Dozymetria promieniowania

jonizującego

Dozymetria

-

dział

fizyki jądrowej

obejmujący

zagadnienia pomiarów i obliczeń dawek

promieniowania jonizującego

oraz

oddziaływanie promieniowania

jonizującego z materią (zwłaszcza

ożywioną).



Zależnie od rodzaju promieniowania i wielkości

dawki do jej pomiaru stosuje się metody:



termoluminescencyjne - wykorzystywanie

zdolności niektórych substancji do gromadzenia i

późniejszego oddawania energii promieniowania

świetlnego



fotograficzne - pomiar zaczernienia

emulsji fotograficznej



kalorymetryczne - bezpośredni pomiar

ilości energii termicznej wydzielonej na

skutek napromienienia badanej substancji



jonizacyjne - pomiar liczby jonów

wytworzonych na skutek oddziaływania

promieniowania z materią



rozmaite chemiczne - polegające na

pomiarze szybkości reakcji chemicznych

inicjowanych przez promieniowanie

jonizujące.



Dozymetr – przyrząd do pomiaru indywidualnej

dawki promieniowania jonizującego

lub

aktywności

promieniotwórczej

preparatów.

Najbardziej znane to



licznik Geigera – Müllera



dozymetr barwnikowy

– np. dozymetr żelazawo-

żelazowy działający przez utlenianie jonów Fe2+

do Fe3+



dozymetr alaninowy

– oparty na

alaninie

, która

po wzbudzeniu tworzy wolny rodnik



rodnik emulsja światłoczuła

–

film fotograficzny

(emulsje jądrowe), który rejestruje

skumulowaną dawkę promieniowania,



dozymetry półprzewodnikowe

Dawka promieniowania



Jest to zasadnicza ilościowa miara promieniowania

jonizującego podczas przebywania i działania w terenie

skażonym substancjami promieniotwórczymi lub w

strefie wybuchu jądrowego. Stopień rażącego działania

dawki promieniowania na organizm ludzki zależy od jej

wielkości, wyrażonej w rentgenach (R).



Jednorazowa dawka promieniowania wielkości 50 R nie

powoduje ujemnych skutków.



Dawka promieniowania 50 - 100 R wywołuje zmiany

we krwi i pierwsze objawy choroby popromiennej



Dawka promieniowania 100 - 200 R wywołuje chorobę

popromienną.



Dawka promieniowania 200 - 400 R powoduje chorobę

popromienną, a nawet wypadki śmiertelne.

Rodzaje dawek



DAWKA EKSPOZYCYJNA



DAWKA PROMIENIOWANIA

POCHŁONIĘTEGO (POCHŁONIĘTA)



DAWKA GRANICZNA

DAWKA EKSPOZYCYJNA (X)



Ładunek, który został wytworzony przez

promieniowanie jonizujące w jednostce masy

danego ciała.



Q - ładunek wytworzony przez promieniowanie

jonizujące



m - masa danego ciała



Dawniej używaną jednostką jest rentgen (1 R =

2,58·10-4 Ckg-1)



Dawka 1 C/kg =3876 R

Dawka pochłonięta (DT)



Ilość energii promieniowania, jaką

pochłania jednostka masy materii

narażona na działanie promieniowania.

DT=E/m ,gdzie :



E - energia promieniowania przekazana

materii (energia jaką traci

promieniowanie, a pochłania ośrodek)
m - masa materii (ośrodka)

ŚREDNIA DAWKA POCHŁONIĘTA D

-jest to energia promieniowania E przekazana

jednostce masy substancji pochłaniającej to

promieniowanie.

Dawka graniczna (

skuteczna

lub

równoważna

)



określana jako suma narażeń wewnętrznych i zewnętrznych w

okresie 1 roku. Stanowi maksymalną graniczną dawkę określoną dla

danego źródła promieniowania, danej grupy osób i dla określonej

tkanki, narządu.

Dawki graniczne w rozporządzeniu

wyznaczane są:

•

ze względu na wiek w przypadku uczniów, studentów i

praktykantów

•

głównie ze względu na części ciała

(różne dawki graniczne dla

oczu, skóry itd.)

•

czas przyjęcia dawki

(dawka graniczna może być przekroczona

w roku kalendarzowym

,

pod warunkiem że w ciągu kolejnych pięciu lat

kalendarzowych jej sumaryczna wartość nie przekroczy pewnej

ustalonej wartości)

Dawka letalna 50% (LD50)

Najmniejsza dawka promieniowania,

prowadząca do zgonu 50% organizmów

danej populacji w 30 dni od ekspozycji

jednorazowej.

Radionuklidy -

izotopy promieniotwórcze

Są atomami, których jądra są niestabilne i samorzutnie

ulegają przemianie promieniotwórczej, dając w wyniku

tego inne atomy (cząstki elementarne) oraz wydzielając

energią w postaci promieniowania gamma i energii

kinetycznej produktów przemiany. Radioizotopy

wykazują:



AKTYWNOŚĆ PROMIENIOTWÓRCZĄ
jest to tempo rozpadu jąder promieniotwórczych.

W układzie SI podstawową jednostką aktywności jest bekerel (Bq),
źródło ma aktywność jednego bekerela, jeżeli w ciągu jednej

sekundy następuje w nim jeden rozpad.

WIELKOŚCI I JEDNOSTKI

DOZYMETRYCZNE:

AKTYWNOŚĆ ŹRÓDŁA (activity) A:

-

liczba rozpadów promieniotwórczych zachodzących

w jednostce czasu

1 Bq (bekerel) = 1 rozpad/s

AKTYWNOŚĆ WŁAŚCIWA:

-

to aktywność jednostki masy/objętości/powierzchni

emitujących promieniowanie.

Bq/kg Bq/m Bq/m2

JEDNOSTKA HISTORYCZNA:

1 Ci (kiur) = 3,70 x 10

10

rozpadów/s

1 Ci = 37 GBq



Jest to aktywność właściwa 1g radu

Moc dawki



Definiuję się jako stosunek dawki do czasu

pod warunkiem, że dawka jest stała.



Czas mierzymy w s/min/godz. W

przypadku dłuższej ekspozycji mówimy o

dawce: dziennej, tygodniowej,

miesięcznej, rocznej.

Moc dawki



Moc dawki pochłoniętej: Gy/s lub Gy/h,

albo rad/h.



Moc dawki ekspozycyjnej: A/kg

[C/(kg*s)] albo R/h.



1R/h=7,166 · 108 A/kg.

Równoważnik dawki pochłoniętej



Jest to ilość energii, którą deponuje

cząstka w materii żywej (tkance, organie)

przez którą przechodzi, z uwzględnieniem

skutków biologicznych wywołanych przez

różne rodzaje promieniowania.



Jednostką równoważnika dawki

pochłoniętej jest Siwert (Sv), dawniej

stosowany był Rem.

Wielkość

Jednostki i ich symbole

Aktywność

Bekerel Bq

Kiur Ci

Dawka

ekspozycyjna

C/kg

Rentgen R

Dawka pochłonięta Grej (Gy)

Rad rd

Moc dawki

ekspozycyjnej

A/kg

R/h

Moc dawki

ekspozycyjnej

Gy/s

rd/h

Równoważnik

dawki

Siwert (Sv)

Rem

Ochrona przed promieniowaniem

jonizujacym

Ochrona ta zależy od źródła i rodzaju promieniowania,

niezależnie jednak od tego czy źródło jest otwarte czy
zamknięte i czy emituje promieniowanie alfa, beta, gamma czy

neutronowe należy stosować poniższe zasady:



ALARA

(ang.

As Low As Reasonably Achievable

) oznacza, ze wszystkie

działania maja na celu ograniczenie kontaktu z materiałami promieniotwórczymi

na tyle na ile tylko jest racjonalnie osiągalne

.

Ochrona przed promieniowaniem

jonizujacym



Zwiększenie odległości
Bez względu na to z jakim promieniowaniem mamy do czynienia, to

zawsze jego moc maleje wraz z kwadratem odległości. Oznacza to, ze

jeżeli w odległości 1cm promieniowanie ma moc

P

to w odległości 100cm

= 1m będzie ono miało moc

P

10000 . Zatem zachowanie

odpowiednio dużej odległości jest bardzo dobrym sposobem ochrony

przed promieniowaniem

Ochrona przed promieniowaniem

jonizujacym



Ograniczenie czasu

Kolejna metoda ograniczenia otrzymanej dawki

promieniowania jest ograniczenie czasu

przebywania w pobliżu materiału

promieniotwórczego.

Ochrona przed promieniowaniem

jonizujacym



Źródła otwarte

Kolejnym ważnym elementem

ochrony przed promieniowaniem

jonizującym w przypadku

wykorzystanie źródeł w medycynie,

przemyśle etc. jest zadbanie o ich

szczelność. Promieniowanie alfa

oraz beta jest słabo przenikliwe

jednak w przypadku przedostania

się do przewodu pokarmowego

bądź dróg oddechowych może

wywołać bardzo poważne

uszkodzenia. Dlatego też należy

zadbać o to aby

wykorzystywane źródła były

źródłami zamkniętymi

Ochrona przed promieniowaniem

jonizujacym



Osłony

Kolejna metoda ochrony przed promieniowaniem

jonizującym jest stosowanie osłon. Jednak każdy

rodzaj promieniowania wymaga dobrania

odpowiedniej osłony, tak aby była ona

najbardziej efektywna.

Przenikliwość promieniowania

Kategorie narażenia zawodowego



Kategoria A obejmuje pracowników, którzy

mogą być narażeni na dawkę skuteczną

przekraczającą 6 mSv (milisiwertów) w ciągu

roku lub na dawkę równoważną, przekraczającą

trzy dziesiąte wartości dawek granicznych dla

soczewek oczu, skóry i kończyn.



Kategoria B obejmuje pracowników, którzy

mogą być narażeni na dawkę skuteczną

przekraczającą 1 mSv w ciągu roku lub na

dawkę równoważną, równą jedną dziesiątą

wartości dawek granicznych dla soczewek oczu,

skóry i kończyn.

Dziękujemy za uwagę!

Wykonali:

Paulina Borecka

Michał Ciągwa

Iwona Cyran

Dominika Delega

Bibliografia



Jaeger, R.G. Dozymetria i ochrona przed

promieniowaniem. Warszawa 1962,



Kossakowski, S. Weterynaryjna ochrona radiologiczna.

PWN Warszawa 1984,



www.paa.gov.pl Dostęp z dnia 07.03.2011, godz 17:00,



Sala, F. A. Dozymetria i ochrona przed

promieniowaniem jonizującym: aspekty fizyczne,

techniczne, prawne i społeczne. 2009



http://nuclearhistory.wordpress.com/2010/12/12/ld-50-

variations-in-responses-to-radiation-exposures/ Dostęp z

dnia 07.03.2011, godz. 18:07