Рентген в настоящее время считается устаревшей единицей измерения. В последние годы область ее применения значительно сузилась. Сегодня она в основном используется для обозначения общего количества радиации, поглощенной человеком, а величина дозы, поглощенной человеком, называется зивертом.
Зиверт
Зиверт — это количество энергии, поглощенное одним килограммом биологической ткани, что соответствует поглощенной дозе 1 Гр фотонов (рентгеновского или гамма-излучения). В качестве эталонного источника излучения используются рентгеновские лучи с энергетическим порогом 180 кэВ1.
Зиверт выражается в других единицах СИ следующим образом:
1 Зв = 1 Дж/кг = 1 м²/с² (для излучения с коэффициентом качества 1,0).
Единица названа в честь шведского ученого Рольфа Зиверта. Согласно правилам СИ для производных единиц, носящих имена ученых, название единицы Зиверт пишется в нижнем регистре, а ее название «Зв» — в верхнем.
Равенство зиверта и луча означает, что эквивалентная доза и поглощенная доза имеют одинаковую величину, но не то, что эффективная доза численно равна поглощенной дозе. При определении эквивалентной дозы учитываются физические свойства излучения, и эквивалентная доза равна поглощенной дозе, умноженной на коэффициент качества излучения, который зависит от вида излучения и характеризует биологическую активность данного вида излучения. Например, коэффициент качества для альфа-частиц равен 20, что означает, что биологическое действие альфа-частиц в двадцать раз больше, чем гамма-лучей при одинаковой поглощенной энергии излучения на единицу массы органа или ткани.
При определении эффективной дозы учитывается вклад различных органов и тканей в общий ущерб, наносимый здоровью человека ионизирующим излучением. Эффективная доза должна быть равна эквивалентной дозе, умноженной на тканевый взвешивающий коэффициент, который зависит от вклада органа или ткани в ущерб, вызванный облучением отдельных органов или тканей в целом организме. Эквивалентная доза имеет большое значение в радиационной биологии, а эффективная доза является одной из наиболее важных величин для гигиенической стандартизации радиационного воздействия 2 .
Существует также (устаревшая) внесистемная единица измерения эквивалентной дозы — бэр (биологический эквивалент рада, до 1954 года — рентген, REM — рентгеновский эквивалент человека). 100 бэр соответствуют 1 зиверту3 .
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дробные числа образуются с помощью префиксов стандарта СИ.
| Кратные | Дроби | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Значение | Имя | Имя | Значение | Имя | Имя | ||
| 10 1 Зв | деказиверт | даЗв | daSv | 1 0-1 Зв | децизиверт | дЗв | dSv |
| 10 2 Зв | гектозиверт | гЗв | hSv | 1 0-2 Зв | сантизиверт | сЗв | cSv |
| 10 3 Зв | килозиверт | кЗв | kSv | 1 0-3 Зв | миллизиверт | мЗв | mSv |
| 10 6 Зв | мегазиверт | МЗв | MSv | 1 0-6 Зв | микрозиверт | мкЗв | µSv |
| 10 9 Зв | гигазиверт | ГЗв | GSv | 1 0-9 Зв | нанозиверт | нЗв | nSv |
| 10 12 Зв | теразиверт | ТЗв | TSv | 1 0-12 Зв | пикозиверт | пЗв | pSv |
| 10 15 Св | петазиверт | ПЗв | PSv | 1 0-15 Зв | фемтозиверт | фЗв | fSv |
| 10 18 Зв | эксазиверт | ЭЗв | ESv | 1 0-18 Зв | аттозиверт | аЗв | aSv |
| 10 21 Зв | зеттазиверт | ЗЗв | ZSv | 1 0-21 Зв | зептозиверт | зЗв | zSv |
| 10 24 Зв | иоттазиверт | ИЗв | YSv | 1 0-24 Зв | иоктозиверт | иЗв | ySv |
| 10 27 Зв | ронназиверт | РЗв | RSv | 1 0-27 Зв | ронтозиверт | рЗв | rSv |
| 10 30 Зв | кветтазиверт | КвЗв | QSv | 1 0-30 Зв | квектозиверт | квЗв | qSv |
| рекомендовано к применению применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике | |||||||
Величины внешних доз
Когда зиверт используется для представления случайного воздействия внешнего ионизирующего излучения на ткани человека, полученные дозы излучения на практике измеряются с помощью радиометрических приборов и дозиметров и называются функциональными значениями. Чтобы соотнести эти фактически полученные дозы с потенциальными последствиями для здоровья, были разработаны защитные значения для прогнозирования потенциальных последствий для здоровья на основе результатов крупных эпидемиологических исследований. Это потребовало разработки различных мощностей доз в рамках гармонизированной структуры, разработанной МАИР в сотрудничестве с МКРЗ. Внешние мощности доз и взаимосвязи между ними показаны на соседнем рисунке. МКРУ в первую очередь отвечает за оперативные уровни доз, основанные на применении методов измерения ионизирующего излучения, в то время как МКРЗ в первую очередь отвечает за защитные уровни, основанные на моделировании поглощения дозы и биологической чувствительности человека.
Физические величины
Это непосредственно измеряемые физические величины, которые не учитывают биологические эффекты. Поток излучения — это количество радиационных частиц, достигающих единицы площади за единицу времени, керма — ионизирующее действие гамма- и рентгеновского излучения в воздухе, используемое для калибровки прибора, а поглощенная доза — это количество энергии излучения на единицу массы исследуемого вещества или ткани.
Эксплуатационные количества
Оперативные величины измеряются на практике и являются средством прямого измерения дозы, поглощенной при облучении, или прогнозирования дозы, поглощенной в измеряемой среде. Поэтому они используются для практического мониторинга дозы и обеспечивают оценку или верхний предел значения защитных величин, связанных с воздействием. Они также используются в практических нормативах и руководствах.
Калибровка атомных и площадных дозиметров в фотонных полях осуществляется путем измерения столкновения «свободной кермы воздуха в воздухе» в условиях равновесия вторичных электронов. Затем рассчитывается соответствующий размер моды с использованием коэффициента преобразования, который соотносит воздушную керму с соответствующим размером моды. Коэффициенты преобразования для фотонного излучения публикуются МКРУ.
Простые (негуманоидные) «призраки» используются для соотнесения рабочих величин с измеренным внешним излучением. Фантом сферы ICRU основан на определении ICRU материала, соответствующего 4-элементной ткани, который в реальности не существует и не может быть произведен. Сфера ICRU — это теоретическая «тканеэквивалентная» сфера диаметром 30 см, состоящая из материала с плотностью 1 г — см3 и массовым составом 76,2% кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода и 2,6% азота. Этот материал по своим абсорбционным свойствам максимально приближен к человеческой ткани. По данным МКРЗ, «призрачная сфера» МКРУ в большинстве случаев очень близко подходит к человеческому телу по рассеянию и ослаблению полей проникающей радиации. Таким образом, излучение определенного потока энергии внутри сферы имеет примерно такое же энергетическое осаждение, как и в соответствующей массе человеческой ткани.
Чтобы учесть обратное рассеяние и поглощение человеческого тела, для практической калибровки дозиметров для всего тела используется «фантомная пластина», представляющая человеческий торс. Фантомная пластина имеет размеры 300 × 300 × 150 мм и представляет собой человеческий торс.
Про Рентгены, Зиверты и дозиметры
Счастливые обладатели прибора, называемого дозиметром, часто бывают разочарованы. Вот он, прибор работает, выдает цифры, но что за этим стоит, известно из инструкции, которая размером с докторскую диссертацию. Зиверт, микрорентген — можно ли объяснить человеческим языком, что это такое? Мы попытались. В результате получилась шпаргалка для тестирования индивидуальной радиационной защиты.
За ширмой стабильности материального мира постоянно что-то происходит. Некоторые атомы, например, распадаются на части. Представьте себе сферу, теряющую свои части на большой скорости. Разлетающиеся части — ядра, электроны, протоны — проносятся в пространстве и бомбардируют окружающие молекулы. Энергия удара превращает их в ионы, которые запускают вредные процессы в живых организмах. Так выглядит радиоактивный распад и разрушительное действие ионизирующего излучения.
Естественная радиация была, есть и будет. Она вызывается тяжелыми металлами в почве и радоном. Космическое излучение задерживается атмосферой, но через озоновые дыры и авиаперелеты мы также получаем его. Медицинские тесты, компьютеры, мобильные телефоны. Чтобы сделать дозиметр радиации понятным прибором, мы должны сначала понять, что такое радиация и как она измеряется в Международной системе единиц (СИ).
Посмотреть все товары категории: Дозиметры радиации
Сила энергии
Радиация — это пучок энергии. Чем больше энергия, тем больше повреждение тканей, которые ее поглощают.
Поглощенная доза (ПД) — это количество ионизирующей энергии, поглощенной веществом. В системе СИ этот показатель называется Грей (Гр; русск.; Гр- интер) и выражается в джоулях на килограмм (Дж/кг).
1 Грей — это энергия, равная 1 джоулю, поглощенному веществом массой 1 кг.
В зависимости от вида излучения (a — a, b — b, c — гамма, рентгеновские лучи…), излучение имеет различные качественные свойства — активность, воздействие на отдельные органы, долгосрочные последствия для здоровья.
С поправкой на качество
— Весовой коэффициент радиации (ВКР) учитывает биологическую эффективность излучения. Для рентгеновского, гамма- и B-излучения RWC равен единице. Для нейтронного излучения он составляет от 5 до 10, для альфа-излучени я-20, т.е. при сопоставимом энергетическом ущербе гамма-лучи гораздо менее вредны для человека, чем альфа-лучи.
Рентген ― внесистемный, но привычный
Доза — это не только поглощенная доза, но и экспозиционная доза. Экспозиционная доза — это степень насыщения воздуха ионами, образованными мирными молекулами и атомами в окружающей среде при бомбардировке элементарными частицами. Рентген (R) рассчитывается как излучение, которое выпускает 2,08 X 109 парных ионов из 1 см3 воздуха.
Раньше доза облучения измерялась во внесистемных единицах рентгена (R), позже добавили системную, но численно проблематичную кулоновскую единицу, оставив в приборах известные рентгены, точнее микрорентгены (мкР) или одну тысячную рентгена.
Доза, выраженная в R, — это излучение на пути к проникновению. После поглощения в веществе экспозиционная доза преобразуется в поглощенную, а рентгеновские лучи — в зиверты.
Если оценивать воздействие гамма- или рентгеновских лучей на человека (у них коэффициент эквивалентности = 1), то можно сказать (с погрешностью 15-17%), что:
1 Гр = 1 Зв ~ 100 R (или BER) — 1mR ~ 0,01 мкЗв
О чем расскажет дозиметр
Типичный домашний дозиметр со счетчиком Гейгера дает информацию о мощности поглощенной дозы — количестве излучения (в мкЗв или мкР) за единицу времени (час, минуту…).
Естественный радиационный фон не должен превышать 25 мкР/ч (0,25 мкЗв/ч), а максимально допустимый радиационный фон составляет 50 мкР/ч (0,50 мкЗв/ч).
Если дозиметр показывает гамма-фон излучения в доме, например, 17 мкР/ч (0,17 мкЗв/ч), это означает, что радиационная обстановка в норме и вы получаете эквивалентную дозу 0,17 мкЗв за каждый час пребывания в стенах своего дома или накапливаете 1489,2 мкЗв или 1,49 мЗв в течение года, что ниже среднего значения естественного радиационного фона. Вы можете только радоваться благополучию своего жизненного пространства.
Вооружившись этими знаниями, вы теперь можете приобрести дозиметр и следить за радиационным статусом. В магазине «Аура-Мед» представлены сертифицированные приборы, которые вы можете приобрести как встроенные счетчики Гейгера, так и гибридные датчики, сочетающие в себе детекторы радиации, магнитного поля и нитрат-тестеры. Сторонники здорового образа жизни заслуживают скидки!
Допустимый объём накопленного в организме облучения
Доза радиации, поступающая в организм человека, имеет кумулятивное свойство. Ученые установили критический порог кумулятивного пожизненного воздействия радиации на организм, превышение которого приводит к негативным последствиям. Безопасный уровень кумулятивного облучения составляет от 100 до 700 миллизивертов.
Для коренных народов, проживающих в горных районах, этот уровень может быть несколько выше.
Основные источники накопления в организме радионуклидных соединений
Ионизирующее излучение образуется в результате инерционного испускания магнитных волн при активном взаимодействии атомов. Источники ионизирующего излучения делятся на естественные и искусственные.
Природные ионизирующие излучения
Естественные источники излучения — это в основном природные источники излучения. Различные регионы Земли имеют разный уровень радиации. Уровень радиации напрямую зависит от следующих факторов:
- Высота над уровнем моря. Чем ближе к воде, тем ниже уровень радиации в воздухе;
- Геологическая структура местности. Наличие плодородной почвы и водоемов содействуют снижению радиоактивного фона. Горные образования, напротив, служат источником повышенного излучения;
- Архитектура. Чем плотней застройка, тем выше окружающий её радиоактивный фон.
Оптимальным для жизни считается фоновый уровень радиации 0,2 микрозиверта в час (или 20 микрозивертов в час). Верхний предел составляет 0,5 микрозиверта в час (50 микрорентген в час).
При дозе до 10 микроЗв/ч (1 мР/ч) человек может безопасно находиться в зоне радиационного фона в течение 2-3 часов. Более длительное пребывание может привести к критическим последствиям.
Источники накопления дозы естественного излучения в организме
Статистическая средняя накопленная доза естественной радиации для человеческого организма составляет около 2-3 мЗв в год. Она представляет собой сумму следующих элементов:
- космическая радиация и солнечная активность – 0,3 – 0,9 мЗв;
- ландшафтно-почвенное излучение – 0,25 – 0,6 мЗв;
- радиационный фон окружающей архитектуры – от 0,3 мЗв;
- воздушные массы – 0,2 – 2 мЗв;
- продукты питания – от 0,02 мЗв;
- питьевая вода – 0,01 – 0,1 мЗв.
Одним из источников естественного ионизирующего излучения является сам организм человека, который вырабатывает собственные запасы радионуклидов. Среднее облучение только скелета составляет от 0,1 до 0,5 мЗв.
Искусственные ионизирующие излучения
Источниками искусственного ионизирующего излучения являются в основном медицинские приборы, используемые для диагностики или рентгенотерапии. Различные виды рентгеновских исследований имеют разные значения эквивалентной поглощенной дозы. Кроме того, на мощность дозы излучения влияет возраст изготовления и рабочая нагрузка используемого рентгеновского оборудования.
Рентгеновские аппараты последнего поколения подвергают организм человека во много раз меньшему облучению, чем более ранние модели. Современные цифровые рентгеновские аппараты практически безопасны.
Размер доз облучения при рентгенодиагностике
Мощность дозы рентгеновского излучения, производимого современными рентгеновскими аппаратами, по сравнению с их более ранними модификациями:
- 1 снимок цифровой флюорографии – оза снижена с 0,03 до 0,002 мЗв;
- 1 снимок плёночной флюорографии – оза снижена с 0,8 до 0,25 мЗв;
- 1 снимок при рентгенографии органов грудной полости – доза снижена с 0,4 до 0,15 мЗв;
- 1 снимок дентальной рентгенографии — доза снижена с 0,3 до 0,03 мЗв.
При рентгеноскопической диагностике органы исследуются визуально, а необходимая информация сразу же выводится на экран компьютера. В отличие от фотографического метода, при этом виде диагностики пациент получает меньшую дозу облучения в единицу времени. Однако в некоторых случаях обследование может проводиться в течение более длительного времени. При диагностике продолжительностью до 15 минут средняя мощность дозы составляет от 2 до 3,5 мЗв.
При диагностике желудочно-кишечного тракта человек получает дозу облучения до 6 миллизивертов. При компьютерной томографии — от 2 до 6 миллизивертов (мощность дозы напрямую зависит от диагностируемых органов).
В ходе сравнительного анализа воздействия на человека ионизирующего излучения от диагностического рентгеновского оборудования и повседневного облучения в обычной среде ученые установили следующие данные:
- разовая рентгенография грудной клетки сопоставима с 10-дневной дозой естественного облучения;
- одна флюорография грудной клетки – до 1-го месяца естественного облучения;
- разовая полная компьютерная томография – приблизительно 3 года естественного облучения;
- один рентгенографический осмотр кишечника или желудка – от 2-х до 3-х лет естественного облучения.
Согласно законодательству Российской Федерации о радиационной защите, допустимой нормой рентгеновского облучения (среднегодовой эффективной дозой) является общая доза 70 мЗв, получаемая в течение жизни 70 лет.
Измерение радиации в квартире
Облучение в помещении не должно превышать 0,25 мЗв/час. Безопасным считается помещение, в котором уровень радона не превышает 100 Бк на кубический метр. Однако в производственных помещениях он может достигать 300 Бк и 0,6 микроЗиверта.
Если пределы превышены, принимаются меры по их снижению. Если это невозможно, жителей необходимо переселить, а объекты перевести в нежилое назначение или снести.
СанПиН устанавливает уровни содержания тория, урана и калия-40, используемых при строительстве жилья. Суммарная доза от стеновых и отделочных материалов не должна превышать 370 Бк/кг.
Материалы с повышенной радиоактивностью
При строительстве в советское время все материалы проверялись по ГОСТу. Поэтому разговоры о радиоактивности пятиэтажек «хрущевок» — не более чем миф. Основным источником радиации в квартире или любом другом помещении является газ радон.
Он является естественным источником радиации, поскольку встречается в земной коре и выделяется в окружающую среду, где имеет свою долю в общем радиационном фоне. Когда он попадает в помещение через фундамент и полы, он накапливается и повышает нормальный радиационный фон. Поэтому не следует слишком герметично закрывать помещения. Вода из артезианских скважин и природный газ — другие источники проникновения радона в дом.
Основные строительные материалы — бетон, кирпич и дерево — не представляют никакого риска и являются самыми безопасными из всех. Однако в строительстве и повседневной жизни мы используем материалы, которые выделяют довольно большое количество радона. К ним относятся:
Все материалы, находящиеся в земной коре или извлеченные из нее, могут иметь высокий уровень радиации. Поэтому рекомендуется проверить это самостоятельно.
Чем проверить наличие радиации
Вы можете самостоятельно проверить уровень радиации, если вы покупаете новый дом, живете в неблагоприятном районе или используете подозрительные материалы при строительстве дома. У человека нет органов чувств, способных обнаружить радиацию и оценить ее опасность. Поэтому для определения радиации нужны специальные приборы — дозиметры.
Они могут быть для бытового, профессионального, промышленного или военного использования. В качестве чувствительных элементов могут использоваться различные датчики: Газовые разряды, сцинтилляционные кристаллы, слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера, термолюминесцентные лампы, штыревые диоды.
Для измерений в домашних условиях существуют домашние дозиметры. В зависимости от устройства, они могут показывать измерения в мкЗв/ч или мкР/ч.
