3.6.1. Поглинена й експозиційна дози. Одиниці вимірювання дози випромінювання

Для визначення поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі використовують поняття поглиненої дози випромінювання.

Поглинена доза випромінювання визначається енергією, яка поглинається одиницею маси опроміненої речовини. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг). Джоуль на кілограм - поглинена доза випромінювання, яка відповідає енергії в один джоуль будь-якого іонізуючого випромінювання, що поглинається масою в один кілограм опроміненої речовини. В системі СІ одиницю поглиненої дози будь-якого випромінювання називають грей (Гр), 1 Гр=1 Дж/кг.

Позасистемною одиницею поглиненої дози випромінювання є рад. Один рад відповідає поглиненій енергії в Дж на 1 кг будь-якої речовини: 1 рад= Дж/кг= 0,01 Гр. Відповідно до вищевикладеного

, (3.6.1.1)

де - поглинена доза випромінювання, - енергія, поглинена речовиною, що опромінюється, - маса речовини.

Величина поглиненої дози випромінювання залежить від властивостей випромінювання і поглинаючого середовища. Для характеристики дози з точки зору іонізації застосовується так звана експозиційна доза рентгенівського й -випромінювання. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених частинок в одиниці маси атмосферного повітря.

За одиницю експозиційної дози рентгенівського й -випро-мінювань приймається кулон на кілограм - 1 Кл/кг. Кулон на кілограм це така експозиційна доза рентгенівського й -випромінювань, при якій пов'язана з цим випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого повітря при нормальних умовах (при і тиску 760 мм рт.ст.) створює у повітрі іони, які мають заряд в один кулон електрики кожного знаку.

Позасистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського й -випромінювань є рентген. Рентген - одиниця експозиційної дози фотонного випромінювання, при проходженні якого крізь 0,001293 г повітря в результаті завершення всіх іонізаційних процесів в повітрі створюються іони, що несуть заряд Кл (одну електростатичну одиницю кількості електрики) кожного знаку. Маса 0,001293 г - це маса 1 см³ атмосферного сухого повітря за нормальних умов: при температурі та тиску Па (760 мм рт.ст.). Експозиційна доза може також вимірюватись в долях рентгена - мілірентгенах - мР або в мікрорентгенах - мкР (1 Р = 10³ мР = 106 мкР).

Величину експозиційної дози можна оцінити за допомогою формули

, (3.6.1.2)

де - експозиційна доза рентгенівського й -випромінювань; - заряд, що виникає у результаті іонізації повітря в елементі об'єму; - маса повітря, що опромінюється, у цьому об'ємі.

Експозиційній дозі 1 Р відповідає величина в системі СІ (Дж/кг)

.

Якщо врахувати, що середня енергія утворення іонів у повітрі Е=34 еВ і 1/см³, то одиниці експозиційної дози "рентгену" буде відповідати:

МеВ/см³

При перерахуванні на один грам повітря "рентгену" буде відповідати:

МеВ/г.

Отже, для одержання експозиційної дози в один рентген потрібно, щоб енергія, витрачена на іонізацію в одному кубічному сантиметрі повітря (або грамі), відповідно дорівнювала

1 Р =МеВ/см³ = МеВ/г.

Співвідношення між поглинутою дозою випромінювання , вираженою в радах (1 рад = Дж/г), і експозиційною дозою рентгенівського й -випромінювань , вираженою в рентгенах (1 P = Дж/г), для повітря має вигляд:

.

Із зіставлення доз випливає, що в умовах електронної рівноваги при експозиційній дозі, рівній одному рентгену, поглинута доза дорівнює 0,877 рад, або 0,00877 Гр. (1 рад = 0,01 Гр).