Dozymetria promieniowania
jonizującego
Dozymetria promieniowania
jonizującego
Dozymetria
-
dział
obejmujący
zagadnienia pomiarów i obliczeń dawek
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
preparatów.
Najbardziej znane to
– np. dozymetr żelazawo-
żelazowy działający przez utlenianie jonów Fe2+
do Fe3+
– oparty na
, która
po wzbudzeniu tworzy wolny rodnik
–
(emulsje jądrowe), który rejestruje
skumulowaną dawkę promieniowania,
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 (
lub
)
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