Основные единицы измерения ионизирующих излучений

Единицей измерения энергии ионизирующего излучения в международной системе единиц СИ служит джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен механической работе силы в 1 Н, перемещающей тело на расстояние 1 м в направлении действия силы.

Часто энергию рентгеновского и γ-излучения выражают в килоэлектронвольтах (кэВ) или мегаэлектронвольтах (МэВ). Электронвольт равен энергии, которую приобретает заряженная частица, несущая один элементарный заряд (заряд электрона), при перемещении в электрическом поле между двумя точками с разностью потенциалов в 1 В.

Активность радиоактивного изотопа в источнике (любом объекте, содержащем какое-либо количество радиоактивного вещества) определяется числом атомов, распадающихся в единицу времени. Таким образом, активность характеризует скорость распада изотопа:

Ан = dN/dt

где dN - число атомов, распавшихся за время dt.

Из сказанного следует, что активность радиоактивного изотопа равна произведению постоянной распада на общее число радиоактивных атомов:

Ан = ω_pN.

Активность изотопа, или число радиоактивных атомов изотопа в источнике, уменьшается во времени по закону радиоактивного распада.

Активность изотопа в источнике определяется числом распадов в секунду (С^-1) и в системе СИ измеряется в Беккерелях (Бк). На практике также применяется внесистемная единица активности - кюри (Ки). Кюри - активность такого количества радиоактивного вещества, в котором происходит 3,7⋅10¹⁰ распадов в секунду. Такое число распадов в секунду происходит в 1 г радия.

Отношение активности изотопа в радиоактивном источнике к массе или объёму источника называют соответственно удельной или объёмной активностью изотопа, что необходимо учитывать при выборе радиоактивных источников излучения.

Интенсивностью ионизирующего излучения (или плотностью потока энергии) называют энергию излучения, падающую в единицу времени на единицу площади, расположенной перпендикулярно направлению излучения. Единицей интенсивности служит Вт/м². 1 Вт/м² эквивалентен энергии излучения в 1 Дж, падающей на поверхность площадью 1 м² в течении 1 с.

Для оценки действия ионизирующего излучения в какой-либо среде служат так называемые дозовые характеристики поля излучения. Одна из таких характеристик - поглощённая доза излучения D — представляет собой энергию ионизирующего излучения, отнесённую к единице массы облучаемого вещества: Dn = dE/dm. Под переданной энергией здесь понимается разность между суммарной энергией всех частиц, попадающих в рассматриваемый объём вещества, и суммарной энергией всех частиц, покидающих этот объём.

Единица поглощённой дозы - грей (Гр). 1 Гр - это доза излучения, при которой облученному веществу массой один кг передаётся энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемная единица поглощённой дозы - рад (соответствует 100 эргам энергии на 1 г облучённого материала).

Мощностью поглощённой дозы называют дозу, поглощённую в единицу времени. За единицу мощности поглощённой дозы любого вида ионизирующего получения принят Гр/с, внесистемная единица - рад/с.

Эквивалентная доза излучения определяет биологическое воздействие излучения на организм человека. Эквивалентная доза излучения равна произведению поглощённой дозы Dn излучения в биологической ткани на коэффициент качества К этого излучения:

D_экв = DnK.

Коэффициент качества К служит для сравнения различных видов ионизирующего излучения по ожидаемому биологическому эффекту. За единицу эквивалентной дозы излучения принят зиверт (Зв). Внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 бэр численно равен одному раду, делённому на коэффициент качества К. Единицами мощности эквивалентной дозы излучения являются Зв/с и бэр/с.

Экспозиционная доза - характеристика, основанная на ионизирующем действии излучения в сухом атмосферном воздухе. Экспозиционная доза излучения выражается отношением суммарного электрического заряда ионов одного знака dQ, образованного излучением, поглощённым объёмом воздуха массой dm, к этой массе:

D_экс = dQ/dm.

Единица экспозиционной дозы - Кл/кг. 1 Кл/кг соответствует экспозиционной дозе рентгеновского или γ-излучения, при прохождении которого через 1 кг воздуха в результате всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака.

Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). Рентген - это экспозиционная доза рентгеновского γ-излучения, при прохождении которых через 1,293⋅10^-3 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (1,293⋅10^-3 г - масса 1 см³ атмосферного воздуха при 0°С и давлении 1013 ГПа).

Мощность экспозиционной дозы (МЭД), т.е. экспозиционная доза излучения, отнесённая к единице времени, измеряется в А/кг или Р/с. Ампер на килограмм равен мощности экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучения, при которой за время 1 с сухому атмосферному воздуху передаётся экспозиционная доза 1 Кл/кг.

Единицы измерения ионизирующих излучений