Exponeringsdos

Exponeringsdos är en föråldrad egenskap hos fotonstrålning , baserad på dess förmåga att jonisera torr atmosfärisk luft .

Definition

Kvantitativt definieras exponeringsdosen som förhållandet mellan den totala elektriska laddningen av joner med samma tecken, bildad efter fullständig retardation i luften av elektroner och positroner som frigörs eller genereras av fotoner i en elementär luftvolym, och luftmassan i denna volym [1] [2] . Exponeringsdoshastigheten är ökningen av exponeringsdosen per tidsenhet [3] .

Måttenheter

• Internationellt enhetssystem (SI) — C /kg (1 C/kg ≈ 3,876⋅10 3 R [3] );
• Enheten utanför systemet är röntgen (1 Р = 2,58⋅10 −4 C/kg [4] ).

För att uttrycka exponeringsdoshastigheten används enheterna A /kg respektive P /s [5] .

I samband med att själva begreppet exponeringsdos förkastas, genomförs inte övergången till enheten C/kg [6] .

Applikation

Begreppet exponeringsdos har etablerats endast för fotonstrålning i fotonenergiområdet från flera kiloelektronvolt till 3 MeV [7] [8] . Exponeringsdosen tar inte heller hänsyn till joniseringen på grund av absorptionen av bremsstrahlung , vilket är obetydligt för det betraktade energiområdet [9] [10] . Det har inte använts som ett dosimetriskt värde som använts för att fastställa gränserna för tillåten mänsklig exponering sedan 1954, när begreppet absorberad dos introducerades, tillämpligt på alla typer av joniserande strålning [11] . Inom hushållsmetrologi har användningen av exponeringsdosen och frigörandet av nya instrument för att mäta den inte rekommenderats sedan 1990 [6] [10] . Från och med 2016 har tillverkningen av apparater för mätning av exponeringsdosen eller dess effekt avvecklats [12] .

Övergång till andra dosimetriska kvantiteter

Kerma i luft är energiekvivalenten till exponeringsdosen av fotonstrålning. Dessa kvantiteter är relaterade till följande relation, som är giltig för fotoner med en energi av storleksordningen 1 MeV [13] [14] [15] :

var är den genomsnittliga energin för jonbildning, är elektronladdningen, är den genomsnittliga andelen av energin hos sekundära partiklar som går till bremsstrahlung i luften (i fotonenergiområdet från 0,005 till 10 MeV varierar den från 0 till 0,03), är exponeringsdosen.

Under förhållanden med elektronisk jämvikt [Not 1] är kerma numeriskt lika med den absorberade dosen [17] , respektive exponeringsdosen i 1 R är ekvivalent med 8,73⋅10 -3 Gy av den absorberade dosen i luft. I detta fall kommer den absorberade dosen i biologisk vävnad att vara 9,6⋅10 -3 Gy [18] [15] (strängt taget gäller detta förhållande när det bestrålas med fotoner med energier från 100 keV till 3 MeV [19] ). Eftersom kvalitetsfaktorn för fotoner är lika med ett, är den absorberade dosen i detta fall lika med ekvivalenten , uttryckt i sievert .

I arbetet av Bregadze Yu.I. en jämförelse görs mellan exponeringsdosen X, uttryckt i röntgen, och omgivningsdosekvivalenten H*(10), mätt i sievert, mätt med moderna dosimetrar. Det visas att för fotonenergier över 500 keV är förhållandet H*(10) ≈ X/100 giltigt. I intervallet från 30 till 500 keV ger värdet på H*(10) en mer konservativ uppskattning av den mottagna dosen, och vid fotonenergier under 30 keV kommer exponeringsdosmätanordningen (med tillräcklig känslighet) att överskatta bidraget av lågenergistrålning för exponering av mänskliga inre organ [20] .

Se även

• Kerma

Anteckningar

1. ↑ Under förhållanden av elektronisk jämvikt, motsvarar summan av energierna för de genererade elektronerna som lämnar volymen under övervägande summan av energierna för elektronerna som kommer in i denna volym [7] . Elektronisk jämvikt kommer att tillhandahållas för en liten yta av något ämne om detta område är omgivet av ett lager av samma ämne med en tjocklek som är lika med intervallet för de snabbaste elektronerna som frigörs i detta ämne av fotoner [16] .

1. ↑ ICRU 85, 2011 , sid. 24.
2. ↑ Mashkovich, 1995 , sid. 25.
3. ↑ 1 2 Moiseev, 1984 , sid. 48.
4. ↑ GOST 8.417-2004. Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Enheter..
5. ↑ Kuznetsov, 2011 , sid. 425.
6. ↑ 1 2 RD 50-454-84. Metodiska instruktioner. Introduktion och tillämpning av GOST 8.417-81 GSI. Enheter av fysiska storheter inom området joniserande strålning. - S. 32-33. — 37 sid.
7. ↑ 1 2 Golubev, 1986 , sid. 79.
8. ↑ Kudryashov, 2004 , sid. 40.
9. ↑ Mashkovich, 1995 , sid. 26.
10. ↑ 1 2 Bregadze, 1990 , sid. 134.
11. ↑ Clarke, 2009 , sid. 90.
12. ↑ Vereshchako G. G. , Khodosovskaya A. M. Radiobiologi: termer och begrepp: uppslagsverk. ref. - Mn. : Vitryssisk vetenskap, 2016. - S. 300.
13. ↑ ICRU 85, 2011 , sid. 25.
14. ↑ Bregadze, 1990 , sid. 135-136.
15. ↑ 1 2 Kozlov, 1991 , sid. 326.
16. ↑ Ivanov, 1978 , sid. 57.
17. ↑ Ivanov, 1978 , sid. 52.
18. ↑ Golubev, 1986 , sid. 80.
19. ↑ Carron, 2007 , sid. 141.
20. ↑ Bregadze, 1990 , sid. 166,167.

Litteratur

• V.P. Mashkovich, A.V. Kudryavtsev. Skydd mot joniserande strålning. - Moskva: Energoatomizdat, 1995. - 496 s.
• A.A. Moiseev, V.I. Ivanov. Handbok för dosimetri och strålningshygien. - Moskva: Energoatomizdat, 1984. - 296 s.
• V.M. Kuznetsov, V.S. Nikitin, M.S. Khvostov. Radioekologi och strålsäkerhet. - Moskva: NIPKTS Voskhod-A LLC, 2011. - 1208 sid.
• B.P. Golubev. Dosimetri och skydd mot joniserande strålning. - Moskva: Energoatomizdat, 1986. - 464 s.
• Yu.B. Kudryashov. Strålningsbiofysik. - Moskva: FIZMATLIT, 2004. - 448 s.
• Yu.I. Bregadze, E.K. Stepanov, V.P. Yarina. Tillämpad metrologi av joniserande strålning. - Moskva: Energoatomizdat, 1990. - 264 s.
• V.F. Kozlov. Strålsäkerhetshandbok. - Moskva: Energoatomizdat, 1991. - 352 s.
• IN OCH. Ivanov. dosimetrikurs. - Moskva: Atomizdat, 1978. - 392 s.
• Den internationella kommissionen för strålningsenheter och mätningar. ICRU-rapport nr 85. Grundläggande kvantiteter och enheter för joniserande strålning (reviderad): [ eng. ] . - Oxford University Press, 2011. - 35 sid.
• RH Clarke, J. Valentin. The History of ICRP and the Evolution of its Policy  : [ eng. ] . - Elsevier Ltd, 2009. - 69 sid.
• NJ Carron. En introduktion till energetiska partiklars passage genom materia: [ eng. ] . - Taylor & Francis Group, LLC, 2007. - 386 sid.