возрасту, социальным или профессиональным условиям, месту проживания, рациону питания, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию по данному пути облучения от данного источника излучения.

Нормирование по этой группе населения обеспечивает радиационную безопасность для всей популяции.

Чтобы оценить пространственное влияние излучения источника, в качестве территориальных групп населения при определении коллективной дозы выбирают население, проживающее на территории в пределах расстояния x от данного источника.

Интегрирование величин доз, получаемых жителями, с учетом плотности проживающего населения по площади, ограниченной радиусом 10-50 км от источника выброса, дает значение локальной коллективной дозы, интегрирование по площади, ограниченной радиусом 1000…2000 км дает региональную коллективную дозу, а при x = ¥ — глобальную коллективную дозу.

Использование концепции ожидаемой коллективной дозы для оценки облучения населения позволяет определить эту величину, нормированную на единицу действующего фактора источника (например, на 1 Бк выброса во внешнюю среду, на 1 ГВт в год вырабатываемой АЭС электроэнергии и т. д.) — т. е.

нормированную ожидаемую коллективную дозу. Она позволяет оценить степень облучения населения в перспективе при дальнейшем увеличении мощности выбросов или мощности энергетики с использованием АЭС. Аналогичные нормированные величины можно ввести и для других дозовых характеристик.

Источник: https://studopedia.net/5_73933_ozhidaemaya-effektivnaya-ekvivalentnaya-doza.html

Эффективная доза

Эффективная доза — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Калькулятор позволяет рассчитать эффективную дозу облучения при КТ исследовании, используя поглощенную дозу за все КТ исследование (DLP).

DLP (Dose Length Product, произведение дозы на длину) – поглощенная доза за все КТ исследование с учетом протяженности области сканирования и количества повторных сканирований (например, исследование до и после внутривенного введения контрастного препарата, исследование у одного пациента нескольких областей, например головного мозга и грудной полости). Единица измерения – мГрхсм.

Является расчетным значением от CTDI (Computed Tomography Dose Index, компьютерно-томографический индекс дозы). Оба параметра (CTDI и DLP) используются в Европейском союзе для установления диагностических контрольных уровней (diagnostic reference levels) доз облучения для основных видов КТ-исследований.

Е (эффективная доза) – сумма взвешенных поглощенных доз во всех органах и тканях человека. Рассчитывается с учетом взвешивающих коэффициентов для видов излучений, характеризующих их проникающую способность (для рентгеновских лучей этот коэффициент равен 1), и взвешивающих коэффициентов, характеризующих радиочувствительность конкретных тканей и органов.

Служит мерой биологического риска облучения при КТ-исследовании и позволяет прямое сравнение с эффективной дозой при других видах рентгенодиагностических исследований. Единица измерения – мЗв.

Рассчитывается из DLP с использованием коэффициентов пересчета. 

Эффективная доза облучения Е рассчитывается по формуле:

E = DLP*Edlp

где Edlp — нормализованная эффективная доза для конкретной области исследования. В соответствии с «Европейским руководством по критериям качества для компьютерной томографии» Edlp составляет:

Область исследованияEdlp, мЗв/мГрхсм
Головной мозг 0.0023
Шея 0.0054
Грудная полость 0.017
Брюшная полость 0.015
Таз 0.019

Значение эффективной  дозы  у  детей будет выше из-за большей чувствительности к ионизирующему излучению. В таблице ниже приведены повышающие коэффициенты для расчета эффективной дозы при исследовании детей различного возраста.

Возраст пациентаОбласть исследованияГолова и шеяГрудная клеткаБрюшная полость и таз
Взрослые 1.0 1.0 1.0
От тринадцати до семнадцати лет 1.1 1.1 1.1
От восьми до тринадцати лет 1.3 1.4 1.5
От трех до восьми лет 1.7 1.6 1.6
От полугода до трех лет 2.2 1.9 2.0
От новорожденных до полугода 2.6 2.2 2.4

Источник: https://medsoftpro.ru/kalkulyatory/effektivnaya-doza.html

Радиация. Часть 3: Дозы излучения и воздействия ионизирующего излучения

В статье Радиация. Часть 1. Радиоактивность и радиационный фон. мы рассмотрели природу радиации — что такое радиация (ионизирующее излучение) и радиоактивность, понятие радионуклидов и периода полураспада, влияние радиации на организм человека, и немного рассказали о радиоактивных предметах вокруг нас. Статья Радиация.

Часть 2. Средства и методы измерения. дала информацию о способах измерения радиоактивности и радиационного фона, о дозиметрах. Мы также привели несколько примеров дозиметров-радиометров, и пояснили, что не стоит паниковать, если прибор «зашкаливает».

В третьей части статьи о Радиации мы расскажем про дозы излучения…

Экспозиционная доза

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды — это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе.

Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов.

Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза — это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.

В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3880 Р

Поглощённая доза

При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов.

Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза.

Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.

В единицах системы СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — Грэй (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр=100 рад.

Поглощённая доза — основополагающая дозиметрическая величина, не она отражает биологический эффект облучения.

Эквивалентная доза

Эквивалентная доза (E, HT,R) отражает биологический эффект облучения. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм.

Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением.

Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества данного вида излучения (WR), отражающий его способность повреждать ткани организма.

При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

Совет

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв) и измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг).

Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения.

Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является Бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена, после 1963 года — биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.

Коэффициент качества — в радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»).

Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений.

Для коэффициента качества существует ГОСТ 8.496-83. ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением.

Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии.

ОБЭ конкретного вида излучения — отношение поглощённой дозы рентгеновского (или гамма) излучения к поглощённой дозе излучения при одинаковой эквивалентной дозе.

Коэффициэнты качества для видов излучения:
Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению 1
β-излучение(электроны, позитроны) 1
Мюоны 1
α-излучение с энергией меньше 10 МэВ 20
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ 5
Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ 10
Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ 10
Нейтроны более 2 МэВ 5
Протоны, 2…5 МэВ 5
Протоны, 5…10 МэВ 10
Тяжёлые ядра отдачи 20
Читайте также:  Опасность гололеда: рекомендации пешеходу и водителю

Эффективная доза

Эффективная доза, (E, эффективная эквивалентная доза) — величина, используемая в радиационной защите как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения (стохастических эффектов) всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.

Разные части тела (органы, ткани) имеют различную чувствительность к радиационному воздействию: например, при одинаковой дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе.

Эффективная эквивалентная доза рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма.

Значение коэффициента радиационного риска для отдельных органов:
Гонады (половые железы) 0,2
Красный костный мозг 0,12
Толстый кишечник 0,12
Желудок 0,12
Лёгкие 0,12
Мочевой пузырь 0,05
Печень 0,05
Пищевод 0,05
Щитовидная железа 0,05
Кожа 0,01
Клетки костных поверхностей 0,01
Головной мозг 0,025
Остальные ткани 0,05

Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в Зивертах или Бэрах.

Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE — the committed effective dose equivalent)- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества.

СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всей жизни).

В зависимости от ситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе излучения определенного органа, а не всего тела.

Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, т.е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены.

Обратите внимание

Поэтому в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым.

Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, т.е. амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — Зиверт (Зв).

Групповые дозы

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе — сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени.

Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путем умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения.

Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица — человеко-бэр (чел.-бэр).

Кроме того, выделяют следующие дозы:

  • коммитментная — ожидаемая доза, полувековая доза. Применяется в радиационной защите и гигиене при расчёте поглощённых, эквивалентных и эффективных доз от инкорпорированных радионуклидов; имеет размерность соответствующей дозы.
  • коллективная — расчётная величина, введенная для характеристики эффектов или ущерба для здоровья от облучения группы людей; единица — Зиверт (Зв). Коллективная доза определяется как сумма произведений средних доз на число людей в дозовых интервалах. Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
  • пороговая — доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
  • предельно допустимые дозы (ПДД) — наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)
  • предотвращаемая — прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
  • удваивающая — доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв, а для хронического облучения — около 4 Зв.
  • биологическая доза гамма-нейтронного излучения — доза равноэффективного по поражению организма гамма-облучения, принятого за стандартное. Равна физической дозе данного излучения, умноженной на коэффициент качества.
  • минимально летальная — минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облученных объектов.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения) — приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени.

Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени.

Допускается использование различных специальных единиц (например, мкР/час, Зв/час, бэр/мин, сЗв/год и др.).

Источник: https://lastday.club/radiatsiya-chast-3-dozyi-izlucheniya/

открытая библиотека учебной информации

Эквивалентная доза

Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (к примеру, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (к примеру, электрон).

При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть данный эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.

Коэффициент относительной биологической эффективности для различных видов излучений
Вид излучения Коэффициент , Зв/Гр
Рентгеновское и γ-излучение
β-излучение(электроны, позитроны)
Нейтроны с энергией меньше 20 кэВ
Нейтроны с энергией 0,1-10 МэВ
Протоны с энергией меньше 10 МэВ
α-излучение с энергией меньше 10 МэВ
Тяжелые ядра отдачи

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв).

Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения.

Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена, после 1963 года — биологический эквивалент рада — Энциклопедический словарь). 1 Зв = 100 бэр.

Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всœего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.

Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: к примеру, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной желœезе, а облучение половых желœез особенно опасно из-за риска генетических повреждений.

По этой причине дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который принято называть коэффициентом радиационного риска.

Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всœем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма.

Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всœего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

Важно

Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE — the committed effective dose equivalent)- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества.

СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всœей жизни). Учитывая зависимость отситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе облучения определœенного органа, а не всœего тела.

Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, т. е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не бывают непосредственно измерены.

По этой причине в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубинœе d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределœению, но мононаправленном и однородном, т. е. амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — зиверт (Зв).

Читайте также

  • — Эффективная доза.

    Доза эффективная (E) ионизирующего излучения — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его тканей и органов с учетом предрасположенности разных тканей и органов к возникновению в них… [читать подробенее]

  • — Эффективная доза

    Косвенное воздействие Вопрос . Управление соц. Конфликтами Лекция1.по составу сторон – внутри- личностные, межличностные , межклассовые, международные конфликты 2)по сферам направление – политические, социальные, национальные, семейные, экономические 3)по… [читать подробенее]

  • — Эффективная доза

    Эквивалентная доза Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например,… [читать подробенее]

  • — Эффективная доза

    Эквивалентная доза Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например,… [читать подробенее]

  • Источник: http://oplib.ru/random/view/1247022

    Ссылка на основную публикацию