معدل جرعة الإشعاع المؤين. كل شيء عن جرعات وأضرار الأشعة السينية في الطب

دليل للمواطنين "الحذر! الإشعاع"

الوحدات الأساسية لقياس الإشعاع المؤين

جرعة التعرض(وحدتان)

الأشعة السينية (ف) - وحدة غير نظامية لجرعة التعرض. هذه هي كمية إشعاع جاما أو الأشعة السينية التي تشكل 2.082 × 10^9 من الهواء الجاف (الذي يبلغ وزنه 0.001293 جم في الظروف العادية) 2.082 × 10^9 زوجًا من الأيونات. تحمل هذه الأيونات شحنة وحدة إلكترون ثابتة واحدة لكل إشارة (في نظام SGSE)، والتي ستكون في وحدات الشغل والطاقة (في نظام SGSE) حوالي 0.114 إرج من الطاقة التي يمتصها الهواء (6.77 × 10^4). MeV). (1 إرج = 10^-7 ي = 2.39 × 10^-8 كالوري). عند تحويله إلى 1 جم من الهواء، سيكون هذا 1.610 × 10^12 زوج أيون أو 85 إرج/جم من الهواء الجاف. وبالتالي، فإن الطاقة الفيزيائية المكافئة للرونتجن هي 85 إرج/جم للهواء. (وفقًا لبعض المصادر فهو 83.8، ووفقًا لمصادر أخرى - 88.0 إرج/جم).

1 ج/كجم - وحدة جرعة التعرض في نظام SI. هذه هي كمية إشعاع جاما أو الأشعة السينية التي تشكل في 1 كجم من الهواء الجاف 6.24 × 10^18 زوجًا من الأيونات التي تحمل شحنة قدرها 1 كولوم من كل علامة. (1 قلادة = 3 × 10 ^ 9 وحدات SGSE = 0.1 وحدة SGSM). المعادل الفيزيائي لـ 1 سنتمتر/كجم يساوي 33 جول/كجم (للهواء).

العلاقة بين الأشعة السينية و C/kg هي كما يلي:

1 ف = 2.58 × 10^-4 سم/كجم - بالضبط.

1 سم/كجم = 3.88 × 10^3 ر - تقريبًا.

الجرعة الممتصة(وحدتان)

مسرور - وحدة خارج النظامية للجرعة الممتصة. يتوافق مع طاقة إشعاعية قدرها 100 إرج تمتصها مادة تزن 1 جرام (جزء من مائة من "الرمادي" - انظر).

1 راد = 100 إرج/جم = 0.01 جول/كجم = 0.01 جراي = 2.388 × 10^-6 كالوري/جم

مع جرعة تعرض قدرها 1 رونتجن، ستكون الجرعة الممتصة في الهواء 0.85 راد (85 إرغ/جم).

رمادي (Gr.) - وحدة الجرعة الممتصة في نظام الوحدات SI. يتوافق مع 1 J من الطاقة الإشعاعية التي يمتصها 1 كجم من المادة.

1 غرام. = 1 جول/كجم = 10^4 إرج/جم = 100 راد.

جرعة مكافئة(وحدتان)

عارية - المعادل البيولوجي للأشعة السينية (في بعض الكتب - راد). وحدة غير نظامية لقياس الجرعة المكافئة. على العموم:

1 ريم = 1 راد * ك = 100 إرج/جم * ك = 0.01 جراي * ك = 0.01 جول/كجم * ك = 0.01 سيفرت

مع عامل جودة الإشعاع K = 1، أي بالنسبة للأشعة السينية وأشعة جاما وبيتا والإلكترونات والبوزيترونات، فإن 1 rem يتوافق مع جرعة ممتصة قدرها 1 راد.

1 ريم = 1 راد = 100 إرج/جم = 0.01 جراي = 0.01 جول/كجم = 0.01 سيفرت

يجب ملاحظة الحقيقة التالية بشكل خاص. في الخمسينيات من القرن الماضي، ثبت أنه إذا امتص الهواء، مع جرعة تعرض قدرها 1 رونتجن، 83.8؟88.0 إرج/جم (المعادل الفيزيائي للرونتجن)، فإن الأنسجة البيولوجية تمتص 93.95 إرج/جم (المعادل البيولوجي لـ 1 رونتجن). رونتجن). لذلك، اتضح أنه عند تقييم الجرعات، يمكننا أن نفترض (بأقل قدر من الخطأ) أن جرعة التعرض البالغة 1 رونتجن للأنسجة البيولوجية تتوافق (مكافئة) للجرعة الممتصة البالغة 1 راد وجرعة مكافئة قدرها 1 ريم (عند K = 1)، وهذا يعني تقريبًا أن 1 R و1 rad و1 rem هي نفس الشيء.

سيفرت (Sv) هي وحدة النظام الدولي للجرعات المكافئة والفعالة. 1 Sv يساوي الجرعة المكافئة التي يكون عندها ناتج الجرعة الممتصة في Grays (في الأنسجة البيولوجية) بواسطة المعامل K مساوياً لـ 1 J/kg. بمعنى آخر، هذه هي الجرعة الممتصة التي يتم عندها إطلاق 1 J من الطاقة في 1 كجم من المادة.

على العموم:

1 سيفرت = 1 غراي. ك = 1 ي/كجم. ك = 100 راد. ك = 100 ريم

عند K = 1 (للأشعة السينية، وأشعة غاما، وأشعة بيتا، والإلكترونات والبوزيترونات) فإن 1 Sv يقابل جرعة ممتصة قدرها 1 Gy:

1 سف = 1 جراي = 1 جول/كجم = 100 راد = 100 ريم.

في الختام، دعونا نتذكر مرة أخرى أنه بالنسبة للأشعة السينية وغاما وأشعة بيتا والإلكترونات والبوزيترونات، فإن قيم رونتجن وراد وريم، وكذلك (بشكل منفصل) تظهر قيم غراي وسيفيرت لتكون معادلة عند تقييم التعرض البشري.

مثال.

إذا تم تسجيل خلفية (من إشعاع جاما) تبلغ 25 ميكروراد/ساعة (25 ميكروراد/ساعة؛ 0.25 ميكروجي/ساعة؛ 0.25 ميكروسيفرت/ساعة) في أي مكان، فإنه لمدة ساعة واحدة من الإقامة في هذا المكان، سيحصل الشخص على جرعة معادلة (ED) من 25 ميكرومتر (0.25 ميكروسيفرت). ولمدة أسبوع على التوالي:

ED = 25 μR/ساعة * 168 ساعة = 4200 μrem = 4.2 mrem = 42 μSv أو 0.042 mSv،

و للسنة:

ED = 25 ميكرومتر/ساعة * 8760 ساعة = 219000 ميكروريم = 219 ميكروريم = 2.19 ملي سيفرت.

ولكن إذا تم إنشاء نفس الجرعة الممتصة بواسطة إشعاع ألفا (على سبيل المثال، أثناء التشعيع الداخلي)، فمع الأخذ في الاعتبار عامل الجودة (20)، فإن الجرعة المكافئة لمدة ساعة واحدة ستكون:

ED = 25 ميكرومتر/ساعة * 20 * 1 ساعة = 500 ميكرومتر = 500 ميكرومتر = 0.5 ميكرومتر = 5 ميكروسيفرت،

أي أنها ستكون معادلة للجرعة الممتصة من الأشعة السينية، وأشعة جاما، وأشعة بيتا البالغة 500 ميكروراد (5 ميكروجي).

لكني أود أن ألفت انتباه القارئ بشكل خاص إلى التناقض الحاد بين الجرعة المتلقاة، أي الطاقة المنبعثة في الجسم، والتأثير البيولوجي. منذ فترة طويلة أصبح من الواضح أن نفس الجرعات التي يتلقاها الشخص من الإشعاع الخارجي والداخلي، وكذلك الجرعات التي يتلقاها من أنواع مختلفة من الإشعاعات المؤينة، من النويدات المشعة المختلفة (عند دخولها الجسم) تسبب تأثيرات مختلفة! والجرعة المميتة تمامًا للإنسان والتي تبلغ 1000 رونتجن في وحدات الطاقة الحرارية هي 0.0024 سعرة حرارية فقط. هذه الكمية من الطاقة الحرارية يمكنها فقط تسخين حوالي 0.0024 مل من الماء (0.0024 سم^3 0.0024 جم) بمقدار 1 درجة مئوية، أي 2.4 ملجم فقط من الماء. مع كوب من الشاي الساخن نحصل على آلاف المرات. وفي الوقت نفسه، يعمل الأطباء والعلماء والعلماء النوويون بجرعات من الميلي وحتى الجزيئات الرونتجنية. أي أنها تشير إلى دقة غير موجودة في الواقع.

تأثير الإشعاع على جسم الإنسان. آثار الإشعاع

ويسمى الإشعاع الإشعاعي بالإشعاع المؤين، وتسمى الجسيمات المشعة بالجسيمات المؤينة.

وكما سبق أن ذكرنا، فإن الجسيمات المشعة، التي تمتلك طاقة هائلة وسرعات هائلة، عند مرورها عبر أي مادة، تصطدم بذرات وجزيئات هذه المادة وتؤدي إلى تدميرها وتأينها وتكوين مواد "ساخنة" (عالية الطاقة) وشديدة للغاية. الجسيمات التفاعلية - شظايا الجزيئات : الأيونات والجذور الحرة.

ويحدث نفس الشيء في أنسجة الأشياء البيولوجية. علاوة على ذلك، بما أن الأنسجة البيولوجية البشرية تتكون من 70% من الماء، فإن جزيئات الماء هي التي تخضع في المقام الأول للتأين. من شظايا جزيئات الماء - من الأيونات والجذور الحرة - يتم تشكيل مركبات بيروكسيد ضارة للغاية ومتفاعلة، والتي تؤدي إلى سلسلة كاملة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المتسلسلة وتؤدي تدريجيا إلى تدمير أغشية الخلايا (جدران الخلايا وغيرها من الهياكل).

وبشكل عام، فإن تأثير الإشعاع على الأجسام البيولوجية، وقبل كل شيء، على جسم الإنسان، يسبب ثلاثة آثار سلبية مختلفة.

أولاً - وهذا تأثير وراثي على خلايا الجسم الوراثية (الجنسية). يمكن أن يظهر نفسه فقط في النسل. هذه هي ولادة أطفال بانحرافات مختلفة عن القاعدة (تشوهات بدرجات متفاوتة، والخرف، وما إلى ذلك)، أو ولادة جنين غير قابل للحياة تمامًا - مع انحرافات تتعارض مع الحياة.

وإلى حد كبير، فإن "موردي" هؤلاء الأطفال إلى المستشفيات المقابلة هم شركات الطاقة النووية ومناطق نفوذها.

ثانية - وهذا أيضًا تأثير وراثي، ولكن بالنسبة للجهاز الوراثي للخلايا الجسدية - خلايا الجسم. يتجلى خلال حياة شخص معين في شكل أمراض مختلفة (خاصة السرطان). "الموردون" لمرضى السرطان هم أيضًا، إلى حد كبير، شركات الطاقة النووية ومناطق نفوذهم.

ثالث التأثير هو تأثير جسدي، أو بشكل أكثر دقة، تأثير مناعي. هذا هو ضعف دفاعات الجسم وجهاز المناعة بسبب تدمير أغشية الخلايا وغيرها من الهياكل. وهو يتجلى في شكل مجموعة واسعة من الأمراض، بما في ذلك تلك التي تبدو غير مرتبطة على الإطلاق بالتعرض للإشعاع، في زيادة عدد وشدة الأمراض، في المضاعفات، وكذلك في إضعاف الذاكرة والقدرات الفكرية، وما إلى ذلك. لجهاز المناعة يثير حدوث أي أمراض بما في ذلك السرطان.

وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن جميع الانحرافات الجسدية المرئية عن القاعدة وجميع الأمراض مصحوبة بضعف القدرات العقلية والذاكرة والذكاء.

أظهر تحليل ودراسة بأثر رجعي للحالة الصحية الحالية للسكان في منطقة تأثير مجمع كراسنويارسك للتعدين والكيماويات أن الزيادة في مجموعة واسعة من الأمراض لدى كل من الأطفال والبالغين أكبر بعدة مرات مما كانت عليه في مناطق المراقبة. وهناك صورة مماثلة نموذجية بالنسبة لمناطق نفوذ جميع المنشآت النووية في جميع أنحاء العالم.

يجب أن تضع في اعتبارك دائمًا أن أفضل حماية ضد الإشعاع، أي إشعاع، هي المسافة والوقت:

- كلما كان الوقت الذي يقضيه في منطقة التشعيع أقصر، كلما كان ذلك أفضل.

يؤثر الإشعاع على الأشخاص بشكل مختلف اعتمادًا على الجنس والعمر وحالة الجسم وجهازه المناعي وما إلى ذلك، ولكنه يؤثر بقوة بشكل خاص على الرضع والأطفال والمراهقين.

عند التعرض للإشعاع (خاصة الإشعاع المنخفض الخلفية)، فإن الفترة الخفية (الحضانة، الكامنة)، أي وقت التأخير قبل بداية التأثير المرئي، يمكن أن تستمر لسنوات وحتى عقود. (من كتاب "تأثير بيتكو: آثار الجرعات المنخفضة من الإشعاع على البشر والحيوانات والأشجار" بقلم رالف جرابي)

تأثير بيتكو: بعد جديد للتهديد الإشعاعي؟

في عام 1972، قام أبرام بيتكو من منشأة وايتشيل للأبحاث النووية التابعة للجنة الطاقة الذرية الكندية في مانيتوبا باكتشاف عرضي حصل (وفقًا لرالف جراب) على جائزة نوبل. ووجد أنه مع التشعيع لفترة طويلة، يتم اختراق أغشية الخلايا بجرعة إجمالية أقل بكثير مما لو تم إعطاء هذه الجرعة في ومضة قصيرة، كما هو الحال في دراسة الأشعة السينية.

وهكذا، أدى التشعيع بكثافة 26 راد/دقيقة إلى تدمير غشاء الخلية خلال 130 دقيقة بجرعة إجمالية قدرها 3500 راد. عند التشعيع بكثافة 0.001 راد/دقيقة (أقل بـ 26000 مرة)، كان 0.7 راد كافيًا (الوقت حوالي 700 دقيقة). وهذا هو، لنفس التأثير، كانت جرعة أقل بمقدار 5000 مرة كافية.

وخلص إلى أنه كلما طالت فترة التشعيع، انخفضت الجرعة الإجمالية المطلوبة.

لقد كان اكتشافا. تبين أن الجرعات المنخفضة من التعرض المزمن أكثر خطورة من حيث العواقب من الجرعات الكبيرة من التعرض قصير المدى (الحاد). ويتناقض هذا الاكتشاف الثوري الجديد بشكل حاد مع التأثير الجيني للإشعاع على نواة الخلية. في جميع هذه الدراسات، لم يكن هناك فرق في التأثير بين الجرعة الإجمالية المتلقاة خلال فترة زمنية قصيرة أو على مدى فترة طويلة. وقد لوحظ وجود تأثير ثابت تقريبًا قدره 1 راد لمجموعة كاملة من شدة الجرعة، والتي تتراوح من الأصغر إلى الأكبر. لفترة طويلة كان يعتقد أن جزيء الحمض النووي الذي يحمل المعلومات الوراثية يتم تدميره مباشرة في نوى الخلايا تحت تأثير الإشعاع. اكتشف بيتكو أنه في حالة أغشية الخلايا تعمل آلية مختلفة، مما يؤدي إلى تدمير غير مباشر.

كيف يمكن أن تكون الجرعات الصغيرة أكثر خطورة من الجرعات الكبيرة؟

هناك الكثير من الماء في الخلايا. تحت تأثير الإشعاع، تنشأ أشكال غير مستقرة للغاية من الأكسجين - الجذور الحرة ومركبات البيروكسيد. تتفاعل مع غشاء الخلية، حيث تؤدي إلى تفاعل متسلسل للتحولات الكيميائية - أكسدة جزيئات الغشاء، ونتيجة لذلك يتم تدميرها. أي أنه ليس التأثير المباشر للإشعاع هو الذي يتم ملاحظته، بل العواقب.

يقتبس

"الأضرار الشديدة الناجمة عن جرعات منخفضة أو طويلة الأمد أو مزمنة من الإشعاع: كلما قل عدد الجذور الحرة في البلازما الخلوية، زادت فعاليتها في التسبب في الضرر. وذلك لأن الجذور الحرة يمكن أن تعطل بعضها البعض لتكوين جزيء أكسجين مشترك. أو غيرها (إعادة التركيب). كلما قل عدد الجذور الحرة الناتجة عن الإشعاع في حجم معين لكل وحدة زمنية (عند شدة إشعاع أقل)، قلت فرصة وصولها إلى جدار الخلية.

"أضرار أقل ناجمة عن جرعات كبيرة قصيرة المدى من الإشعاع: كلما تم إنتاج المزيد من الجذور الحرة في حجم معين (بجرعات أعلى لكل وحدة زمنية)، كلما كانت إعادة تجميعها أسرع وأصبحت غير فعالة قبل الوصول إلى الغشاء وإتلافه."

وبالإضافة إلى ذلك، هناك تأثير طويل المدى. تخلق أغشية الخلايا مجالًا كهربائيًا في بلازما الخلية يجذب الجزيئات سالبة الشحنة، مثل الجذور الحرة شديدة السمية. وقد أظهرت حسابات الكمبيوتر أنه كلما زاد تركيز الجذور الحرة، كلما ضعف جذب المجال الكهربائي. لذلك، إذا كان تركيز الجذور مرتفعًا، فمن غير المرجح أن تصل إلى الغشاء مما لو كان عددها قليلًا.

وهكذا، وعلى النقيض من نواة الخلية، فإن غشاء الخلية يكون أقل ضررًا (لكل وحدة جرعة ممتصة) من خلال جرعة قصيرة المدى ولكنها قوية (إشعاع ألفا، والإشعاع المكثف للأشعة السينية، وما إلى ذلك) مقارنة بالتعرض طويل المدى أو المزمن. إلى مستوى إشعاع خلفي منخفض، من التساقط الإشعاعي، والانبعاثات من محطات الطاقة النووية.

الخلفية الإشعاعية

تنقسم مصادر الإشعاع المؤين (IRR) إلى طبيعية (طبيعية) وصناعية (من صنع الإنسان ومن صنع الإنسان).

تشمل مصادر الإشعاع الطبيعي مختلف أنواع الإشعاع الكوني والنويدات المشعة الطبيعية الموجودة في القشرة الأرضية، وفي البيئة، وفي النباتات والحيوانات، بما في ذلك جسم الإنسان.

وفقا للأمم المتحدة، فإن مساهمة مصادر الإشعاع المختلفة في متوسط الجرعة الإشعاعية الفعالة المكافئة السنوية للشخص العادي هي كما يلي. تمثل مصادر الإشعاع الطبيعي 2 ملي سيفرت (أو 82.61%)، والإشعاع من صنع الإنسان يمثل 0.421 ملي سيفرت (17.39%)؛ إجمالي 2.421 ملي سيفرت.

في هذه الحالة، يتكون الإشعاع الطبيعي (الطبيعي) من الإشعاع "الأرضي" و"الكوني". تبلغ حصة التعرض "الأرضي" 1.675 ملي سيفرت (69.186٪)، بما في ذلك حصة التعرض الداخلي - 1.325 ملي سيفرت (54.729٪)، وحصة التعرض الخارجي - 0.35 ملي سيفرت (14.457٪). وتبلغ حصة الإشعاع الكوني 0.315 ملي سيفرت (13.011%). تعتمد جميع النسبة المئوية على إجمالي 2.421 ملي سيفرت.

يتكون التعرض من صنع الإنسان من التعرض أثناء الفحوص الطبية والعلاج (0.4 ملي سيفرت؛ 16.522%)، والتعرض من التساقط الإشعاعي (0.02 ملي سيفرت؛ 0.826%) ومن الطاقة النووية (0.001 ملي سيفرت؛ 0.041%).

تختلف الخلفية الطبيعية للإشعاع الخارجي على أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بشكل كبير، ولكن يُعتقد أنها تخلق في المتوسط معدل جرعة تعرض يبلغ 4.20 ميكرومتر/ساعة (40200 ملي مولر/سنة). الجرعة المكافئة من المصادر الطبيعية للإشعاع هي أيضًا 40-200 ملي سيفرت/سنة (0.05-0.2 ميكروسيفرت/ساعة؛ 0.4-2.0 ملي سيفرت/سنة) وتعتبر آمنة تمامًا.

لكن كل هذه بيانات إحصائية متوسطة ومتوسطة. ولذلك (للأغراض التوضيحية فقط) سنقدم بعض الحقائق والأرقام المحددة.

وهكذا، خلال رحلة مدتها 4 ساعات، يتلقى المسافر على متن طائرة نفاثة جرعة متوسطة تبلغ 0.027 ملي سيفرت (2.7 مليريم)، لأن مستوى (أو خلفية) الإشعاع الكوني في مقصورة الطائرة يصل إلى 200 ميكرومتر / ساعة وأكثر، اعتمادًا على ذلك. على ارتفاع الرحلة. وعلى ارتفاع 12 ألف متر فوق مستوى سطح البحر، يصل مستوى الإشعاع الكوني إلى 5 ميكروسيفرت/ساعة (500 ميكروسيفرت/ساعة). يتلقى الأشخاص الذين يعيشون على ارتفاع 2000 متر فوق مستوى سطح البحر جرعة أكبر بمقدار 3-4 مرات من أولئك الذين يعيشون على مستوى سطح البحر (دون الأخذ في الاعتبار الإشعاع "الأرضي")، نظرًا لأن الخلفية "الكونية" عند مستوى سطح البحر تبلغ 0.03 ميكروسيفرت / ساعة. (3 ميكرومتر/ساعة)، وعلى الارتفاع المحدد - 0.1 ميكروسيفرت/ساعة (10 ميكروسيفرت/ساعة). ويتلقى أولئك الذين يعيشون على خط الاستواء جرعة أقل من سكان الشمال، وما إلى ذلك.

وتتنوع أيضًا صورة الإشعاع "الأرضي" البحت. يعيش 95% من سكان فرنسا وألمانيا وإيطاليا واليابان والولايات المتحدة الأمريكية (وفقًا للأمم المتحدة) في أماكن يتراوح فيها معدل الجرعة الإشعاعية السنوية من 0.3 إلى 0.6 ملي سيفرت (خلفية من 3-5 إلى 8-10 ميكروR/ساعة). ) ; يتلقى 3% من السكان متوسط 1 ملي سيفرت (11-15 ميكروريال/ساعة)؛ 1.5% - أكثر من 1.4 ملي سيفرت (18-20 ميكرومتر/ساعة). ولكن هناك مناطق من الأرض (بما في ذلك المنتجعات) بها إقامة سكانية دائمة، حيث يكون مستوى الإشعاع "الأرضي" أعلى بمقدار 600-800 مرة من المتوسط. تتلقى مجموعات معينة من الأشخاص أكثر من 17 ملي سيفرت سنويًا فقط من التعرض الخارجي للإشعاع "الأرضي"، وهو ما يزيد 50 مرة عن متوسط الجرعة السنوية للتعرض الخارجي؛ غالبًا ما يقيمون (يعيشون مؤقتًا) في المناطق التي يصل فيها مستوى الإشعاع إلى 175 ملي سيفرت/سنة (227 ميكروR/ساعة)، وما إلى ذلك.

صخور الجرانيت، على سبيل المثال، يمكن أن تعطي خلفية تصل إلى 30-40 أو أكثر ميكروR / ساعة.

أدت النفايات (الخبث والرماد والسخام وغبار الفحم) الناتجة عن محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم ومحطات توليد الطاقة في مناطق الولاية وبيوت الغلايات وما إلى ذلك إلى زيادة النشاط الإشعاعي.

يعطي تقييم كمية الراديوم والثوريوم في بعض مواد البناء (الذي تم إجراؤه في عدد من البلدان) الصورة التالية (بالبيكريل/كجم):

كما ترون، فإن الرمل والحصى العادي أكثر نشاطًا بعشرات المرات، والطوب والجرانيت والرماد أكثر نشاطًا بمئات المرات من الخشب.

شجرة (فنلندا) - 1.1
الرمل والحصى (ألمانيا) - 30
الطوب (ألمانيا) - 126
الجرانيت (المملكة المتحدة) - 170
الرماد المتطاير (ألمانيا) - 341
الألومينا (السويد) - 500-1400
خبث سيليكات الكالسيوم (الولايات المتحدة الأمريكية) - 2140
النفايات الناتجة عن محطات تخصيب اليورانيوم (الولايات المتحدة الأمريكية) - 4625

الإشعاع الداخلي للشخص أكبر من الإشعاع الخارجي ويبلغ في المتوسط 2/3 من الجرعة المكافئة الفعالة التي يتلقاها الشخص من مصادر الإشعاع الطبيعية. يتم إنشاؤه بواسطة النويدات المشعة التي تدخل الجسم مع الطعام والماء والهواء.

وتشمل هذه النظائر المشعة البوتاسيوم -40 والنويدات من سلسلة الاضمحلال الإشعاعي لليورانيوم -238 والثوريوم -232. هذه هي في المقام الأول الرصاص 210 والبولونيوم 210 والأهم من ذلك الرادون 222 و 220.

ويتركز الرصاص والبولونيوم في الأسماك والمحاريات، وكذلك في لحوم الرنة (التي تحصل عليها عن طريق أكل الأشنة). لكن المساهمة الرئيسية في التعرض الداخلي للإنسان يتم بواسطة غاز الرادون. وهو يمثل 3/4 الجرعة من مصادر الإشعاع "الأرضية" وحوالي نصف جميع المصادر الطبيعية.

ومن المفارقات أن الجزء الرئيسي من جرعة إشعاع "الرادون" يتلقى الشخص في غرف مغلقة عديمة التهوية. وفي المناطق المناخية المعتدلة، يكون تركيز غاز الرادون في مثل هذه الغرف أعلى بمتوسط 8 مرات من الهواء الخارجي. ولكن هذا في المتوسط. وإذا كانت الغرفة مغلقة بشدة (على سبيل المثال، لغرض العزل) ونادرا ما يتم تهويتها، فيمكن أن يكون تركيز الرادون أعلى بعشرات أو مئات المرات، وهو ما يتم ملاحظته في بعض البلدان الشمالية. مصادر الرادون هي أساسات المباني ومواد البناء (خاصة تلك المحضرة باستخدام مخلفات محطات الطاقة الحرارية وبيوت الغلايات والخبث والرماد ونفايات الصخور ومقالب بعض المناجم والمناجم ومحطات المعالجة وغيرها)، وكذلك المياه والغاز الطبيعي والتربة. كونه غازًا خاملًا، فإنه يخترق الغرفة بسهولة من خلال جميع الشقوق، ومسام التربة، والأقبية (خاصة في فصل الشتاء)، والجدران، وكذلك الغبار والسخام والرماد الناتج عن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، وما إلى ذلك.

وبشكل عام، توفر مصادر الإشعاع "الأرضية" ما مجموعه حوالي 5/6 من الجرعة المكافئة السنوية الفعالة من جميع المصادر الطبيعية.

الآن بعض الأمثلة المتعلقة بالمصادر الاصطناعية للذكاء الاصطناعي. وكما سبق بيانه، فإن مساهمتها في الجرعة الإجمالية، وفقًا لتقديرات الأمم المتحدة، تبلغ 0.421 ملي سيفرت (17.39%)، وتأتي الحصة الرئيسية من التعرض أثناء الفحوص الطبية والعلاج - 0.4 ملي سيفرت (أو 95% من الرقم المشار إليه). . بطبيعة الحال، بالنسبة لشخص معين لم يسبق له زيارة غرفة الأشعة السينية، وما إلى ذلك، لا يمكن الحديث عن أي جرعات "طبية". من ناحية أخرى، فإن الجرعة التي يتلقاها الشخص نتيجة لحادث في محطة للطاقة النووية، واختبار الأسلحة النووية، وما إلى ذلك، قد تكون أكبر بمئات وآلاف المرات من أي فحص طبي. ولذلك، فإن تعرض مجموعات معينة من الأشخاص أثناء الحوادث والاختبارات وما إلى ذلك لا يؤخذ في الاعتبار في الأرقام المذكورة أعلاه إلا في شكل متوسط لجميع سكان الأرض.

مقاييس الإشعاع - مصمم لقياس كثافة تدفق مصادر الإشعاع ونشاط النويدات المشعة.

مطياف - دراسة توزيع الإشعاع حسب الطاقة والشحنة وكتلة جزيئات II (أي تحليل عينات من أي مواد ومصادر II).

مقاييس الجرعات - لقياس الجرعات ومعدلات الجرعات وشدة الإشعاع.

من بين تلك المدرجة هناك أجهزة عالمية تجمع بين وظائف معينة. هناك أدوات لقياس نشاط المادة (أي مقدار التشتت في الثانية)، وأجهزة تسجيل ألفا وبيتا والإشعاعات الأخرى، وما إلى ذلك، كقاعدة عامة، منشآت ثابتة.

توجد أدوات ميدانية أو بحثية خاصة مصممة للبحث والكشف عن مصادر الإشعاع وتقييم الخلفية وما إلى ذلك، وهي قادرة على تسجيل إشعاعات جاما وبيتا وتقييم مستواها (مقاييس الإشعاع ومقاييس الإشعاع وما إلى ذلك).

هناك أجهزة مؤشرة مصممة فقط للحصول على إجابة لسؤال ما إذا كان هناك إشعاع في مكان معين أم لا، وغالباً ما تعمل على مبدأ "أكثر أو أقل".

ولكن، لسوء الحظ، يتم إنتاج عدد قليل من الأجهزة التي تنتمي إلى فئة مقاييس الجرعات، أي تلك المصممة خصيصًا لقياس الجرعة أو معدل الجرعة.

هناك عدد أقل من مقاييس الجرعات العالمية التي يمكن استخدامها لقياس أنواع مختلفة من الإشعاع - ألفا وبيتا وغاما.

تحمل مقاييس الجرعات المحلية الرئيسية اختصار "DRG" باسمها - "مقياس جرعات أشعة جاما للأشعة السينية" ويمكن أن تكون محمولة أو صغيرة الحجم (بحجم الجيب) وهي مصممة لقياس معدل جرعة الأشعة السينية وأشعة جاما. . ولذلك فإن اكتشاف وقياس قوة أشعة جاما بمساعدتهم لا يعني على الإطلاق وجود إشعاعات ألفا وبيتا في هذا المكان. وعلى العكس من ذلك، فإن غياب الأشعة السينية وأشعة جاما لا يعني على الإطلاق عدم وجود بواعث ألفا وبيتا.

حظرت وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، برسالة مؤرخة في 01.09.87 رقم 129-4/428-6، استخدام أجهزة التنقيب الجيولوجي مثل SRP-68-01 وغيرها من الأجهزة المماثلة كأدوات قياس الجرعات لقياس معدلات جرعات التعرض . لقياس معدل جرعة التعرض لأشعة جاما والأشعة السينية، يجب استخدام مقاييس الجرعات فقط من النوع DRG-3-01 (0.2؛ 03)؛ دي آر جي-05؛ دي آر جي-01؛ DRG-01T ونظائرها.

لكن على أية حال، قبل استخدام أي جهاز لقياس الطاقة أو جرعة التعرض، يجب عليك دراسة التعليمات ومعرفة الغرض المقصود منه. قد يتبين أنها غير مناسبة لقياسات الجرعات. يجب عليك دائمًا الانتباه إلى وحدات القياس التي تتم معايرة الجهاز بها.

بالإضافة إلى الأجهزة المشار إليها، هناك أيضًا أجهزة (أجهزة، وأشرطة كاسيت، وأجهزة استشعار، وما إلى ذلك) لمراقبة قياس الجرعات الفردية للأشخاص الذين يعملون مباشرة مع مصادر الإشعاع المؤين.

تعتمد نتيجة التعرض للإشعاع على عدد من العوامل: كمية النشاط الإشعاعي في البيئة الخارجية وداخل الجسم، ونوع الإشعاع وطاقته أثناء تحلل نوى النظائر المشعة، وتراكم المواد المشعة في الجسم و القضاء عليها، وما إلى ذلك. والأهمية الكبرى في هذه الحالة هي كمية الطاقة الإشعاعية الممتصة في الكتلة المعتبرة من المادة. نتيجة لتفاعل الإشعاع الإشعاعي مع البيئة، بما في ذلك الأجسام البيولوجية، يتم نقل كمية معينة من الطاقة الإشعاعية إليها، والتي يتم إنفاقها على عمليات التأين وإثارة ذرات وجزيئات البيئة. يمر جزء من الإشعاع عبر الوسط بحرية، دون امتصاصه، دون التأثير عليه. ولذلك هناك علاقة مباشرة بين تأثير الإشعاع وكمية الطاقة الممتصة. هذا يحدد جرعة الإشعاع.

تُفهم الجرعة على أنها مقياس لتأثير الإشعاع المؤين في بيئة معينة.

جرعة– كمية الطاقة الإشعاعية المنقولة إلى المادة وتحسب لكل وحدة كتلة أو حجم المادة.

ومع زيادة وقت تشعيع الجسم، تزداد الجرعة.

لقياس كمية الطاقة الممتصة، من الضروري حساب عدد أزواج الأيونات المتكونة تحت تأثير الإشعاعات المؤينة. وفي هذا الصدد، بالنسبة للخصائص الكمية للأشعة السينية وأشعة جاما المؤثرة على جسم ما، تم تقديم المفهوم "جرعة التعرض".

جرعة التعرض (X)– الجرعة التي تميز قدرة التأين للأشعة السينية أو إشعاع جاما (إشعاع الفوتون) في الهواء عند طاقة كمية لا تزيد عن 3 ميجا إلكترون فولت. ويسمى أيضًا جسديًا.

جرعة التعرض هي نسبة الشحنة الإجمالية dQ لجميع الأيونات التي لها نفس الإشارة التي تنشأ في الهواء، عندما تتوقف جميع الإلكترونات والبوزيترونات المنطلقة بواسطة الفوتونات في حجم أولي من الهواء بكتلة dm تمامًا في الهواء إلى الكتلة الهواء في الحجم المحدد:

تُستخدم جرعة التعرض لتقييم حالة الإشعاع على الأرض، في غرفة العمل أو غرفة المعيشة، الناجمة عن عمل الأشعة السينية أو إشعاع جاما، وكذلك لتحديد درجة الخصائص الوقائية لمواد الشاشة.

وحدة جرعة التعرض في النظام الدولي للوحدات (SI) هي كولوم لكل كيلوغرام (C/kg).

قلادة لكل كيلوغرامهذه هي جرعة التعرض للأشعة السينية أو إشعاع جاما التي ينتج عندها الانبعاث الجسيمي المترافق (جميع الإلكترونات والبوزيترونات الصادرة عن الفوتونات) في حجم من الهواء يزن 1 كجم أيونات تحمل شحنة كهربائية قدرها كولوم واحد (C) من كل علامة (+ و -).

اعتبارًا من 1 يناير 1990، تم سحب الوحدات غير النظامية التي تعبر عن الجرعة والنشاط (P، Rad، Rem، Ki، إلخ) من الاستخدام. ومع ذلك، فهي لا تزال قيد الاستخدام، وهو ما يفسر، على وجه الخصوص، من خلال الاستخدام العملي لأسطول من أدوات قياس الجرعات والقياس الإشعاعي التي تحتوي على أجهزة تسجيل تمت معايرتها بوحدات قياس غير تابعة للنظام.

الوحدة غير النظامية لقياس جرعة التعرض هي الرونتجن (R). تم استخدام هذه الوحدة منذ عام 1928.

الأشعة السينية- جرعة التعرض للأشعة السينية أو إشعاع جاما، حيث تتشكل 2.08 × 10 9 أزواج من الأيونات في 1 سم 3 (0.001293 جم) من الهواء في الظروف العادية (درجة الحرارة 0 درجة مئوية والضغط 760 ملم زئبق). أو الأشعة السينية- جرعة التعرض للأشعة السينية أو إشعاع جاما، حيث يؤدي انبعاث الجسيمات المترافق بمقدار 1 سم 3 من الهواء في الظروف العادية إلى إنشاء أيونات تحمل شحنة وحدة كهروستاتيكية واحدة من الكهرباء لكل علامة.

1 ف = 2.58·10 -4 سم/كجم؛ 1 سم/كجم = 3.88 10 3 ر

يتم إنشاء جرعة تعرض قدرها 1 رونتجن بواسطة إشعاع جاما من مصدر الراديوم بنشاط قدره 1 Ci على مسافة متر واحد في ساعة واحدة.

الوحدات المشتقة من الرونتجن: كيلو رونتجن (1 kR = 10 3 R)، ميليرونتجن (1 mR = 10 -3 R)، ميكرورونتجن (1 μR = 10 -6 R).

بالنسبة للإشعاع المؤين الجسيمي (جسيمات ألفا وبيتا والنيوترونات)، تم اقتراح وحدة خارج النظام - المعادل الفيزيائي للأشعة السينية (pher)، حيث يتشكل نفس عدد أزواج الأيونات في الهواء كما هو الحال مع التعرض جرعة من الأشعة السينية أو إشعاع جاما تبلغ 1 ر. وحدة الفر لم تتلق تطبيقًا عمليًا ولا تستخدم حاليًا. لتوصيف مجالات الإشعاع، من الأفضل استخدام كثافة تدفق الجسيمات (بما في ذلك الفوتونات) وكثافة الإشعاع (كثافة تدفق الطاقة).

جرعة التعرض غير مقبولة بالنسبة للأنواع الجسيمية من الإشعاع (جسيمات ألفا وبيتا، وما إلى ذلك)، وتقتصر على منطقة الطاقة الكمومية حتى 3 ميغا إلكترون فولت وتعكس فقط قياسًا لكمية إشعاع الفوتون. ولا يعكس كمية الطاقة الإشعاعية التي يمتصها الجسم المشعع. وفي الوقت نفسه، من المهم جدًا لتقييم التعرض للإشعاع معرفة كمية الطاقة الإشعاعية التي امتصها الجسم. لتحديد قياس الطاقة الممتصة لأي نوع من الإشعاع في وسط ما، تم تقديم هذا المفهوم "الجرعة الممتصة".وبناء على الجرعة الممتصة ومعرفة التركيب الذري للمادة والطاقة الإشعاعية يمكن حساب الجرعة الممتصة من الأشعة السينية وأشعة جاما في أي مادة. الطاقة المكافئة للأشعة السينية هي 88 إرج/جم (الطاقة المستهلكة في تكوين 2.08·10 9 أزواج من الأيونات).

الجرعة الممتصة (د)– كمية طاقة الإشعاع المؤين المنقولة إلى المادة :

حيث de هو متوسط الطاقة المنقولة عن طريق الإشعاع المؤين إلى المادة الموجودة في الحجم الأولي، dm هو كتلة المادة في هذا الحجم.

أو الجرعة الممتصة- كمية الطاقة من أي نوع من الإشعاعات المؤينة الممتصة في عضو أو نسيج معين وتحسب لكل وحدة كتلة.

إذا أشرنا إلى الطاقة التي تسقط على جسم ما بالقيمة E، والطاقة التي تمر عبر الجسم بالقيمة E 1، فإن ∆E ستكون الطاقة الممتصة:

∆E = ه - ه 1.

بدلاً من مصطلح "الجرعة الإشعاعية الممتصة"، يمكن استخدام الصيغة المختصرة "الجرعة الإشعاعية".

وحدة الجرعة الممتصة في النظام الدولي للوحدات هي جول لكل كيلوغرام (J/kg).

جول لكل كيلوغرام– وحدة الجرعة الممتصة التي يمتص عندها 1 كجم من كتلة المادة المشععة بواسطة أي نوع من الإشعاعات المؤينة 1 جول من الطاقة.

وتسمى هذه الوحدة أيضًا باللون الرمادي (Gr).

الرمادي - وحدة، مثل وحدة الأشعة السينية غير النظامية، تحمل اسمًا، أي يتم تشكيلها نيابة عن العالم. كان لويس هارولد جراي عالمًا إنجليزيًا في علم الأحياء الإشعاعي، وعمل على العلاقة بين التأثيرات الفيزيائية والبيولوجية للإشعاع، وقدم مساهمة كبيرة في تطوير قياس الجرعات الإشعاعية.

الرمادي يساوي الجرعة الممتصة من الإشعاع التي تتلقى فيها مادة تزن 1 كجم طاقة إشعاع مؤينة تساوي 1 جول (1 جراي = 1 جول/كجم).

تُستخدم أيضًا الوحدات المشتقة من اللون الرمادي: μGy، وmGy، وما إلى ذلك.

منذ عام 1953، تم تقديم وحدة غير نظامية للجرعة الممتصة - راد (من الجرعة الممتصة من الإشعاع الإنجليزي - الجرعة الممتصة من الإشعاع)، والتي لا تزال تستخدم على نطاق واسع في الممارسة العملية في الوقت الحاضر.

مسرور- الجرعة الممتصة من أي نوع من الإشعاعات المؤينة، حيث يمتص 1 جرام من المادة طاقة إشعاع تعادل 100 إرج.

1 راد = 100 إرج/جم = 10 -2 جول/كجم؛ 100 راد = 1 جراي.

يتم استخدام مضاعفات ومضاعفات وحدات الراد: كيلوراد (1 راد = 10 3 راد)، ملي راد (1 مراد = 10 -3 راد)، ميكروراد (1 ميكروراد = 10 -6 راد).

لحساب الجرعة الممتصة، استخدم الصيغة:

حيث D هي الجرعة الممتصة، X هي جرعة التعرض، F هو معامل الانتقال، الذي تم إنشاؤه تجريبيًا على الوهمية (بالنسبة للماء والأنسجة الرخوة، F هو 0.93 أو ≈ 1).

في الهواء، الجرعة الإشعاعية البالغة 1 رونتجن تعادل 88 إرج/جم، والجرعة الممتصة من التعريف هي 100 إرج/جم، وبالتالي فإن الجرعة الممتصة في الهواء ستكون 0.88 راد (88:100 = 0.88).

في ظل ظروف التوازن الإشعاعي، حيث يكون مجموع طاقات الجسيمات المشحونة الخارجة من الحجم قيد النظر يتوافق مع مجموع طاقات الجسيمات المشحونة التي تدخل هذا الحجم، فمن الممكن تحديد الطاقة المكافئة لجرعة التعرض.

جرعة التعرض في الهواء X = 1 P تتوافق مع الجرعة الممتصة D = 0.873 راد، و1 C/kg = 33.85 غراي. في الأنسجة البيولوجية: 1 R يقابل 0.96 راد و1 C/kg يقابل 33.85 غراي. وهكذا، مع وجود خطأ بسيط (يصل إلى 5%)، مع التشعيع الموحد بواسطة إشعاع الفوتون، تتزامن الجرعة الممتصة في الأنسجة البيولوجية مع جرعة التعرض المقاسة بالأشعة السينية.

عند تشعيع الكائنات الحية، تحدث تأثيرات بيولوجية مختلفة، والفرق بينهما عند نفس الجرعة الممتصة يفسر بدرجة الخطر على الجسم من أنواع مختلفة من الإشعاع.

ومن المعتاد مقارنة التأثيرات البيولوجية الناجمة عن أي إشعاع مؤين مع تأثيرات الفوتون، أي الأشعة السينية وأشعة جاما، وكذلك التوزيع المكاني للطاقة الممتصة في الجسم المشعع. وبنفس الجرعة الممتصة، يكون إشعاع ألفا أكثر خطورة من إشعاع بيتا أو جاما. ولأخذ هذه الظاهرة بعين الاعتبار، تم تقديم هذا المفهوم "جرعة مكافئة".

الجرعة المكافئة ‌(N)‌– الجرعة الممتصة في عضو أو نسيج مضروبة في عامل الترجيح المناسب لنوع معين من الإشعاع (W R):

Н TR = D TR ·W R ,

حيث D TR هو متوسط الجرعة الممتصة في العضو أو النسيج T، وW R هو عامل الترجيح للإشعاع R.

عندما يتعرض جسم ما لأنواع مختلفة من الإشعاع بعوامل ترجيح مختلفة، يتم تحديد الجرعة المكافئة كمجموع الجرعات المكافئة لهذه الأنواع من الإشعاع.

الجرعة المكافئة هي الكمية الرئيسية التي تحدد مستوى خطر الإشعاع أثناء التشعيع المزمن للإنسان والحيوان بجرعات صغيرة.

في النظام الدولي للوحدات (SI)، وحدة الجرعة المكافئة هي السيفرت (Sv). وحدة السيفرت مخصصة للاستخدام في مجال السلامة من الإشعاع فقط.

سُميت وحدة قياس الجرعة المكافئة هذه على اسم العالم السويدي رولف سيفرت، الذي شارك في الأبحاث في مجال قياس الجرعات والسلامة الإشعاعية.

السيفرت عبارة عن جرعة مكافئة من أي نوع من الإشعاع يمتصها 1 كجم من الأنسجة البيولوجية وتخلق نفس التأثير البيولوجي مثل جرعة ممتصة قدرها 1 جراي من إشعاع الفوتون.

الوحدة غير النظامية لقياس الجرعة المكافئة هي الريم (اختصار للمعادل البيولوجي للأشعة السينية).

Rem هي جرعة مكافئة من أي نوع من الإشعاعات المؤينة التي يتم فيها إنشاء نفس التأثير البيولوجي في الأنسجة البيولوجية كما هو الحال مع جرعة من الأشعة السينية أو إشعاع جاما تبلغ 1 رونتجن.

1 ريم = 1·10 -2 جول/كجم؛

100 ريم = 1 سيفرت.

عوامل الترجيح لأنواع الإشعاع الفردية عند حساب الجرعة المكافئة (W R)– مضاعفات الجرعة الممتصة المستخدمة في الوقاية من الإشعاع والتي تأخذ في الاعتبار الفعالية النسبية لمختلف أنواع الإشعاع في إحداث التأثيرات البيولوجية. في السابق، تم استخدام معامل الجودة (Q) أو الفعالية البيولوجية النسبية (RBE) لهذا الغرض.

تم تصميم عامل جودة الإشعاع ليأخذ في الاعتبار تأثير التوزيع الدقيق للطاقة الممتصة على درجة ظهور التأثير البيولوجي الضار ويتم اختياره بناءً على القيم المتاحة لمعامل RBE.

يوضح معامل RBE، أو (Q)، عدد المرات التي تكون فيها فعالية التأثير البيولوجي لنوع معين من الإشعاع أكبر من فعالية الأشعة السينية أو إشعاع جاما بنفس الجرعة الممتصة في الأنسجة. كلما زاد التأين النوعي، ارتفع معامل RBE، أو (Q).

عوامل الترجيح (W R) لأنواع الإشعاع الفردية:

الفوتونات بأي طاقة (أشعة سينية أو أشعة جاما) ......1

الإلكترونات (جسيمات بيتا)…………………………………..1

جسيمات ألفا، شظايا انشطارية، أنوية ثقيلة ............... 20

كما يتم تمييز أنواع الجرعات التالية: الفعالة والفعالة المتوقعة أثناء التشعيع الداخلي والفعالة الجماعية والفعالة السنوية.

الجرعة الفعالة (ه)- قيمة تُستخدم كمقياس لخطر العواقب طويلة المدى للإشعاع على الجسم بأكمله وأعضائه الفردية، مع مراعاة حساسيتها الإشعاعية. وهو يمثل مجموع منتجات الجرعة المكافئة في العضو H tT بواسطة عامل الوزن المقابل لعضو أو نسيج معين:

E = ∑W T N tT،

حيث H tT هي الجرعة المكافئة في الأنسجة خلال الوقت t، وW T هو عامل الترجيح للأنسجة T.

وبالتالي، بضرب الجرعة المكافئة في المعاملات المقابلة وجمع جميع الأعضاء والأنسجة، نحصل على الجرعة الفعالة.

وحدة الجرعة الفعالة في النظام الدولي للوحدات هي سيفرت (Sv).

عوامل الترجيح للأنسجة والأعضاء عند حساب الجرعة الفعالة (W T)– مضاعفات الجرعة المكافئة في الأعضاء والأنسجة المستخدمة في الوقاية من الإشعاع لمراعاة اختلاف حساسية الأعضاء والأنسجة المختلفة عند حدوث التأثيرات العشوائية للإشعاع:

الغدد التناسلية ……………………………….0.20

نخاع العظم (أحمر)…………….0.12

الرئتين والمعدة والأمعاء الغليظة......0.12

المريء والكبد ……………………….0.05

المثانة ………………………..0.05

غدة الثدي ………………………… 0.05

الغدة الدرقية …………………… 0.05

خلايا سطح الجلد والعظام...... 0.01

أعضاء أخرى…………………….0.05

الجرعة الفعالة المتوقعة للتشعيع الداخلي– الجرعة خلال الوقت المنقضي بعد دخول المواد المشعة إلى الجسم.

الجرعة الفعالة الجماعية (S)- مقياس للمخاطر الجماعية لحدوث التأثيرات العشوائية للإشعاع. يتم تعريفه على أنه مجموع الجرعات الفعالة الفردية، أو القيمة التي تميز التأثير الإجمالي للإشعاع على مجموعة من الأشخاص: S = ∑E n N n ،

حيث E n هو متوسط الجرعة الفعالة للمجموعة الفرعية n من مجموعة من الأشخاص؛ N n – عدد الأشخاص في المجموعة الفرعية. ويتم قياسه بوحدة مان سيفرت (man-Sv).

الجرعة السنوية الفعالة (المكافئة) –مجموع الجرعة الفعالة (المكافئة) من الإشعاع الخارجي التي يتم تلقيها في سنة تقويمية والجرعة الفعالة (المكافئة) المتوقعة من الإشعاع الداخلي الناجم عن تناول النويدات المشعة إلى الجسم في نفس العام. وحدة SI للجرعة السنوية الفعالة هي سيفرت (Sv).

وتجدر الإشارة إلى أن هناك أنواعًا أخرى من الجرعات. على سبيل المثال، يتم التمييز بين الجرعة في الهواء، أو على السطح أو في عمق الجسم المشعع، والجرعات البؤرية والتكاملية. لتقييم الحساسية الإشعاعية والأضرار الإشعاعية لجسم الحيوان، من المعتاد استخدام المصطلحين LD 50/30 وLD 100/30 - جرعات الإشعاع التي تسبب الوفاة (الموت) في 50% و100% من الحيوانات، على التوالي، خلال 30 يومًا .

يحيط بنا الإشعاع دائمًا، فهناك إشعاع خلفي طبيعي وصناعي. هناك عدة وحدات لقياس الإشعاع. الأكثر استخدامًا هي السيفرتات [Sv]، والتي تشير إلى جرعة الإشعاع في مقاييس الجرعات المنزلية.

النشاط الإشعاعي هو قدرة بعض المواد على تفكيك نواتها تلقائيًا، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة خلال هذه العملية، والتي تسمى بدورها الإشعاع. إنه قادر على التأثير على المواد المختلفة وتغيير شحنتها وتحويلها إلى أيونات. لفهم الوحدات التي يتم قياس الإشعاع بها، عليك أن تقرر من أي جانب سيتم النظر في هذه الظاهرة الفيزيائية.

يمكن أن يكون الإشعاع من عدة أنواع مختلفة، ويتميز كل منها بعوامله الضارة الخاصة به. تنقسم الخلفية الإشعاعية الموجودة على الأرض إلى طبيعية (من أصل طبيعي) وصناعية (من صنع الإنسان). لذلك، أي شخص هو باستمرار في مجال مصدر واحد أو آخر من الإشعاع.

يستخدم تفاعل الانشطار النووي على نطاق واسع لإنتاج الطاقة. يتم بناء جميع محطات الطاقة النووية على أساسها. يتمتع الوقود النووي بكفاءة مذهلة وكثافة طاقة. لذلك، لتسخين 100 طن من الماء، تحتاج إلى نظير مشع يزن 1 جرام فقط.

تنقسم الموجات الإشعاعية إلى:

موجات بيتا؛
موجات جاما
الإشعاع النيوتروني.

ويحدث إشعاع ألفا أثناء التحلل النووي للعناصر الكيميائية الثقيلة، بما في ذلك اليورانيوم والراديوم والثوريوم وغيرها. تقتصر المنطقة المصابة على مسافة صغيرة من نقطة المنشأ: في الهواء - حوالي 8-10 سم، في الوسائط البيولوجية - فقط 0.01-0.05 ملم.

لا تستطيع موجات ألفا اختراق حتى ورقة عادية أو الخلايا الظهارية الكيراتينية. ومع ذلك، إذا دخلت الجزيئات جسم الإنسان، على سبيل المثال، من خلال مناطق الجلد التي تعاني من ضعف سلامة الغلاف أو من خلال تجويف الفم، فبعد أن اخترقت مجرى الدم، سوف تنتشر في جميع أنحاء الجسم وتستقر بشكل رئيسي في الغدد الصماء الغدد والغدد الليمفاوية مما يؤدي إلى تسمم داخلي تعتمد شدته على الجرعة المتلقاة.

إشعاع بيتا هو تدفق الإلكترونات من التحلل النووي للعناصر المشعة. جسيمات بيتا قادرة على اختراق جسم الإنسان على مسافة تصل إلى 20 سم. وقد وجد إشعاع بيتا تطبيقًا واسعًا في العلاج الإشعاعي في علاج السرطان.

الإشعاع النيوتروني هو تيار من الجسيمات المحايدة كهربائياً. يتميز بأقصى قوة وعمق اختراق. وتستخدم هذه الموجات كمسرع للجسيمات الأخرى للأغراض العلمية في المؤسسات الصناعية، وكذلك في الدراسات المخبرية المختلفة.

كما أن لديها قدرة اختراق عالية إلى حد ما. لا يحمل جسيمات مشحونة، وبالتالي لا يتأثر بالمجالات المغناطيسية والكهربائية. ينطبق في المجالات التالية:

الطب: العلاج الإشعاعي.
صناعة المواد الغذائية: تعليب.
فرع صناعة الفضاء.
البحوث الجيوفيزيائية.

يمكن أن تسبب جسيمات جاما مرضًا إشعاعيًا حادًا (ARS) عند تناول جرعات كبيرة من الإشعاع، ومرضًا مزمنًا عند التعرض لفترة طويلة لعامل مؤين.

قياس الإشعاع

عند سماع كلمة "إشعاع"، تستحضر أدمغة الكثير من الناس صورًا للحادث المروع الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية. ومع ذلك، يتعرض الناس لعوامل مؤينة مختلفة كل يوم. يتوفر عدد من الأدوات لقياس هذا الإشعاع المؤين. وبناء على ذلك، هناك وحدات قياس ومعايير مقبولة لإشعاع الخلفية.

تشمل المصادر الرئيسية للإشعاع ما يلي:

المواد المشعة الطبيعية المحيطة بالبشر (70%)؛
الأجهزة الطبية: الأشعة السينية والتصوير المقطعي وغيرها (10%)؛
كوني (من هذا تحمي البشرية طبقة الأوزون) (15٪) ؛
الأجهزة الكهربائية المنزلية (5%).

يتم فحص مستوى إشعاع الخلفية وقوة الإشعاع باستخدام مستويات خاصة، مما سيسمح لك بتحديد مدى كثافة الإشعاع في المنطقة قيد الدراسة بدقة. في أغلب الأحيان، يتم إجراء القياسات في الأماكن والحالات التالية:

إذا كان هناك مصدر واضح للتلوث الإشعاعي في مكان قريب (بالقرب من محطات الطاقة النووية)؛
عند السفر والتنزه في منطقة غير معروفة، حيث قد يكون هناك مصدر مشع قريب؛
قبل تشييد مبنى سكني أو عند شراء شقة.

يجب أن نتذكر أنه يكاد يكون من المستحيل تنظيف المنطقة الملوثة (نصف عمر العديد من العناصر المشعة هو ملايين ومليارات السنين). وعليه، كل ما يمكن عمله هو قياس الإشعاع الخلفي وتبين أنه يتجاوز الحد الأقصى المسموح به، لمغادرة المكان الملوث في أسرع وقت ممكن.

وحدات الإشعاع

تتضمن مراقبة الإشعاعات المؤينة أخذ القياسات ثم ربط النتائج بمعايير معينة منصوص عليها في الوثائق التنظيمية. وتنظم نفس الوثائق، على سبيل المثال، أنه يجب على موردي منتجات معينة تقديم بيانات حول امتثالهم لمعايير معينة فيما يتعلق بالإشعاعات المؤينة.

أي مكان لديه خلفية إشعاعية. ومع ذلك، تعتبر مستويات الإشعاع آمنة في معظم الأماكن. مؤشرها الأكثر شيوعًا هو الجرعة، وهي وحدة من الطاقة يمكن أن تمتصها المادة عندما يمر الإشعاع الإشعاعي عبرها. الأنواع الرئيسية للجرعات والقيم القصوى المسموح بها:

وبالتالي، فإن مسألة كيفية قياس الإشعاع لا يمكن الإجابة عليها بشكل لا لبس فيه، لأن هذه العملية الفيزيائية لها جوانب عديدة، يمكن النظر في كل منها على حدة.

هناك مستويات محددة بدقة من المستويات الآمنة لإشعاع الخلفية للبشر. كل منطقة لها مستوى إشعاع الخلفية الخاص بها. المؤشر الآمن والمقبول للبشر هو إشعاع 20 ميكروروجنتجن في الساعة، وهو ما يعادل 0.2 ميكروسيفرت في الساعة. الحد الأقصى للجرعة المسموح بها، أي الجرعة غير القادرة على التسبب في ضرر لجسم الإنسان، هو 50 ميكروروجنتجن في الساعة أو 0.5 ميكروسيفرت في الساعة. أي خلفية أعلى من هذه القيم تعتبر غير آمنة، ولا ينصح بشدة بالبقاء في مثل هذه المناطق لفترة طويلة.

ويعتقد أن جرعة الإشعاع التي يمكن لأي شخص أن يتحملها دون ضرر كبير على الصحة هي 10 ميكروسيفيرت. إذا كان التأثير المؤين قصير المدى للغاية، فإننا نتحدث عن حجم عدة ملي سيفرت. جهاز الأشعة السينية، على سبيل المثال، لديه هذا التأثير.

مهم! جسم الإنسان قادر على تراكم التعرض للإشعاع طوال حياته. يجب أن نتذكر أن عتبة هذا التراكم هي 700 مللي سيفرت. تحت أي ظرف من الظروف يجب أن تعبره!

رسم بياني جدولي يوضح مقدار التعرض للإشعاع الذي يتعرض له الشخص في الحياة اليومية والذي يمكن أن يكون ضارًا بالصحة. في الجدول، وحدات الإشعاع هي ملي سيفرت.

جرعة الإشعاع	وصف
0.01 ملي سيفرت	جرعة الإشعاع أثناء الأشعة السينية للأسنان.
0.4 ملي سيفرت	الجرعة التي ستتلقاها المرأة أثناء تصوير الثدي بالأشعة السينية.
1.02 ملي سيفرت	الجرعة في الساعة، والتي تم تسجيلها في محطة الطاقة النووية في فوكوشيما (اليابان) في 12 مارس 2011.
2.4 ملي سيفرت	مستوى الإشعاع السنوي الطبيعي.
6.9 ملي سيفرت	جرعة الإشعاع أثناء التصوير الفلوري.
10 ملي سيفرت	جرعة الإشعاع أثناء التصوير المقطعي
100 ملي سيفرت	- خطر أكبر للإصابة بالسرطان.
350 مللي سيفرت	التأثير على سكان تشيرنوبيل الذين أعيد توطينهم.
400 ملي سيفرت	الحد الأقصى لمستوى الإشعاع المسجل في الساعة في محطة فوكوشيما للطاقة النووية في 14 مارس 2011.
700 مللي سيفرت	وبعد ساعات قليلة من التعرض، يبدأ القيء الذي لا يمكن السيطرة عليه.
1000 ملي سيفرت	وبعد التعرض لمثل هذه الجرعة تكون فرصة البقاء على قيد الحياة 50%.
6000 مللي سيفرت	متوسط الجرعة التي تلقاها المصفون في الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية. لقد ماتوا جميعًا في غضون شهر من المأساة.
10,000 ملي سيفرت	نزيف داخلي، الوفاة خلال أسبوعين بعد التشعيع.
20,000 ملي سيفرت	ضعف إدراكي، ونوبات، والوفاة خلال ساعات من التعرض.

عواقب التعرض للموجات المشعة

يمكن أن يتجلى الضرر الذي يلحق بالناس بسبب الإشعاعات المؤينة في شكل مرض إشعاعي متفاوت الخطورة. يحدث مرض الإشعاع عند جرعة إشعاعية قدرها 1 سيفرت. زيادة الجرعة مرتين تزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالسرطان، ومع زيادة ثلاثة أضعاف، يكون خطر الإشعاع القاتل مرتفعا.

الأعراض الأولى لمرض الإشعاع:

إسهال؛
متلازمة التعب المزمن.
الغثيان والقيء.
سعال جاف؛
اضطرابات في نظام القلب والأوعية الدموية.

التعرض للجسيمات المشعة يمكن أن يسبب حروقًا إشعاعية. مع جرعات كبيرة من الإشعاع، تتلف الخلايا الظهارية ويتم تدمير الأنسجة العظمية والعضلية. بالإضافة إلى الحروق، قد تحدث اضطرابات التمثيل الغذائي، والالتهابات المصاحبة، وإعتام عدسة العين الإشعاعي والعقم.

من الممكن أيضًا حدوث تأثير عشوائي يتجلى في ظهور الأورام السرطانية. في أغلب الأحيان، يحدث الأورام في الغدة الثديية والغدة الدرقية والأمعاء السفلية.

أدوات قياس الإشعاع

في الظروف المنزلية، يتم استخدام مقاييس الجرعات الجيبية لتحديد مستوى الإشعاع، والتي يمكن استخدامها في كل من الظروف المنزلية وفي المناطق الملوثة. ويمكن استخدامها أيضًا لاختبار المواد الغذائية وغيرها من العناصر بحثًا عن التلوث بالجسيمات المشعة. يتم استخدام هذه الأجهزة على نطاق واسع من قبل السياح والمتخصصين في مجال البيئة.

أيضًا، لحساب الجسيمات المؤينة، يتم استخدام عداد جيجر، وهو جهاز يحتوي على صوت نقيق مميز. وهو أيضًا الجهاز المستخدم لقياس الإشعاع.

كما بدأت وحدات القياس الخاصة بهم في الظهور. على سبيل المثال: الأشعة السينية، كوري. لكنها لم تكن متصلة بأي نظام، وبالتالي تسمى الوحدات غير النظامية. يوجد الآن نظام قياس موحد في جميع أنحاء العالم - SI (النظام الدولي). في بلدنا، يخضع للتطبيق الإلزامي اعتبارًا من 1 يناير 1982. وبحلول 1 يناير 1990، كان لا بد من إكمال هذا الانتقال. ولكن بسبب الصعوبات الاقتصادية وغيرها، تم تأجيل العملية. ومع ذلك، فإن جميع المعدات الجديدة، بما في ذلك معدات قياس الجرعات، كقاعدة عامة، تتم معايرةها في وحدات جديدة.

وحدات النشاط الإشعاعي.وحدة النشاط هي تحويل نووي واحد في الثانية. ولأغراض التخفيض، يتم استخدام مصطلح أبسط - تفكك واحد في الثانية (اضمحلال/ثانيات) في نظام SI، تسمى هذه الوحدة بالبيكريل (Bq). في ممارسة مراقبة الإشعاع، بما في ذلك في تشيرنوبيل، حتى وقت قريب، كانت وحدة النشاط خارج النظام - كوري (Ci) - تستخدم على نطاق واسع. كوري واحد هو 3.7.10 10 تفكك في الثانية.

عادة ما يتم تحديد تركيز المادة المشعة من خلال تركيز نشاطها. ويتم التعبير عنها بوحدات النشاط لكل وحدة كتلة: Ci/t، mCi/g، kBq/kg، إلخ. (نشاط محدد). لكل وحدة حجم: Ci/m3، mCi/l، Bq/cm3، إلخ. (التركيز الحجمي) أو لكل وحدة مساحة: Ci/km2، mCi/cm2، Bq/m2، إلخ.

معدل الجرعة (معدل الجرعة الممتصة)- زيادة الجرعة لكل وحدة زمنية. ويتميز بمعدل تراكم الجرعة ويمكن أن يزيد أو ينقص مع مرور الوقت. وحدتها في نظام C رمادية في الثانية. هذا هو معدل الجرعة الإشعاعية الممتصة التي يتم من خلالها إنشاء جرعة إشعاعية قدرها 1 غراي في مادة ما في ثانية واحدة.

من الناحية العملية، لتقدير الجرعة الممتصة من الإشعاع، لا تزال وحدة خارج النظام لمعدل الجرعة الممتصة مستخدمة على نطاق واسع - راد في الساعة (rad/h) أو راد في الثانية (rad/s). 1 جراي = 100 راد.

جرعة مكافئة- تم تقديم هذا المفهوم لحساب التأثيرات البيولوجية الضارة لمختلف أنواع الإشعاع بشكل كمي. يتم تحديده بواسطة الصيغة D eq = Q. D، حيث D هي الجرعة الممتصة لنوع معين من الإشعاع، Q هو عامل جودة الإشعاع، والذي يتم قبوله بالنسبة لأنواع مختلفة من الإشعاعات المؤينة ذات التركيبة الطيفية غير المعروفة للأشعة السينية وإشعاع جاما - 1، لإشعاع بيتا - 1، للنيوترونات ذات الطاقة من 0.1 إلى 10 ميغا إلكترون فولت - 10، لإشعاع ألفا ذو طاقة أقل من 10 ميغا إلكترون فولت - 20. من الأرقام الواردة يتضح أنه مع نفس الجرعة الممتصة، يسبب إشعاع النيوترونات وألفا، على التوالي، تأثير ضار أكبر 10 و20 مرة. في نظام SI، يتم قياس الجرعة المكافئة بالسيفرت (Sv).

سيفرتيساوي واحدًا رماديًا مقسومًا على عامل الجودة. بالنسبة لـ Q = 1 نحصل على

1 سف = 1 جراي = 1 جول/كجم = 100 راد = 100 ريم.

عارية(المعادل البيولوجي للرونتجن) هو وحدة مكافئة للجرعة غير النظامية، مثل الجرعة الممتصة من أي إشعاع يسبب نفس التأثير البيولوجي مثل 1 رونتجن من إشعاع جاما.

معدل الجرعة المكافئة- نسبة الزيادة في الجرعة المكافئة خلال فترة زمنية معينة. يتم التعبير عنها بالسيفرت في الثانية. وبما أن الوقت الذي يقضيه الشخص في مجال الإشعاع بمستويات مقبولة يُقاس عادة بالساعات، فمن الأفضل التعبير عن معدل الجرعة المكافئة بالميكروسيفرت في الساعة (ميكروسيفرت/ساعة).

وفقًا لاستنتاج اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع، يمكن أن تحدث تأثيرات ضارة على البشر عند تناول جرعات مكافئة لا تقل عن 1.5 سيفرت/سنة (150 ريم/سنة)، وفي حالات التعرض على المدى القصير - عند جرعات أعلى من 0.5 سيفرت ( 50 ريم). عندما يتجاوز التعرض عتبة معينة، يحدث ARS.

ويتراوح معدل الجرعة المكافئة الناتجة عن الإشعاع الطبيعي (الأرضي والكوني) من 1.5 إلى 2 ملي سيفرت/السنة، بالإضافة إلى المصادر الاصطناعية (الطب، التساقط الإشعاعي) من 0.3 إلى 0.5 ملي سيفرت/السنة. لذلك اتضح أن الشخص يتلقى من 2 إلى 3 ملي سيفرت سنويًا. هذه الأرقام تقريبية وتعتمد على ظروف محددة. ووفقا لمصادر أخرى، فهي أعلى وتصل إلى 5 ملي سيفرت / سنة.

جرعة التعرض- مقياس لتأثير التأين لإشعاع الفوتون، والذي يحدده تأين الهواء في ظل ظروف التوازن الإلكتروني. وحدة جرعة التعرض في النظام الدولي للوحدات (SI) هي كولوم واحد لكل كيلوغرام (C/kg). الوحدة غير النظامية هي الرونتجن (P)، 1 P = 2.58. 10-4 سم/كجم. بدوره، 1 سم/كجم = 3.876. 10 3 روبية

معدل جرعة التعرض- زيادة جرعة التعرض لكل وحدة زمنية. وحدتها في النظام الدولي للوحدات هي أمبير لكل كيلوغرام (A/kg). ومع ذلك، خلال الفترة الانتقالية، يمكنك استخدام وحدة غير نظامية - رونتجنز في الثانية (R/sec).

تتناول هذه المقالة موضوع الجرعة الممتصة من الإشعاع (النية)، والإشعاعات المؤينة وأنواعها. يحتوي على معلومات حول التنوع والطبيعة والمصادر وطرق الحساب ووحدات الجرعة الممتصة من الإشعاع وغير ذلك الكثير.

مفهوم الجرعة الممتصة من الإشعاع

الجرعة الإشعاعية هي الكمية التي تستخدمها علوم مثل الفيزياء والأحياء الإشعاعية من أجل تقييم درجة تأثير الإشعاع المؤين على أنسجة الكائنات الحية وعملياتها الحيوية وكذلك على المواد. ما هي الجرعة الممتصة من الإشعاع وما أهميتها وشكل التعرض وتنوع أشكاله؟ ويتم تقديمه بشكل رئيسي في شكل تفاعل بين البيئة والإشعاعات المؤينة، ويسمى تأثير التأين.

وللجرعة الممتصة طرق ووحدات قياس خاصة بها، كما أن تعقيد وتنوع العمليات التي تحدث تحت تأثير الإشعاع يؤدي إلى تنوع بعض الأنواع في أشكال الجرعة الممتصة.

شكل مؤين من الإشعاع

الإشعاع المؤين هو تيار من أنواع مختلفة من الجسيمات الأولية أو الفوتونات أو الشظايا التي تكونت نتيجة الانشطار الذري وقادرة على التسبب في تأين المادة. والأشعة فوق البنفسجية، مثل الضوء المرئي، لا تنتمي إلى هذا النوع من الإشعاع، كما أنها لا تشمل الأشعة تحت الحمراء وتلك المنبعثة من نطاقات الراديو، وذلك لقلة طاقتها التي لا تكفي لإنتاج ذرات وإشعاعات. التأين الجزيئي في الحالة الأرضية.

الإشعاعات المؤينة وطبيعتها ومصادرها

يمكن قياس الجرعة الممتصة من الإشعاع المؤين بوحدات SI مختلفة، وتعتمد على طبيعة الإشعاع. أهم أنواع الإشعاع هي إشعاع غاما، وجسيمات بيتا من البوزيترونات والإلكترونات، والنيوترونات، والأيونات (بما في ذلك جسيمات ألفا)، والأشعة السينية، والموجات الكهرومغناطيسية القصيرة (الفوتونات عالية الطاقة) والميونات.

يمكن أن تكون طبيعة مصادر الإشعاع المؤين متنوعة للغاية، على سبيل المثال: اضمحلال النويدات المشعة التي تحدث تلقائيًا، والتفاعلات النووية الحرارية، والأشعة القادمة من الفضاء، والنويدات المشعة المصطنعة، والمفاعلات النووية، ومسرع الجسيمات، وحتى جهاز الأشعة السينية.

كيف يؤثر الإشعاع المؤين

اعتمادا على الآلية التي تتفاعل بها المادة والإشعاع المؤين، من الممكن التمييز بين التدفق المباشر للجسيمات المشحونة والإشعاع الذي يعمل بشكل غير مباشر، وبعبارة أخرى، تدفق الفوتون أو البروتون، تدفق الجزيئات المحايدة. يتيح جهاز التكوين التمييز بين الأشكال الأولية والثانوية للإشعاع المؤين. يتم تحديد معدل الجرعة الممتصة من الإشعاع وفقاً لنوع الإشعاع الذي تتعرض له المادة، فمثلاً قوة الجرعة الفعالة من الأشعة القادمة من الفضاء على سطح الأرض، خارج الملجأ، هي 0.036 ميكروسيفرت/ساعة. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن نوع قياس الجرعة الإشعاعية ومؤشرها يعتمد على مجموع عدد من العوامل، وبالحديث عن الأشعة الكونية، فإنه يعتمد أيضًا على خط عرض النوع المغنطيسي الأرضي وموقع دورة الأحد عشر عامًا النشاط الشمسي.

يتراوح نطاق طاقة الجزيئات المؤينة من بضع مئات من الإلكترون فولت ويصل إلى 10 15-20 إلكترون فولت. يمكن أن تختلف مسافة السفر وقدرة الاختراق بشكل كبير، حيث تتراوح من بضعة ميكرومترات إلى آلاف الكيلومترات أو أكثر.

مقدمة لجرعة التعرض

يعتبر تأثير التأين هو السمة الرئيسية لشكل تفاعل الإشعاع مع البيئة. في الفترة الأولى من تطوير قياس الجرعات الإشعاعية، تمت دراسة الإشعاع بشكل أساسي، حيث تقع موجاته الكهرومغناطيسية ضمن نطاق المؤشرات بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما، وذلك بسبب انتشارها على نطاق واسع في الهواء. ولذلك، فإن مستوى تأين الهواء كان بمثابة مقياس كمي للإشعاع في هذا المجال. أصبح هذا الإجراء هو الأساس لإنشاء جرعة التعرض، التي تحددها تأين الهواء في ظل ظروف الضغط الجوي العادي، في حين أن الهواء نفسه يجب أن يكون جافا.

تعمل جرعة التعرض الممتصة للإشعاع كوسيلة لتحديد القدرات المؤينة لإشعاع الأشعة السينية وأشعة جاما، فهي تظهر الطاقة المنبعثة التي، بعد أن خضعت للتحول، أصبحت الطاقة الحركية للجسيمات المشحونة كجزء صغير من الكتلة الهوائية للغلاف الجوي.

وحدة الجرعة الإشعاعية الممتصة لنوع التعرض هي مكون النظام الدولي للكولوم مقسومًا على كجم (C/kg). نوع وحدة القياس غير النظامية - رونتجن (R). الكولوم الواحد/كجم يعادل 3876 رونتجن.

الكمية الممتصة

أصبحت الجرعة الممتصة، كتعريف واضح، ضرورية للإنسان بسبب تنوع الأشكال المحتملة لتعرض هذا الإشعاع أو ذاك لأنسجة الكائنات الحية وحتى الهياكل غير الحية. ومع التوسع، أظهر النطاق المعروف للأنواع المؤينة أن درجة التأثير والتأثير يمكن أن تكون متنوعة للغاية ولا تخضع للتعريف التقليدي. فقط كمية محددة من الطاقة الممتصة من الإشعاع المؤين يمكن أن تؤدي إلى تغيرات كيميائية وفيزيائية في الأنسجة والمواد المعرضة للإشعاع. ويعتمد العدد نفسه المطلوب لإحداث مثل هذه التغييرات على نوع الإشعاع. نشأت الجرعة الممتصة من i-niya لهذا السبب على وجه التحديد. في الأساس، هذه هي كمية الطاقة التي امتصتها وحدة المادة وتتوافق مع نسبة طاقة النوع المؤين التي امتصتها كتلة الجسم أو الجسم الذي يمتص الإشعاع.

يتم قياس الجرعة الممتصة باستخدام الوحدة الرمادية (Gy)، وهي أحد مكونات نظام النحاس. الرمادي الواحد هو مقدار الجرعة القادرة على نقل جول واحد من الإشعاع المؤين إلى كيلوغرام واحد من الكتلة. الراد هي وحدة قياس غير نظامية؛ قيمتها 1 غراي تقابل 100 راد.

الجرعة الممتصة في علم الأحياء

لقد أثبت التشعيع الاصطناعي للأنسجة ذات الأصل الحيواني والنباتي بوضوح أن الأنواع المختلفة من الإشعاع، في نفس الجرعة الممتصة، يمكن أن يكون لها تأثيرات مختلفة على الجسم وجميع العمليات البيولوجية والكيميائية التي تحدث فيه. يحدث هذا بسبب الاختلاف في عدد الأيونات الناتجة عن الجزيئات الأخف والأثقل. وفي نفس المسار على طول النسيج، يمكن للبروتون أن يخلق أيونات أكثر من الإلكترون. كلما زادت كثافة الجسيمات المجمعة نتيجة التأين، كلما كان التأثير المدمر للإشعاع على الجسم أقوى، في ظل ظروف نفس الجرعة الممتصة. ووفقًا لهذه الظاهرة، فإن الاختلاف في قوة تأثيرات أنواع مختلفة من الإشعاع على الأنسجة، تم إدخال تحديد الجرعة الإشعاعية المكافئة. الإشعاع الممتص هو بيانات عن الإشعاع الذي يستقبله الجسم، ويتم حسابه عن طريق ضرب مؤشر الجرعة الممتصة في معامل خاص يسمى معامل الكفاءة البيولوجية النسبية (RBE). ولكن غالبًا ما يشار إليه أيضًا باسم عامل الجودة.

يتم قياس وحدات الجرعة الممتصة من الإشعاع من النوع المكافئ بوحدات النظام الدولي (SI)، وهي السيفرت (Sv). واحد سيفرت يساوي الجرعة المقابلة لأي إشعاع يمتصه كيلوغرام واحد من الأنسجة ذات الأصل البيولوجي ويسبب تأثيرًا مساوٍ لتأثير 1 غراي من إشعاع الفوتون. Rem - يستخدم كمؤشر قياس خارج النظام للجرعة البيولوجية (المكافئة) الممتصة. 1 سيفرت يتوافق مع مائة ريم.

شكل جرعة فعالة

الجرعة الفعالة هي مؤشر الحجم الذي يستخدم كمقياس لخطر العواقب طويلة المدى للإشعاع البشري، وأجزاء الجسم الفردية، من الأنسجة إلى الأعضاء. في هذه الحالة، يتم أخذ الحساسية الإشعاعية الفردية بعين الاعتبار. والجرعة الممتصة من الإشعاع تساوي حاصل ضرب الجرعة البيولوجية في أجزاء الجسم بمعامل ترجيح معين.

الأنسجة والأعضاء البشرية المختلفة لها قابلية مختلفة للإشعاع. قد تكون بعض الأعضاء أكثر عرضة من غيرها للإصابة بالسرطان عند تناول جرعة مكافئة واحدة، على سبيل المثال، تكون فرصة الإصابة بمثل هذا المرض في الغدة الدرقية أقل منها في الرئتين. لذلك، يستخدم الشخص معامل خطر الإشعاع الذي تم إنشاؤه. CRC هي وسيلة لتحديد الجرعة المؤثرة على الأعضاء أو الأنسجة. يتم حساب المؤشر الإجمالي لدرجة تأثير الجرعة الفعالة على الجسم عن طريق ضرب الرقم المقابل للجرعة البيولوجية في CRR لعضو أو نسيج معين.

مفهوم الجرعة الجماعية

هناك مفهوم جرعة الامتصاص الجماعية، وهي مجموع مجموعة فردية من قيم الجرعة الفعالة في مجموعة محددة من الأشخاص خلال فترة زمنية معينة. يمكن إجراء الحسابات لأية مستوطنات، حتى الدول أو القارات بأكملها. ويتم ذلك عن طريق ضرب متوسط الجرعة الفعالة وإجمالي عدد الأشخاص المعرضين للإشعاع. يتم قياس هذه الجرعة الممتصة باستخدام مان سيفرت (man-Sv).

بالإضافة إلى أشكال الجرعات الممتصة المذكورة أعلاه، هناك أيضًا: الالتزام، العتبة، الجماعية، التي يمكن الوقاية منها، الحد الأقصى المسموح به، الجرعة البيولوجية لإشعاع غاما نيوترون، الحد الأدنى المميت.

قوة الجرعة ووحدات القياس

مؤشر شدة الإشعاع هو استبدال جرعة محددة تحت تأثير إشعاع محدد لكل وحدة قياس زمنية. وتتميز هذه القيمة باختلاف الجرعة (المكافئة، الممتصة، الخ) مقسومة على وحدة زمنية. هناك العديد من الوحدات المبنية لهذا الغرض.

يتم تحديد الجرعة الممتصة من الإشعاع من خلال صيغة مناسبة للإشعاع المحدد ونوع كمية الإشعاع الممتصة (بيولوجية، ممتصة، تعرض، إلخ). هناك طرق عديدة لحسابها، بناءً على مبادئ رياضية مختلفة، ويتم استخدام وحدات قياس مختلفة. ومن أمثلة وحدات القياس:

الشكل المتكامل هو الكيلوغرام الرمادي في SI، ويتم قياسه خارج النظام بالراد جرام.
والشكل المكافئ هو السيفرت في النظام الدولي للوحدات، ويتم قياسه خارج النظام بالريم.
نوع التعرض هو كولوم-كيلوجرام في SI، وخارج النظام يتم قياسه بالرونتجنز.

وهناك وحدات قياس أخرى تتوافق مع الأشكال الأخرى للجرعة الإشعاعية الممتصة.

الاستنتاجات

وبتحليل هذه المقالات يمكن أن نستنتج أن هناك أنواعاً عديدة، سواء للإشعاعات المؤينة نفسها أو لأشكال تأثيرها على المواد ذات الطبيعة الحية وغير الحية. يتم قياسها جميعًا، كقاعدة عامة، في نظام الوحدات SI، وكل نوع يتوافق مع وحدة قياس نظامية وغير نظامية محددة. ويمكن أن يكون مصدرها متنوعًا للغاية، سواء كان طبيعيًا أو اصطناعيًا، ويلعب الإشعاع نفسه دورًا بيولوجيًا مهمًا.