Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для одноименного академического журнала см. Health Physics (journal) .
Физика здоровья для вашей защиты.
1947 г. Плакат Национальной лаборатории Ок-Ридж .

Физика здоровья, также называемая наукой о радиационной защите , - это профессия, посвященная защите людей и окружающей их среды от потенциальных радиационных опасностей, позволяя при этом получать удовольствие от полезного использования радиации. Физикам-медикам обычно требуется четырехлетняя степень бакалавра и квалификационный опыт, демонстрирующий профессиональные знания теории и применения принципов радиационной защиты и смежных наук. Физики-медики в основном работают на объектах, где используются радионуклиды или другие источники ионизирующего излучения (например, генераторы рентгеновского излучения).) используются или производятся; они включают исследования, промышленность, образование, медицинские учреждения, ядерную энергетику, вооруженные силы, защиту окружающей среды, обеспечение соблюдения государственных постановлений, а также дезактивацию и вывод из эксплуатации - сочетание образования и опыта для физиков-медиков зависит от конкретной области, в которой физик-медик работает .

Дополнительные специальности [ править ]

В области физики здоровья есть много дополнительных специальностей [1], включая

Физика оперативного здоровья [ править ]

Подполе оперативной физики здоровья, также называемой прикладной физикой здоровья в более старых источниках, сосредоточено на полевых работах и ​​практическом применении знаний физики здоровья в реальных ситуациях, а не на фундаментальных исследованиях. [2]

Медицинская физика [ править ]

Область физики здоровья связана с областью медицинской физики [3], и они похожи друг на друга в том, что практикующие врачи полагаются на большую часть одной и той же фундаментальной науки (например, радиационной физики, биологии и т.д.) в обеих областях. Однако физики-медики сосредотачиваются на оценке и защите здоровья человека от излучения, тогда как физики-медики и медицинские физики поддерживают использование радиации и других основанных на физике технологий практикующими врачами для диагностики и лечения заболеваний. [4]

Инструменты радиационной защиты [ править ]

Практическое измерение ионизирующего излучения имеет важное значение для физики здоровья. Это позволяет оценить меры защиты и оценку вероятной или фактически полученной дозы облучения. Предоставление таких инструментов обычно регулируется законом. В Великобритании это Правила об ионизирующем излучении 1999 года.

Измерительные приборы для радиационной защиты бывают как «установленными» (в фиксированном положении), так и переносными (переносными или переносными).

Установленные инструменты [ править ]

Установленные инструменты фиксируются в положениях, которые, как известно, важны для оценки общей радиационной опасности в зоне. Примерами являются установленные радиационные мониторы «на территории», мониторы блокировки гамма-излучения, мониторы на выходе персонала и мониторы загрязнения воздуха.

Зональный монитор будет измерять внешнее излучение, обычно рентгеновское, гамма-излучение или нейтроны; это излучения, которые могут иметь значительные уровни излучения в диапазоне, превышающем десятки метров от их источника, и, таким образом, покрывать большую территорию.

Блокировочные мониторы используются в приложениях для предотвращения непреднамеренного воздействия на рабочих чрезмерной дозы путем предотвращения доступа персонала в зону при высоком уровне радиации.

Мониторы загрязнения воздуха измеряют концентрацию радиоактивных частиц в атмосфере, чтобы предотвратить попадание радиоактивных частиц в легкие персонала.

Мониторы на выходе персонала используются для наблюдения за рабочими, которые покидают зону с «контролируемым загрязнением» или потенциально загрязненную зону. Это могут быть ручные мониторы, датчики проверки одежды или мониторы всего тела. Они контролируют поверхность тела и одежды рабочих, чтобы проверить, не осталось ли радиоактивных загрязнений . Обычно они измеряют альфа, бета или гамма, или их комбинации.

Национальная физическая лаборатория Великобритании опубликовала на своем Форуме по метрологии ионизирующего излучения руководство по передовой практике, касающееся предоставления такого оборудования и методологии расчета используемых уровней срабатывания сигнализации. [5]

Портативные инструменты [ править ]

Портативные инструменты бывают переносными или переносными. Переносной прибор обычно используется в качестве измерительного прибора для детальной проверки объекта или человека или оценки области, где нет установленных приборов. Их также можно использовать для контроля выхода персонала или проверки заражения персонала в полевых условиях. Они обычно измеряют альфа, бета или гамма или их комбинации.

Переносные инструменты, как правило, представляют собой инструменты, которые были бы установлены постоянно, но временно размещаются в зоне для обеспечения непрерывного мониторинга, где существует вероятность возникновения опасности. Такие инструменты часто устанавливаются на тележках для облегчения развертывания и связаны с временными рабочими ситуациями.

Типы инструментов [ править ]

Ниже перечислены наиболее часто используемые инструменты обнаружения.

  • ионизационные камеры
  • пропорциональные счетчики
  • Счетчики Гейгера
  • Полупроводниковые детекторы
  • Сцинтилляционные детекторы

Чтобы получить более полное описание каждого из них, перейдите по ссылкам.

Руководство по использованию [ править ]

В Соединенном Королевстве HSE издал инструкцию пользователя по выбору правильного инструмента измерения излучения для рассматриваемой заявки [2] . Он охватывает все технологии приборов ионизирующего излучения и является полезным сравнительным руководством.

Дозиметры излучения [ править ]

Дозиметры - это устройства, которые носит пользователь, которые измеряют дозу облучения, которую получает пользователь. Общие типы переносных дозиметров ионизирующего излучения включают:

  • Дозиметр из кварцевого волокна
  • Пленочный бейдж-дозиметр
  • Термолюминесцентный дозиметр
  • Твердотельный ( MOSFET или кремниевый диод) дозиметр

Единицы измерения [ править ]

Величины доз внешнего облучения, используемые в радиационной защите и дозиметрии
График, показывающий взаимосвязь единиц дозы излучения СИ

Поглощенная доза [ править ]

Основные единицы не принимают во внимание количество повреждений, нанесенных материи (особенно живой ткани) ионизирующим излучением. Это более тесно связано с количеством вложенной энергии, а не с зарядом. Это называется поглощенной дозой .

  • - Серый (Гр), с блоками Дж / кг, является СИ единицей поглощенной дозы, который представляет количество радиации , необходимое для осаждения 1 джоуль энергии в 1 кг любого вида материи.
  • Радиан (излучение поглощенной дозы), представляет собой соответствующий традиционный блок, который составляет 0,01 Дж осаждается на кг. 100 рад = 1 Гр.

Эквивалентная доза [ править ]

Равные дозы радиации разных типов и энергий вызывают разное повреждение живых тканей. Например, 1 Гр альфа-излучения вызывает примерно в 20 раз больше повреждений, чем 1 Гр рентгеновского излучения . Таким образом, эквивалентная доза была определена для приблизительной оценки биологического эффекта излучения. Он рассчитывается путем умножения поглощенной дозы на весовой коэффициент W R , который различен для каждого типа излучения (см. Таблицу в разделе « Относительная биологическая эффективность # Стандартизация» ). Этот весовой коэффициент также называется Q (добротность) или ОБЭ ( относительная биологическая эффективность излучения).

  • Зиверт (Зв) является единицей СИ эквивалентной дозы. Хотя он имеет те же единицы измерения, что и серый, Дж / кг, он измеряет что-то другое. Для данного типа и дозы облучения, применяемого к определенной части (частям) тела определенного организма, он измеряет величину дозы рентгеновского или гамма-излучения, применяемой ко всему телу организма, так что Вероятность двух сценариев вызвать рак одинакова согласно текущей статистике.
  • Бэр (бэр) является традиционным единица эквивалентной дозы. 1 зиверт = 100 бэр. Поскольку бэр является относительно большой единицей, типичная эквивалентная доза измеряется в миллибэрах (мбэр), 10 −3 бэр или микрозивертах (мкЗв), 10 −6 Зв. 1 мбэр = 10 мкЗв.
  • Единицей измерения, иногда используемой для низких доз радиации, является BRET ( эквивалентное время фонового излучения ). Это количество дней фонового облучения среднего человека, которому соответствует доза. Эта единица не стандартизирована и зависит от значения, используемого для средней дозы фонового излучения. Используя значение НКДАР ООН 2000 года (см. Ниже), одна единица BRET равна примерно 6,6 мкЗв.

Для сравнения: средняя «фоновая» доза естественного излучения, получаемая человеком в день, по оценке НКДАР ООН за 2000 год, составляет 6,6 мкЗв (660 мкбэр) BRET. Однако местные воздействия различаются: среднегодовое значение в США составляет около 3,6 мЗв (360 мбэр) [6], а на небольшой территории в Индии - до 30 мЗв (3 бэр). [7] [8] Смертельная доза радиации для всего тела человека составляет около 4–5 Зв (400–500 бэр). [9]

История [ править ]

В 1898 году Общество Рентгена (в настоящее время Британский институт радиологии ) учредило комитет по рентгеновским поражениям, тем самым положив начало дисциплине радиационной защиты. [10]

Термин «физика здоровья» [ править ]

По словам Пола Фрейма: [11]

«Термин физики здоровья , как полагают, возникла в металлургической лаборатории в Университете Чикаго в 1942 году, но точное происхождение неизвестно. Этот термин , возможно , придуманный Робертом Стоуном или Артура Комптона , так как камень был руководителем отдела здравоохранения и Артур Комптон был главой Металлургической лаборатории. Первой задачей Секции физики здоровья было проектирование защиты для реактора CP-1, который строил Энрико Ферми , поэтому первоначальные HP были в основном физиками.пытаясь решить проблемы, связанные со здоровьем. Объяснение, данное Робертом Стоуном, заключалось в том, что «... термин« Физика здоровья »использовался в проекте« Плутоний »для определения той области, в которой используются физические методы для определения наличия опасностей для здоровья персонала».

За это время сотрудник отдела здравоохранения Раймонд Финкль предложил вариант. «Сначала чеканка обозначала физический отдел Отдела здравоохранения ... название также служило безопасности:« радиационная защита »могла вызвать нежелательный интерес; «физика здоровья» ничего не передала ».

Величины, связанные с радиацией [ править ]

В следующей таблице показаны величины излучения в единицах СИ и других единицах.

Просмотр величин, связанных с ионизирующим излучением ‧ обсуждение ‧ править    
КоличествоЕдиница измеренияСимволВыводГодЭквивалентность СИ
Активность ( А )беккерельБкс −11974 г.Единица СИ
кюриCi3,7 × 10 10 с −11953 г.3,7 × 10 10  Бк
РезерфордRd10 6 с −11946 г.1000000 Бк
Экспозиция ( X )кулон на килограммКл / кгC⋅kg −1 воздуха1974 г.Единица СИ
рентгенрesu / 0,001293 г воздуха1928 г.2,58 × 10-4 Кл / кг
Поглощенная доза ( D )серыйГрДж ⋅ кг −11974 г.Единица СИ
эрг на граммэрг / гэрг⋅g −119501.0 × 10 −4 Гр
радрад100 эрг⋅г −11953 г.0,010 Гр
Эквивалентная доза ( H )зивертSvДж⋅кг −1 × Вт R1977 г.Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г −1 x Вт R1971 г.0,010 Зв
Эффективная доза ( Е )зивертSvДж⋅кг −1 × W R x W T1977 г.Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г −1 x W R x W T1971 г.0,010 Зв

Хотя Комиссия США по ядерному регулированию допускает использование единиц кюри , рад и бэры рядом единиц СИ, [12] в Европейском Союзе европейских единицы измерения директив требуют , чтобы их использование для «общественного здравоохранения ... цели» будет прекращено до 31 декабря 1985 г. [13]

См. Также [ править ]

  • Общество физиков здоровья
  • Сертифицированный медицинский физик
  • Радиологическая защита пациентов
  • Радиационная защита
  • Общество радиологической защиты. Главный орган Великобритании, занимающийся развитием науки и практики радиационной защиты. Это национальный орган Великобритании, аффилированный с IRPA.
  • IRPA Международная ассоциация радиационной защиты. Международный орган, занимающийся развитием науки и практики радиационной защиты.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Карьера в области физики здоровья
  2. ↑ Миллер, Кеннет Л. (июль 2005 г.). «Оперативная физика здоровья» . Физика здоровья . 88 (6): 638–652. doi : 10.1097 / 01.hp.0000138021.37701.30 - через ResearchGate.
  3. ^ http://www.aapm.org/medical_physicist/fields.asp
  4. ^ AAPM - Медицинский физик
  5. ^ Практическое руководство по оперативному мониторингу «Выбор уровнейсрабатывания сигнализации для выходныхмониторов персонала», декабрь 2009 г. - Национальная физическая лаборатория, Теддингтон, Великобритания. [1] Архивировано 13 мая 2013 г. на Wayback Machine
  6. ^ Радиоактивность в природе < http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm >
  7. ^ "Фоновое излучение: естественное или антропогенное" Министерство здравоохранения Вашингтона Стет
  8. ^ "Монацитовый песок не вызывает чрезмерной заболеваемости раком" , The Hindu
  9. ^ "Смертельная доза" , Глоссарий NRC (2 августа 2010 г.)
  10. ^ Молд Р. Век рентгеновских лучей и радиоактивности в медицине . Бристоль: IOP Publishing, 1993.
  11. ^ Происхождение "физики здоровья". Архивировано 27 сентября 2007 г. в Wayback Machine.
  12. ^ 10 CFR 20.1004 . Комиссия по ядерному регулированию США. 2009 г.
  13. ^ Совет Европейских сообществ (1979-12-21). «Директива Совета 80/181 / EEC от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354 / EEC» . Проверено 19 мая 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Общество физиков здоровья - научная и профессиональная организация, члены которой специализируются на радиационной безопасности труда и окружающей среды.
  • [3] - «Запутанный мир дозиметрии излучения» - М.А. Бойд, 2009 г., Агентство по охране окружающей среды США. Учет хронологических различий между дозиметрическими системами США и МКРЗ.
  • Вопросы и ответы: воздействие радиации на здоровье , BBC News , 21 июля 2011 г.