Promieniowaniem jonizującym określa się wszystkie rodzaje promieniowania, które wywołują jonizację ośrodka materialnego, tj. oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej. Za promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące uznaje się promieniowanie, którego fotony mają energię większą od energii fotonów światła widzialnego.
Promieniowanie może jonizować materię dwojako: bezpośrednio lub pośrednio. Promieniowanie jonizujące bezpośrednio to obiekty posiadające ładunek elektryczny - jonizują głównie przez oddziaływanie kulombowskie.
Najważniejsze przykłady: promieniowanie alfa (α, jądra helu; ładunek elektryczny +2e), promieniowanie beta (β-, β+, elektron i antyelektron, ładunek elektryczny -e, +e, odpowiednio). Promieniowanie jonizujące pośrednio to promieniowanie składające się z obiektów nieposiadających ładunku elektrycznego. Jonizuje ono materię poprzez oddziaływania inne niż kulombowskie (np. rozpraszanie komptonowskie, efekt fotoelektryczny, kreację par elektron - pozyton). Najważniejsze przykłady: promieniowanie neutronowe (n), promieniowanie elektromagnetyczne (promieniowanie rentgenowskie (X), promieniowanie gamma (γ); o energiach wyższych od energii promieniowania ultrafioletowego).
Promieniowanie jonizujące, ze względu na jego destrukcyjne oddziaływanie z żywą materią, jest przedmiotem zainteresowania radiologii - w celu ochrony przed nim (ochrona radiologiczna), w celach leczniczych i diagnostycznych (radioterapia, medycyna nuklearna).
Substancje emitujące promieniowanie jonizujące nazywamy promieniotwórczymi.
Skutki biologiczne wywoływane przez dany rodzaj promieniowania jonizującego opisuje bezwymiarowa wielkość zwana współczynnikiem jakości Q (ang. Quality Factor, QF).
Promieniowanie jonizujące można wykrywać jedynie metodami pośrednimi. Detektory promieniowania jonizującego rejestrują zmianę energii promieniowania na formę mierzalną (reakcje chemiczne, światło, prąd elektryczny, ciepło).
Promieniowanie jonizujące jest stale obecne w środowisku człowieka, zawsze i wszędzie. Jest to spowodowane głównie wszechobecnością radioizotopów różnych pierwiastków w przyrodzie oraz promieniowaniem kosmicznym. Jest wysoce prawdopodobne, że naturalne promieniowanie jonizujące środowiska jest głównym sprawcą mutacji w genach organizmów żywych, czyli jednym z czynników ewolucyjnych, którym zawdzięczamy faunę i florę taką, jaką znamy.Statystyczna roczna dawka promieniowania naturalnego wynosi 2,4 mSv
Dozymetria promieniowania jonizującego.
W pomiarach dozymetrycznych wykorzystywane są różnego rodzaju urządzenia
nazywane ogólnie dozymetrami. Urządzenia te działają na różnych zasadach i służą do pomiarów różnych wielkości dozymetrycznych. Z tego powodu nazwa
szczegółowa zawiera zwykle dodatkowe określenie, np.:
!"miernik dawki pochłoniętej
!"miernik mocy dawki
!"miernik strumienia
!"miernik ekspozycji (mocy ekspozycji, itd.)
W dozymetrii mierniki klasyfikujemy ogólnie jako absolutne i względne.
Dawka ekspozycyjna, to ładunek jonów wytworzonych przez fotony w jednostce masy
napromienionej substancji:
X = Q (12.8)
Jednostką dawki ekspozycyjnej jest 1 C/kg.
Jednostką historyczną dawki ekspozycyjnej jest rentgen (1 R), czyli dawka od fotonów,
wytwarzająca w 1cm3 powietrza w warunkach normalnych (0,001293 g) 1 jednostkę
elektrostatyczną jonów każdego znaku.
1 R = 2,58⋅10-4 C/kg powietrza
Dawka równoważna (równoważnik dawki)
Aby uwzględnić biologiczną skuteczność dawki, wprowadza się pojęcie dawki równoważnej.
Z definicji jest to dawka pochłonięta (D) pomnożona przez pewien współczynnik wR
biologicznej efektywności promieniowania:
H = wRD
Choć współczynnik ten nie jest mianowany, nazwa jednostki zmienia się z greja na siwert
(Sv) - od nazwiska uczonego szwedzkiego Rolfa Sieverta.
Radioczułość poszczególnych narządów: współczynniki wagowe wT (w
procentach)
Radioliza, przemiana chemiczna substancji pod wpływem promieniowania jonizującego, np. powstawanie wolnych rodników, rozkład związków chemicznych itp. Przykładowo radioliza wody prowadzi do powstania atomowego wodoru i rodnika wodorotlenowego ·OH.
System ograniczania dawek praktycznie sprowadza się do:
-ograniczenia wykorzystania źródeł promieniowania jonizującego tylko do przypadków uzasadnionych
-optymalizacji ochrony przed promieniowaniem
-przestrzegania przepisów dotyczących tzw. dawek granicznych.
Uzasadnienie działalności polega na analizie strat i zysków, jakie są związane
z zastosowaniem nowych źródeł promieniowania jonizującego. Wykazaniu, że przyniosą one korzyści większe niż wszystkie koszty i straty, łącznie ze zdrowotnymi.
Optymalizacja ochrony przed promieniowaniem polega na takim jej zorganizowaniu, aby otrzymane dawki były tak małe, jak to jest osiągalne w rozsądny sposób (tzw. zasada ALARA - As Low As Reasonably Achievable).
Wymóg optymalizacji ochrony radiologicznej wynika z faktu, iż w zakresie małych dawek należy oczekiwać prostej proporcjonalności między ryzykiem następstw stochastycznych a dawka zbiorową, natomiast nie jest możliwe całkowite ich uniknięcie (brak dawki progowej). Z drugiej strony, koszty i uciążliwości związane z kolejnym zmniejszeniem narażenia do coraz niższych wartości na ogół gwałtownie rosną i są nieproporcjonalne do obniżenia dawki efektywnej. Stają się w kontekście użyteczności społecznej coraz mniej uzasadnione. Nie można więc uznać za społecznie pożądane unikanie, ogromnym kosztem, każdego bardzo małego ryzyka.
Proces optymalizacji ochrony przed promieniowaniem odnosi się prawie zawsze do określonego źródła i znajduje zastosowanie w projektowaniu urządzeń stwarzających zagrożenie dla narażonych ludzi. Celowi temu służą m.in. normy przemysłowe służące do optymalizacji strukturalnej, zwłaszcza urządzeń i aparatów powszechnie stosowanych, oraz służące do planowania i konstrukcji budynków (pomieszczeń) oraz osłon przed promieniowaniem. Optymalizacja wymaga również codziennych działań operacyjnych w procesach technologicznych i powinna stanowić najistotniejszą część kultury bezpieczeństwa w ochronie radiologicznej. Ilościowe narzędzia metodyczne stosowane w optymalizacji ochrony posługują się jako podstawową wielkością efektywną dawką zbiorową (iloczyn średniej dawki przez liczbę narażonych osób).
Wyszukiwarka