WGiG	Imię i Nazwisko: 1. Mateusz Barwiński 2. Marcin Dragan		ROK II	GRUPA 1	ZESPÓŁ 3
Pracownia fizyczna I i II	TEMAT: Dozymetria promieniowania gamma				Nr ćwiczenia 96
Data wykonania:	Data oddania:	Zwrot do poprawy:	Data oddania:	Data zaliczenia:	OCENA

         Jednostki promieniowania charakteryzują albo źródło promieniowania, albo jego działanie na otoczenie. W pierwszym przypadku mówimy o aktywności źródła, w drugim o dawce promieniowania.

         Aktywność jest to liczba rozpadów promieniotwórczych zachodzących w źródle w jednostce czasu.

W układzie SI podstawową jednostką aktywności jest bekerel (Bq). źródło ma aktywność jednego bekerela, jeżeli w ciągu jednej sekundy następuje w nim jeden rozpad.

• 1 Bq = 1 s-1

• Dawną jednostką aktywności jeszcze dotychczas używaną jest kiur (Ci).

1 Ci = 3,7·1010 s-1 = 3,7·1010 Bq = 37 GBq.

         Ogromnie ważnym pojęciem jest dawka, a właściwie dawki promieniowania jonizującego tj.:

-       dawka ekspozycyjna,

-       dawka pochłonięta,

-       równoważnik dawki.

Dwa pierwsze pojęcia wiążą się z fizycznym oddziaływaniem promieniowania z materią, trzeci uwzględnia również oddziaływanie na organizm żywy.

Dawka ekspozycyjna jest miarą jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego X lub γ. Jeżeli pod wpływem promieniowania X lub γ w elemencie objętości powietrza o masie dm powstał ładunek dQ jonów jednego znaku, to dawką ekspozycyjną X nazywamy stosunek:

• X = dQ/dm

gdzie - dQ jest bezwzględną wartością sumy ładunków jonów jednego znaku wytworzonych w warunkach równowagi elektronowej, tzn. gdy wszystkie jony dodatnie i elektrony wytworzone w elemencie objętości o masie dm w nim pozostają.

W układzie SI jednostką dawki ekspozycyjnej jest kulomb na kilogram (Ckg-1). Do niedawna używano jednostki zwanej rentgenem (R). Obie jednostki związane są ze sobą zależnością:

1 R = 2,58·10-4 Ckg-1

 

Obecnie pojęcie dawki ekspozycyjnej wychodzi z użycia i coraz częściej używa się pojęcia dawki pochłoniętej.

Dawka pochłonięta jest miarą pochłaniania promieniowania przez różne materiały. Ściślej - jest to energia jaką traci promieniowanie, a pochłania ośrodek, przez który promieniowanie przechodzi, przypadająca na jednostkę masy tego ośrodka.

• D = dE/dm

gdzie: dE - jest średnią energią promieniowania jonizującego przekazaną materii w elemencie objętości o masie dm.

W układzie SI jednostką dawki pochłoniętej jest grej (Gy).

1 Gy = 1 Jkg-1

Dawniej mierzono dawkę pochłoniętą w radach (rd).

1 rd = 0,01 Gy.

Dla celów ochrony radiologicznej wprowadzono dodatkowo ( w odniesieniu do żywego organizmu ) pojęcie równoważnika dawki.

Równoważnik dawki jest to dawka pochłonięta w danej tkance lub narządzie z uwzględnieniem skutków biologicznych wywołanych przez różne rodzaje promieniowania.

Równoważnik dawki możemy obliczyć ze wzoru:

• H = Q · D

gdzie: Q - współczynnik jakości promieniowania,

           D - dawka pochłonięta w tkance lub narządzie.

Wartości współczynnika jakości Q dla różnych rodzajów promieniowania podaje tabela.

 

Rodzaj promieniowania	Wartość Q
X, γ i β o energii powyżej 30 keV β - trytu neutrony neutrony termiczne α	1 2 25 4,5 25

 

. Współczynniki jakości promieniowania Q.

 

Szkodliwe następstwa promieniowania zależą także od tego, czy napromienieniu poddane zostało całe ciało, czy konkretne narządy.

Przy napromienieniu całego ciała lub kilku narządów posługujemy się pojęciem efektywnego równoważnika dawki.

HE = Σ wT H

gdzie: wT - współczynnik  wagowy tkanki,

           H - średni równoważnik dawki w tkance lub narządzie.

Sumowanie przeprowadza się po rodzajach pochłoniętego promieniowania i po rodzajach napromienionych tkanek.

Współczynniki wagowe tkanki wT podane są w tabeli.

 

Tkanka lub narząd	Wartość wT
Gonady Czerwony szpik kostny Jelito grube Płuca Żołądek Pęcherz moczowy Gruczoły sutkowe Wątroba Przełyk Tarczyca Skóra Powierzchnia kości Pozostałe	0,20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05
Całe ciało	1,00

 

. Współczynniki wagowe tkanek wT.

        

         Obowiązująca w układzie SI jednostką równoważnika dawki i efektywnego równoważnika dawki jest siwert (Sv), dawniej natomiast był rem, przy czym

• 1 Sv = 100 rem

         Chcąc oszacować statystyczne ryzyko szkodliwych skutków biologicznych dla całej populacji, należy obliczyć zbiorowy równoważnik dawki jako sumę wszystkich równoważników dawek efektywnych pochłoniętych przez wszystkich osobników populacji.

         Skutki działania promieniowania zależą nie tylko dawki pochłoniętej, czy ekspozycyjnej, ale również i od czasu, w którym ta dawka została dostarczona. Dlatego też ważne jest również pojęcie mocy dawki, które określa dawkę przypadającą na jednostkę czasu.

         Jeżeli przyrost dawki ekspozycyjnej dX nastąpił w czasie dt to mocą dawki ekspozycyjnej nazywamy stosunek:

PX = dX/dt

Jednostką mocy dawki ekspozycyjnej w układzie SI jest A/kg.

         Moc dawki ekspozycyjnej w odległości r od punktowego źródła promieniowania γ wyraża się wzorem

PX = ΓA/r2

gdzie: A - aktywność źródła,

  Γ - stała ekspozycyjna.

Jednostką stałej ekspozycyjnej w układzie SI jest Cm2kg-1 lub 
Akg-1GBq-1.

 

Źródło możemy traktować jako punktowe w odległości co najmniej 10 razy większej od największego jego wymiaru liniowego.

 

         Natomiast moc dawki pochłoniętej jest to stosunek:

PD = dD/dt

gdzie: dD oznacza przyrost dawki pochłoniętej w czasie dt.

Jednostką mocy dawki pochłoniętej w układzie SI jest Gy/s

         Moc dawki pochłoniętej w powietrzu w odległości r od punktowego źródła promieniowania γ wyraża się wzorem

PD = Γr A/r2

gdzie: Γr - równoważna wartość stałej ekspozycyjnej

Jednostką Γr  w układzie SI jest cGys-1m2GBq-1.

Omówione wyżej wielkości i ich jednostki zestawienie są tabeli.

 

Wielkość	Jednostki i ich symbole
		Obecnie używane	Dawne
Aktywność	bekerel Bq	kiur Ci
Dawka ekspozycyjna	kulomb na kilogram C/kg	rentgen R
Dawka pochłonięta	grej Gy	rad rd
Równoważnik dawki	siwert Sv	rem
Moc dawki ekspozycyjnej	amper na kilogram A/kg	rentgen na godzinę R/h
Moc dawki pochłoniętej	grej na sekundę Gy/s	rad na godzinę rd/h

Wybrane wielkości i ich jednostki.

 

 

---