Mariusz Masiuk
Inspektor Ochrony Radiologicznej

Wielkości i jednostki

radiologiczne

stosowane w danej

dziedzinie

1

Wielkości i jednostki
radiologiczne stosowane w
danej dziedzinie



Jednostki promieniowania mogą
określać:



Źródła promieniowania , wówczas mówimy
o aktywności źródła;



Działanie promieniowania na otoczenie,
wówczas mówimy o dawce
promieniowania.

2

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Aktywność (A) – to liczba rozpadów
jakie zachodzą w źródle
promieniotwórczym w jednostce czasu.



A = - (dN/dt) (1)



znak „-” określa ubytek jąder atomów
izotopu promieniotwórczego.

3

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Jednostką aktywności jest bekerel
(Bq). Substancja posiada aktywność
promieniotwórczą równą jednemu
bekerelowi, jeżeli w każdej sekundzie
rozpada się jedno jądro.



1 Bq = 1/s

4

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Po scałkowaniu wzoru (1) otrzymamy:




 



gdzie: N - liczba jąder w chwili t,



No - liczba jąder w chwili t = 0,



 - stała rozpadu.

t

-

o

e

N

=

N



5

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Czas połowicznego zaniku T

1/2

- czas po

którym rozpadnie się połowa atomów
lub aktywność substancji
promieniotwórczej zmaleje o połowę.



Jednostką [ T ] = 1/s





693

,

0

2

ln

T





6

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawki promieniowania
jonizującego podzielono na 3
zasadnicze rodzaje:



dawkę ekspozycyjna,



dawkę pochłonięta,



równoważnik dawki

7

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dwa pierwsze pojęcia wiążą się z
fizycznym oddziaływaniem
promieniowania z materią, trzecie
uwzględnia również oddziaływanie na
organizmy żywe.

8

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawka ekspozycyjna, ekspozycja
(X), (ang. exposure dose) - suma
ładunków elektrycznych jonów jednego
znaku wytworzonych w jednostce masy
suchego powietrza w warunkach
normalnych wskutek jonizacji
wywołanej promieniowaniem X lub γ
(przenikliwe promieniowanie
elektromagnetyczne). Dawka
ekspozycyjna jest miarą zdolności
jonizacji promieniowania przenikliwego
w powietrzu.

9

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Zatem 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:

10

dm

dQ

X

/



Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



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.



Jednostką dawki ekspozycyjnej jest
w układzie SI kulomb na kilogram
(C/kg).

11

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie

Z jednostką dawki ekspozycyjnej związana jest jednostka
mocy dawki ekspozycyjnej (X’) - jest to ilość ładunku
jednego znaku w jednostce masy suchego powietrza
wytworzona wskutek jonizacji promieniowania X lub γ w
jednostce czasu, czyli

Jednostka mocy dawki ekspozycyjnej
wyrażana jest w A/kg =
amper/kilogram (w powietrzu)

12

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawka pochłonięta, (D), (ang.
Absorbed dose) - energia
promieniowania przenikliwego
pochłonięta przez określoną,
jednostkową masę materii:



D = dE/dm

13

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



gdzie: dE jest średnią energią
promieniowania jonizującego
przekazaną materii w elemencie
objętości o masie dm, czyli jest to
energia, jaką traci promieniowanie a
pochłania ośrodek, przez który
promieniowanie przechodzi, która
przypada na jednostkę masy tego
ośrodka. Dawka pochłonięta jest miarą
pochłaniania promieniowania przez
różne materiały.

14

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Jest to energia pochłonięta przez określoną,

jednostkową masę materii.



Dawka pochłonięta jest miarą promieniowania
przez różna materiały.



Dawka pochłonięta jest miarą pochłaniania
promieniowania jonizującego.



W układzie SI jednostką dawki jest grej (Gy)



1 Gy = 1 J/kg = dżul/kilogram

15

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Przekazana energia promieniowania
jonizującego jest zużywana na
jonizację, wzbudzenie, wzrost energii
chemicznej lub energii sieci
krystalicznej, itd., która ostatecznie
daje efekt cieplny: wzrost energii
wewnętrznej.

16

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawkę pochłoniętą w jednostce czasu
nazywa się mocą dawki (D’), czyli
inaczej jest to energia promieniowania
jonizującego pochłonięta przez
określoną, jednostkową masę materii w
jednostce czasu:



Gy/s = grej/sekunda



1 Gy/s= W/kg = wat/kilogram

17

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Równoważnik dawki (nazwa zalecana
od 1991 r. wg publikacji ICRP 60),
dawka równoważna (starsze pojęcie
z 1977 r. wg publikacji ICRP 26),
biologiczny równoważnik dawki
(HT), (ang. equivalent dose (ICRP 60),
dose equivalent (ICRP 26)) jest to
dawka pochłonięta w danej tkance lub
narządzie T z uwzględnieniem skutków
biologicznych wywołanych przez różne
rodzaje promieniowania R.

18

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawka równoważna określona jest
równaniem:



HT,R = wRDT,R



gdzie:
DT,R oznacza średnią dawkę
pochłoniętą promieniowania R w tkance
lub narządzie T.



1Sv = 1 J/kg= dżul/kilogram

19

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



wR oznacza współczynnik wagowy
promieniowania R (jest to czynnik
jakości promieniowania zależny od
rodzaju i energii promieniowania;
uwzględnia wielkość niszczącego
wpływu biologicznego na tkankę
promieniowania określonego rodzaju

20

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie

21

Wartości wR dla rodzajów promieniowania i zakresów energii

Fotony (promieniowanie X,

promieniowanie γ) wszystkie

energie

1

Elektrony (promieniowanie β) i

miony wszystkie energie

1

Neutrony, energie < 10 keV

5

Neutrony, energie > 10 keV do

100 keV

10

Neutrony, energie > 100 keV do

2 MeV

20

Neutrony, energie > 2 MeV do

20 MeV

10

Neutrony, energie > 20 MeV

5

Protony, z wyłączeniem

protonów odrzutu, energie > 2

MeV

5

Cząstki alfa, fragmenty

rozszczepienia, ciężkie jądra

(jony)

20

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Jeśli pole promieniowania składa się z
różnych rodzajów promieniowania o
różnych energiach, którym odpowiadają
różne współczynniki wagowe wR, to
całkowity równoważnik dawki HT
jest dana jako:



HT,R = ∑ωRDT,R



Jednostką dawki równoważnej w układzie SI jest siwert

(Sv). Jeden siwert odpowiada jednemu dżulowi na

kilogram: 1Sv = 1 J/kg= dżul/kilogram

22

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Moc równoważnika dawki :



jest to równoważnik dawki pochłonięty w jednostce
czasu. Najczęściej przyjmuje się wartość dla całego
ciała, przy napromienianiu zewnętrznym określonym
rodzajem promieniowania, w związku z przebywaniem w
miejscu występowania promieniowania. Pomiar mocy
dawki służy określeniu dopuszczalnego czasu
przebywania w takim miejscu.



Jednostką mocy równoważnika dawki jest
siwert/sekunda, Sv/s.



1 Sv/s = W/kg = wat/kilogram

23

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Dawka skuteczna, dawka
efektywna (dawna nazwa: skuteczna
dawka równoważna), (EH), (ang.
Effective dose), suma wszystkich
dawek równoważnych od
napromieniowania zewnętrznego i
wewnętrznego we wszystkich tkankach
i narządach wymienionych

24

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



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



Jednostką dawki skutecznej jest siwert
(Sv).

25

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



DT,R oznacza dawkę pochłoniętą od
promieniowania R, uśrednioną w tkance
lub narządzie T;
wR oznacza współczynnik wagowy
promieniowania R;
wT jest współczynnikiem wagowym
narządu lub tkanki T (współczynnik
określający wrażliwość tkanki lub
narządu T na promieniowanie

26

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Współczynniki wagowe tkanek wT



27

Narząd

ωT

Jelito grube

0,12

Czerwony szpik kostny

0,12

Płuca

0,12

Żołądek

0,12

Pęcherz moczowy

0,05

Wątroba

0,05

Przełyk

0,05

Tarczyca

0,05

Skóra

0,01

Powierzchnia kości

0,01

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Zalecana wartość graniczna dawki skutecznej
powyżej naturalnego tła promieniowania dla
całego ciała dla ogółu ludności (z wyłączeniem
osób zawodowo narażonych na
napromieniowanie, którzy mają odrębne normy
w pracy) jest ustalona na 1 mSv/rok. Jest to
poziom ponad dwukrotnie niższy od naturalnej
dawki w Polsce i blisko 500 razy niższy od
naturalnych dawek otrzymywanych przez
ludność Iranu.

28

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Zalecana godzinna wartość graniczna
dawki skutecznej dla ogółu ludności
wynosi 0,02 mSv/h (ze źródeł
zewnętrznych, na obszarach
ogólnodostępnych).



Dawka skuteczna obrazuje całkowite
narażenie organizmu przy
nierównomiernym naświetleniu
narządów lub tkanek.

29

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Kerma K (Kinetic Energy Released per
unit Mass) jest zdefiniowana jako:



gdzie dEtr jest sumą początkowych energii
kinetycznych wszystkich naładowanych cząstek
uwolnionych przez nienaładowane cząstki w
masie dm.

30

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie



Kerma opisuje energię zdeponowaną
przez naładowane cząstki uwolnione
poprzez promieniowanie powodujące
jonizację pośrednio takie jak fotony i
neutrony. 



Jednostką kermy jest grej (Gy) = J
kg-1

31

Wielkości i jednostki radiologiczne
stosowane w danej dziedzinie

32

Wielkość

Jednostka

Wzór

Definicja

Aktywność

źródła

Bq (bekerel)

-

Liczba rozpadów

promieniotwórczych

zachodzących w nim w jednostce

czasu

Aktywność

właściwa

Bq/kg, Bq/m3,

Bq/m2

-

Aktywność jednostki masy,

objętości lub powierzchni

emitujących promieniowanie

Dawka

pochłonięta

Gy (grej)

D = E / m

Energia promieniowania E

przekazana jednostce masy

substancji

Moc dawki

Gy/rok, mGy/h

Ď = dD / dt

Dawka pochłonięta w jednostce

czasu (zwykle jest to 1 s, 1 min,

1 h), moc dawki pochłoniętej to

szybkość przekazywania energii

ośrodkowi materialnemu [Gy/h].

Dawka

ekspozycyjn

a

C/kg

(Kulomb/kg)

X = Q / m

Ładunek jonów wytworzonych

przez promieniowanie fotonowe

w jednostce masy

napromieniowanej substancji

Równoważni

k dawki HT

Sv (Sivert)

HT = ∑ ωR۰DTR

ω R – czynnik

wagowy

promieniowania

Dawka pochłonięta D przez

tkankę T z uwzględnieniem

różnych typów promieniowania

Dawka

efektywna E

Sv (Sivert)

E = ∑ ωT۰HT
ω T – czynnik

wagowy różnych

tkanek

Dawka określana z dawki

równoważnej

Wielkości i jednostki
radiologiczne stosowane w
danej dziedzinie



Dziękuje za uwagę

33