Эквивалентная доза

Эквивалентная доза
Размерность	L2T−2
Единицы измерения
СИ	зиверт
Другие единицы	бэр

Эквивале́нтная до́за (E, H_T,R) характеризует биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением.

Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе, умноженной на взвешивающий коэффициент данного вида излучения (W_R), отражающий способность излучения повреждать ткани организма:

[math]\displaystyle{ H_{T,R}= {W_RD_R}, }[/math]

где [math]\displaystyle{ H_{T,R} }[/math] — эквивалентная доза,

[math]\displaystyle{ W_R }[/math] — взвешивающий коэффициент излучения.

[math]\displaystyle{ D_R }[/math] — поглощённая доза.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

[math]\displaystyle{ H_{T,R}=\sum^{}_{R} {W_RD_R}. }[/math]

Взвешивающий коэффициент гамма-излучения для биологической ткани по определению принимается равным единице, поэтому эквивалентная доза при облучении гамма-излучением численно равна поглощённой дозе. Взвешивающий коэффициент рентгеновского излучения, бета-частиц и мюонов также принимается равным единице. Согласно рекомендациям МКРЗ, взвешивающий коэффициент протонов и заряженных пионов равен 2, а альфа-частиц, осколков деления и тяжёлых ионов — 20. Взвешивающий коэффициент для нейтронов задан непрерывным спектром и определяется в зависимости от их кинетической энергии E_n:

• для E_n < 1 МэВ: [math]\displaystyle{ W_R = 2{,}5 + 18{,}2\cdot \exp \left(-\frac{\ln^2 E_n}{6}\right), }[/math]
• для E_n от 1 до 50 МэВ: [math]\displaystyle{ W_R = 5{,}0 + 17{,}0\cdot \exp \left(-\frac{\ln^2 (2E_n)}{6}\right), }[/math]
• для E_n > 50 МэВ: [math]\displaystyle{ W_R = 2{,}5 + 3{,}25\cdot \exp \left(-\frac{\ln^2 (0{,}04\cdot E_n)}{6}\right) }[/math]

(в этих формулах E_n выражена в МэВ). Для низкоэнергетичных нейтронов (E_n менее 10 кэВ) W_R равен 2,5. Максимальный взвешивающий фактор 20,7 достигается для энергии нейтронов 1 МэВ.

Взвешивающий фактор для нейтронов в зависимости от их кинетической энергии. Взвешивающий фактор, рекомендованный в настоящее время Международной Комиссией по радиационной защите, обозначен как ICRP 103

В Международной системе единиц (СИ) эквивалентная доза измеряется (также как и поглощённая доза) в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), то есть эквивалентная и поглощённая дозы имеют одинаковую размерность. Однако единица измерения эквивалентной дозы имеет специальное название — зиверт (Зв, Sv), отличающееся от единицы измерения поглощённой дозы, имеющей название грей.

Используется также внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (аббревиатура от «биологический эквивалент рентгена», англ. rem (roentgen equivalent man). 1 бэр = 0,01 Зв.

Скорость накопления эквивалентной дозы называется мощностью эквивалентной дозы и измеряется в Зв/с (а также в Зв/час, Зв/год и т. д.). Например, среднемировая мощность эффективной дозы, накапливаемая при облучении от естественных источников на душу населения, равна 2,4 мЗв/год.

Эквивалентная доза не учитывает различную биологическую чувствительность органов и тканей к облучению. Дополнительный учёт этого фактора приводит к более сложной концепции эффективной дозы.

См. также

• Керма

Литература

• Публикация 103 Международной Комиссии по радиационной защите (МКРЗ) / Пер с англ. Под общей ред. М.Ф. Киселёва и Н.К.Шандалы. — Москва : ООО ПКФ «Алана», 2009. — 344 с. — ISBN 978-5-9900350-6-5.
• Ярмоненко С. П., Вайнсон А. А. Радиобиология человека и животных: Учеб. пособие. — М.: Высшая школа, 2004.
• Практикум по ядерной физике. — М.: Изд-во МГУ, 1980.
• Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. — М.: Наука, 1980.
• United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. SOURCES AND EFFECTS OF IONIZING RADIATION. UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly : [англ.]. — 2000. — Vol. I. — 654 p.