витрачається на відрив електрона від атома (іонізація) ізбудження атома (перехід одного з електронів з ближніх орбіт на більшвіддалену від ядра оболонку). При цьому енергія частинок розподіляється на ці двапроцесу приблизно навпіл.
Табл. 1 Пробіг та часток у м'язовій тканині
Енергія частинок, МеВ
Пробіг, мм
частинки
частинки
0,1
-
0,1
0,3
-
0,7
0,5
-
1,4
0,6
-
1,7
1,0
0,003
3,5
1,2
0,004
4,3
2,0
0,01
8,0
2,3
0,012
9,6
3,0
0,015
12,5
3,5
0,02
14,5
5,0
0,05
-
З таблиці 1 видно, що якщо радіоактивний елемент незнаходиться всередині організму, частинки черезнеушкоджену шкіру практично проникнути не можуть.
Число іонізованих та збуджених атомів, утворених часткою на одиниці довжинишляху в середовищі, в сотні разів більше, ніж у частинки. Це обумовленотим, що маса частинки приблизно в 7000 разівбільше маси частинки (електрона) і,отже, при одній і тій же енергії її величина значно менша (вповітрі - близько 20000 км/с і 220000-270000 км/с відповідно). Очевидно,що чим менше швидкість частинки, тим більше її ймовірність взаємодії затомами середовища, отже, і більше втрати енергії на одиниці шляху і меншепробіг. З табл. 2 випливає, що пробіг частинок в м'язовій тканині в1000 разів менше, ніж пробіг частинок тієї ж енергії. Зцієї ж таблиці ясно, що і випромінювання значимий шкодуживому організму приносять при попаданні всередину його, а при попаданні на шкіру -при високій концентрації і тривалому часу дії.
-->>
Нейтрино, що виникають при кожному розпаді ядра, не маютьмаси спокою і заряду і із середовищем не взаємодіють. кванти, які є дужевисокочастотним електромагнітним випромінюванням, виробляють в середовищі і живомуорганізмі іонізацію, в сотні разів меншу, ніж частинки. Їх проникаючаздатність, на відміну від заряджених частинок, дуже велика. Принципово по -іншому відбувається взаємодія нейтронів з речовиною. Вони взаємодіють не зелектронними оболонками атома, а з ядром, передаючи йому частину енергії.Вилетіли позитивно заряджене ядро ​​виробляє іонізацію середовища. Крімцього, частина нейтронів малої енергії може захоплюватися ядром з миттєвимвипромінюванням кванта або ж зутворенням нових радіоактивних елементів в опромінюваної середовищі.
Таким чином, для будь-якого виду іонізуючого випромінювання,первинними процесами, які відбуваються в середовищі, є іонізація ізбудження. Тому біологічні ефекти, спостережувані під впливомзаряджених частинок, нейтронів і квантів, обумовлені не їхфізичною природою, а тим більше їх джерелом (різні природні ітехногенні радіонукліди, генератори випромінювань), а кількістю поглиненоїенергії та її просторовим розподілом (мікрогеометрією),характеризуються лінійною щільністю іонізації. Чим вище лінійна щільністьіонізації або, інакше, лінійна передача енергії (ЛПЕ), тим більше ступіньбіологічного ушкодження. Цей ступінь визначає відносну біологічнуефективність (ВБЕ) різного роду випромінювань.
Біологічна дія випромінювання є основоюбіологічної дозиметрії і використовується головним чином для встановлення ОБЕ -відносної біологічної ефективності різних видів випромінювання.Біологічні методи дозиметрії базуються на визначенні морфологічних іфункціональних змін, що виникають в організмі під впливом опромінення.Величину дози оцінюють за рівнем летальності тварин, зміни забарвлення шкіри,випаданню волосся, появі або збільшення вмісту деяких речовин в сечі,зміни кількості кров'яних клітин, тобто складу крові і ін Біологічніметоди не дуже точні.
Фізичні методи
Фізичні методи дозиметрії засновані на оцінці ступеняіонізації речовини під впливом іонізуючих випромінювань, зміни йогоелектропровідності, характеру світіння та ін
У процесі іонізації речовини настає зміна йогоелектропровідності. Так, гази в звичайних умовах практично не володіютьелектропровідністю, в момент іонізації стають хорошими провідникамиелектрики. Іонізаційні методи дозиметрії засновані на тому, що числоутворених пар іонів у якомусь певному об'ємі речовини знаходиться впрямій залежності від кількості поглиненого в ньому випромінювання. Іншими словами,мірою кількості іонізуючого випромінювання є іонізація, яка виникаєв результаті поглинання енергії випромінювання в речовині.
У практиці дозиметрії радіоактивних випромінювань застосовуютьсядва типи приладів: дозиметри для вимірювання дози або потужності дози, що працюютьна принципі визначення сумарного ефекту іонізації в даному обсязі, ілічильники радіоактивних випромінювань, що дозволяють реєструвати дію окремихчастинок, або квантів.
Хімічні методи
Хімічний метод дозиметрії заснований на вимірюванні числамолекул іонів, що утворюються або зазнали змін при поглинанні речовиноювипромінювання. Число утворюються молекул або іонів (вихід радіаційно-хімічногореакції) пропорційно поглиненої дози випромінювання.
де: D - доза випромінювання; К-коефіцієнт пропорційності;С - концентрація продукту радіаційно-хімічної реакції; B- Щільність речовини, піддався опроміненню;
G - (вихід продукту) - виражається числом молекул атомів,іонів або вільних радикалів, що утворюються або витрачаються при поглинанніенергії 100 еВ; Радіаційно-хімічний вихід речовини можна розділити на чотиригрупи:
• G <0,1
• 0,1
• 20
• G> 100
Високий вихід в речовинах 3-й і 4-ої групи обумовлений,як правило, ланцюговими хімічними реакціями. Для цілей дозиметрії найбільш придатніречовини 2-й і 3-ї груп, так як мають кращу відтворюваність результатів іменше чутливі до впливу освітлення, домішок і коливань температури.
Багато хімічні дозиметри являють собою воднірозчини деяких речовин. Найбільш поширеною хімічною системоюзастосовуваної при дозиметрії іонізуючих випромінювань є розчин солі FeSO4 врозведеної сірчаної кислоти. У розчині в результаті електролітичноїдисоціації присутні іони двовалентного заліза Fe2 +. Під дією випромінюваннявідбувається радіоліз води (іонізація) з утворенням вільних радикалів H, ОН,і окислювачів, які окислюють двовалентне залізо до тривалентного пореакціям
Fe2 + + ОН -> Fe1 + + OH-
Fe2 + + H2O2 - В»Fe3 + + ОН + ОН і деяким іншим
Поява Fe3 змінює оптичну щільність розчину,яка вимірюється спектрофотометром (приладом для вимірювання поглинаннявидимого світла в різних областях спектру).
Зміна оптичної щільності залежить від числаутворилися в результаті опромінення і завершення всіх реакцій іонівтривалентного заліза і служить мірою поглиненої енергії.
Енергія, поглинена в хімічному дозиметрі, визначаєтьсяспіввідношеннями
E = M (Sобл-Sчіст)
де Sобл і Sчіст - оптична щільність о...
