Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из эквивалента дозы )
Перейти к навигации Перейти к поиску
эквивалентная доза
Общие символы
ЧАС
Единица СИзиверт
Прочие единицы
рентген-эквивалент человека
В базовых единицах СИДж ⋅ кг −1

Эквивалентная доза - это величина дозы H, представляющая стохастические последствия для здоровья низких уровней ионизирующего излучения на теле человека, которые представляют вероятность радиационно-индуцированного рака и генетических повреждений. Он выводится из физической величины поглощенной дозы , но также учитывает биологическую эффективность излучения, которая зависит от типа и энергии излучения. В системе единиц СИ единицей измерения является зиверт (Зв).

Заявление [ править ]

Величины доз внешнего облучения, используемые в радиационной защите и дозиметрии

Для учета стохастического риска для здоровья выполняются расчеты для преобразования физической величины поглощенной дозы в эквивалентную дозу, детали которой зависят от типа излучения. Для применений в радиационной защите и оценке дозиметрии Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) и Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) опубликовали рекомендации и данные о том, как рассчитать эквивалентную дозу из поглощенной дозы.

Эквивалентная доза обозначается МКРЗ как «предельное количество»; для определения пределов воздействия, чтобы гарантировать, что «вероятность возникновения стохастических последствий для здоровья сохраняется ниже неприемлемых уровней и что реакции тканей избегаются». [1] [2] [3] Это расчетное значение, поскольку эквивалентную дозу практически невозможно измерить, и цель расчета - получить значение эквивалентной дозы для сравнения с наблюдаемыми последствиями для здоровья. [4]

Расчет [ править ]

Связь величин внешней "защитной" дозы СИ

Эквивалентная доза H T рассчитывается с использованием средней поглощенной дозы, депонированной в ткани или органе тела T, умноженной на весовой коэффициент излучения W R, который зависит от типа и энергии излучения R.

Весовой коэффициент излучения представляет относительную биологическую эффективность излучения и изменяет поглощенную дозу, чтобы учесть различные биологические эффекты различных типов и энергий излучения.

МКРЗ присвоила радиационные весовые коэффициенты указанным типам радиации в зависимости от их относительной биологической эффективности , которые показаны в прилагаемой таблице. [5]

Расчет эквивалентной дозы от поглощенной дозы;

куда,

H T - эквивалентная доза в зивертах (Зв), поглощенная тканью T
D T, R - поглощенная доза в серых тонах (Гр) в ткани T за счет излучения типа R
W R - весовой коэффициент излучения, определяемый нормативными требованиями.

Так, например, поглощенная доза 1 Гр альфа-частицами приведет к эквивалентной дозе 20 Зв, а эквивалентная доза излучения, по оценкам, будет иметь такой же биологический эффект, как и такое же количество поглощенной дозы гамма-лучей, что составляет учитывая весовой коэффициент 1.

Чтобы получить эквивалентную дозу для сочетания видов излучения и энергий, суммируются все типы энергетических доз излучения. [6] При этом учитывается вклад различного биологического действия различных типов излучения.

Весовые коэффициенты излучения W R (ранее называвшиеся Q-фактором),
используемые для представления относительной биологической эффективности
согласно отчету 103 МКРЗ [6]
РадиацияЭнергияW R (ранее Q)
рентгеновские лучи , гамма-лучи ,
бета-частицы , мюоны		 1
нейтроны<1 МэВ2,5 + 18,2 · e - [ln (E)] ² / 6
1 МэВ - 50 МэВ5,0 + 17,0 · e - [ln (2 · E)] ² / 6
> 50 МэВ2,5 + 3,25 · e - [ln (0,04 · E)] ² / 6
протоны , заряженные пионы 2
альфа-частицы ,
продукты ядерного деления ,
тяжелые ядра		 20

История [ править ]

Концепция эквивалентной дозы была разработана в 1950-х годах. [7] В своих рекомендациях 1990 г. МКРЗ пересмотрела определения некоторых величин радиационной защиты и дала новые названия для пересмотренных величин. [8] Некоторые регулирующие органы, особенно Международный комитет мер и весов (CIPM) и Комиссия по ядерному регулированию США, продолжают использовать старую терминологию коэффициентов качества и эквивалента дозы, даже несмотря на то, что лежащие в основе расчеты изменились. [9]

Будущее использование [ править ]

На 3-м Международном симпозиуме МКРЗ по системе радиологической защиты в октябре 2015 г. Целевая группа 79 МКРЗ сообщила об «использовании эффективной дозы в качестве связанной с риском величины радиологической защиты».

Это включало предложение прекратить использование эквивалентной дозы в качестве отдельной защитной величины. Это позволило бы избежать путаницы между эквивалентной дозой, эффективной дозой и эквивалентом дозы и использовать поглощенную дозу в Гр в качестве более подходящей величины для ограничения детерминированных эффектов для хрусталика глаза, кожи, рук и ног. [10]

Эти предложения должны будут пройти следующие этапы:

  • Обсуждение в комитетах МКРЗ
  • Редакция отчета целевой группой
  • Повторное рассмотрение комитетами и главной комиссией
  • Общественные консультации

Единицы [ править ]

Единица СИ измерения для эквивалентной дозы является зиверт , определяется как один джоуль за кг . [11] В США до сих пор широко используется рентгеновский эквивалент человека (бэр), равный 0,01 зиверта, хотя регулирующие и консультативные органы поощряют переход на зиверт. [12]

Связанные количества [ править ]

Ограничение расчета эквивалентной дозы [ править ]

Эквивалентная доза H T используется для оценки стохастического риска для здоровья из-за полей внешнего излучения, которые равномерно проникают через все тело . Однако требуются дальнейшие корректировки, когда поле применяется только к части (частям) тела или неравномерно для измерения общего стохастического риска для здоровья тела. Чтобы сделать это возможным, необходимо использовать дополнительную дозу, называемую эффективной дозой , чтобы учесть изменяющуюся чувствительность различных органов и тканей к радиации.

Связь с ожидаемой дозой [ править ]

В то время как эквивалентная доза используется для стохастических эффектов внешнего излучения, аналогичный подход используется для внутренней или ожидаемой дозы . МКРЗ определяет величину эквивалентной дозы для индивидуальной ожидаемой дозы, которая используется для измерения воздействия вдыхаемых или проглоченных радиоактивных материалов. Ожидаемая доза от внутреннего источника представляет такой же эффективный риск, как и такое же количество эквивалентной дозы, равномерно примененной ко всему телу от внешнего источника.

Ожидаемая эквивалентная доза , H T ( t ) - это интеграл по времени от мощности эквивалентной дозы в конкретной ткани или органе, которая будет получена человеком после попадания радиоактивного материала в организм Контрольным лицом, где s - время интегрирования. годами. [13] Это относится конкретно к дозе в конкретной ткани или органе, аналогично эквивалентной дозе внешнего облучения.

В МКРЗ говорится: «Радионуклиды, попавшие в организм человека, облучают ткани в течение периодов времени, определяемых их физическим периодом полураспада и их биологическим удерживанием в организме. Таким образом, они могут вызывать дозы в тканях тела в течение многих месяцев или лет после поступления. Необходимость регулирования облучения радионуклидами и накопления дозы облучения в течение продолжительных периодов времени привела к определению ожидаемых величин доз ". [14]

Эквивалентная доза V эквивалент дозы [ править ]

Нет никакой путаницы между эквивалентной дозой и эквивалентом дозы . Действительно, это одни и те же концепции. Хотя определение CIPM гласит, что линейная функция передачи энергии ICRU используется при расчете биологического эффекта, ICRP в 1990 [15] разработал «защитные» величины дозы, названные эффективной и эквивалентной дозой, которые рассчитываются на основе более сложных вычислительных моделей. и отличаются тем, что в названии отсутствует фраза « эквивалент дозы» .

До 1990 г. в МКРЗ использовался термин «эквивалент дозы» для обозначения поглощенной дозы в точке, умноженной на коэффициент качества в этой точке, где коэффициент качества был функцией линейной передачи энергии (ЛПЭ). В настоящее время определение «эквивалентной дозы» МКРЗ представляет собой среднюю дозу на орган или ткань, и вместо факторов качества используются весовые коэффициенты излучения.

Фраза эквивалент дозы используется только для тех случаев, когда для расчета используется Q, и следующие определения определены как таковые ICRU и ICRP:

  • амбиентный эквивалент дозы
  • эквивалент направленной дозы
  • эквивалент индивидуальной дозы

В США есть и другие величины доз с другими названиями, которые не являются частью системы количеств МКРЗ. [16]

Использование старых факторов [ править ]

Весовой коэффициент излучения для нейтронов со временем пересматривался и отличается для NRC и ICRP США.

Международный комитет мер и весов (МК) и США Комиссия по ядерному регулированию продолжают использовать старую терминологию факторов качества и эквивалентную дозу. Коэффициенты качества NRC не зависят от линейной передачи энергии, хотя и не всегда равны весовым коэффициентам ICRP. [9] Согласно определению NRC, эквивалент дозы - это «произведение дозы, поглощенной тканью, фактора качества и всех других необходимых модифицирующих факторов в интересующем месте». Однако из их определения эквивалента эффективной дозы очевидно, что «все другие необходимые модифицирующие факторы» исключают весовой фактор ткани. [17]Весовые коэффициенты излучения для нейтронов также различаются между NRC США и ICRP - см. Прилагаемую диаграмму.

Отчеты по дозиметрии [ править ]

Кумулятивная эквивалентная доза от внешнего облучения всего тела обычно сообщается работникам атомной энергетики в регулярных дозиметрических отчетах.

В США обычно сообщают о трех различных эквивалентных дозах:

  • эквивалент глубокой дозы , (DDE)
  • мелкий эквивалент дозы, (SDE)
  • эквивалент дозы для глаз

См. Также [ править ]

  • Эквивалентная доза банана
  • Беккерель
  • Счетов в минуту
  • Кюри
  • Серый (единица)
  • Установки ионизирующего излучения
  • Ионизационная камера
  • Рад (ед.)
  • Рентген (единица)
  • Рентген-эквивалент человека
  • Зиверт

Ссылки [ править ]

  1. ^ МКРЗ Публикация 103, пункт 112
  2. ^ Публикация 103 МКРЗ, параграф B50
  3. ^ «В 1991 году Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) [7] рекомендовала пересмотренную систему ограничения дозы, включая определение первичных предельных величин для целей радиационной защиты. Эти защитные величины практически неизмеримы» - Отчет МАГАТЭ по безопасности 16
  4. ^ Публикация 103 МКРЗ, параграф B64
  5. ^ Публикация 103 МКРЗ, глоссарий
  6. ^ a b «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.» . Летопись МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Архивировано из оригинального 16 ноября 2012 года . Проверено 17 мая 2012 года .
  7. ^ Кларк, RH; Ж. Валентин (2009). «История МКРЗ и эволюция ее политики» (PDF) . Летопись МКРЗ . Публикация МКРЗ 109. 39 (1): 75–110. DOI : 10.1016 / j.icrp.2009.07.009 . Проверено 12 мая 2012 года .
  8. ^ "Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 1990 г." . Летопись МКРЗ . Публикация МКРЗ 60. 21 (1–3). 1991. ISBN. 978-0-08-041144-6. Проверено 17 мая 2012 года .
  9. ^ a b 10 CFR 20.1004 . Комиссия по ядерному регулированию США. 2009 г.
  10. ^ «Использование эффективной дозы», Джон Харрисон. 3-й Международный симпозиум по системе радиологической защиты, октябрь 2015 г., Сеул. [1]
  11. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  12. ^ Комиссия по ядерному регулированию. «Правила NRC: определения §34.3» . Правительство США . Проверено 14 марта 2007 .
  13. ^ Публикация 103 МКРЗ - Глоссарий.
  14. ^ Пункт 140 МКРЗ Публикация 103
  15. ^ МКРЗ Публикация 60 опубликована в 1991 году
  16. ^ - " Запутанный мир дозиметрии излучения" Архивировано 21 декабря 2016 г. на Wayback Machine - М.А. Бойд, Агентство по охране окружающей среды США, 2009. Отчет о хронологических различиях между дозиметрическими системами США и МКРЗ.
  17. ^ 10 CFR 20.1003 . Комиссия по ядерному регулированию США. 2009 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Эквивалент дозы - глоссарий Европейского ядерного общества
  • [2] - «Запутанный мир дозиметрии излучения» - М.А. Бойд, Агентство по охране окружающей среды США. Учет хронологических различий между дозиметрическими системами США и МКРЗ.