МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
СИСТЕМА
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Учебное пособие для вузов
Воронеж
Издательский дом ВГУ
2017
Стр.1
1.ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Величины СИ и их размерности - длина (метр, м), масса (килограмм,
кг), время (секунда, с), электрический ток (ампер, А), термодинамическая
температура (градус Кельвина, К), количество вещества (моль) и сила света
(кандела, кд). Остальные единицы - их производные. Например, площадь,
объем, скорость, плотность и др. Некоторые производные единицы СИ,
имеющие специальные наименования в сфере дозиметрии и
радиоактивности, приведены в Табл.1, некоторые примеры произвольных
единиц СИ - в Табл.2, а внесистемные единицы, допустимые к применению
наравне с единицами СИ - в Табл.3, а соотношение некоторых
внесистемных единиц с единицами СИ - в Табл. 5.
Табл.1. Единицы СИ, имеющие специальные наименования.
Величина
Единица
Обозначение
Наименование Размерность Наименование
Энергия,
работа,
количество
теплоты
Мощность
Электрический
заряд, количество
электричества
L2MT-2
L2MT-3
TI
джоуль
ватт
кулон
Международное
русское
J
W
C
Дж
Вт
Кл
Выражение через
основные и
производные
единицы
СИ
m2·kg·s–2
m2·kg·s–3
s·A
3
Стр.3
Табл. 4. Множители и приставки, используемые для образования
наименований и обозначений десятичных кратных и дольных единиц
СИ
Десятичный
множитель
Приставка
1024
иотта
1021
1018
1015
1012
109
106
103
102
101
зетта
экса
пета
тера
гига
мега
кило
гекто
дека
Обозначение
приставки
международное русское
И
Y
Z
E
P
T
G
M
k
h
da
З
Э
П
Т
Г
Десятичный
множитель Приставка
10–1
10–2
10–3
10–6
10–9
10–12
деци
санти
милли
микро
нано
пико
М 10–15 фемто
к
г
да
10–18
10–21
10–24
атто
зепто
иокто
Обозначение приставки
международное русское
д
d
c
m
µ
n
p
f
a
z
y
с
м
мк
н
п
ф
а
з
и
6
Стр.6
Табл. 5. Соотношение некоторых внесистемных единиц с единицами
СИ
Единица
Наименование
величины
Длина
Работа, энергия
Количество теплоты,
термодинамический
потенциал
Поглощенная доза
ионизирующего
излучения, керма
Эквивалентная доза
ионизирующего
излучения,
эффективная доза
ионизирующего
излучения
Экспозиционная доза
фотонного излучения
(экспозиционная доза
гамма- и
рентгеновского
излучений)
Активность нуклида в
радиоактивном
источнике (активность
радионуклида)
Длина
кюри
микрон
Ci
µ
Наименование
ангстрем
эрг
erg
калория
рад
cal
rad, rd
бэр
rem
эрг
кал
рад
бэр
Обозначение
международное русское
Соотношение с
единицей СИ
1·10–10 m
1·10–7 J
(точно)
4,1868 J
(точно)
0,01 Gy
0,01 Sv
рентген
Р
2,58·10–4
C/kg
Ки 3,70·1010 Bq
мк
1·10–6 m
7
Стр.7
Табл.6. Доли единиц
Величина
единиц СИ
Энергия, работа
Поглощенная доза ионизирующего
излучения, керма
Активность нуклида в
радиоактивном источнике
(активность радионуклида)
Эквивалентная доза
ионизирующего
J; Дж
(джоуль)
Gy; Гр (грей)
рекомендуемых кратных и
дольных единиц СИ
TJ; ТДж
GJ; ГДж MJ; МДж kJ;
кДж mJ; мДж
TGy; ТГр
GGy; ГГр MGy; МГр kGy;
кГр mGy; мГр µGy; мкГр
Bq; Бк
(беккерель)
Sv; Зв (зиверт)
EBq; ЭБк PBq; ПБк
TBq; ТБк
GBq; ГБк MBq; МБк kBq; кБк
mSv; мЗв
Эквивалентная доза ионизирующего Sv; Зв (зиверт) Sv; мЗв
излучения, эффективная доза ионизирующего излучения.
Беккерель (Bq): стандартная международная единица радиоактивности,
равная одному распаду за секунду. Данное количество радиоактивных
атомов имеет активность 1Бк, если в секунду распадается одно ядро.
Каждый акт распада связан с эмиссией ионизирующего излучения. 1 Бк=1
расп/сек. Это - очень небольшая единица, равная примерно 27 пикокюри.
Кюри
(Ci):
традиционная (внесистемная) единица измерения
радиоактивности, равная радиоактивности 1 грамма чистого радия. Она
эквивалентна 37 млрд. распадов в секунду (37 млрд. беккерелей).
1Ки=3,7*1010 расп/сек = 3,7*1010 Бк.
Рад: внесистемная единица измерения поглощенной дозы радиации,
определяемой как накопление 100 эргов энергии на 1 грамм ткани.
8
Стр.8
Грей (Gy): Международная единица поглощенной дозы, равная 100 радам.
1 Кл/кг - единица экспозиционной дозы в системе СИ. Специального
названия не имеет. Это такое количество гамма- или рентгеновского
излучения, которое в 1 кг сухого воздуха образует 6,24* 1018 пар ионов,
которые несут заряд в 1 кулон каждого знака. (1 кулон = 3*109 ед. СГСЭ =
0,1 ед. СГСМ). Физический эквивалент 1 Кл/кг равен 33 Дж/кг (для
воздуха). Соотношения между рентгеном и Кл/кг следующие: 1 Р = 2,58*10-4
Кл/кг - точно. 1 Кл/кг = 3,88*103 Р - приблизительно.
Рентген: внесистемная единица экспозиционной дозы. Это такое
количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 см3 сухого
воздуха (имеющего при нормальных условиях вес 0,001293 г) образует
2,082*109 пар ионов. Эти ионы несут заряд в 1 эл.-статическую единицу
каждого знака (в системе СГСЭ), что в единицах работы и энергии (в
системе СГС) составит около 0,114 эрг поглощённой воздухом энергии
(6,77*104 Мэв). (1 эрг = 107 Дж = 2,39*10-8 кал). При пересчёте на 1 г
воздуха это составит 1,610* 1012 пар ионов или 85 эрг/г сухого воздуха.
Таким образом физический энергетический эквивалент рентгена равен 85
эрг/г для воздуха. (По некоторым данным он равен 83,8, по другим - 88,0
эрг/г). Единица рентген может быть использована до значения энергии 3
Мэв рентгеновского и гамма - излучений. От 1 рентгена некостные
биологические ткани получают радиационное воздействие, равное
примерно 1 раду.
Рем (радиационный эквивалент человека): единица измерения
эквивалентной поглощенной дозы радиации, учитывающая различные пути
передачи энергии от ионизирующей радиации тканям человеческого
организма (известна также как относительная биологическая
эффективность). В то время как в радах и греях измеряется накопление
9
Стр.9
энергии в тканях, ремы и зиверты измеряют биологический ущерб. В случае
бета- и гамма-радиации рады и ремы равны друг другу. Однако, поскольку
альфа-радиация наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии,
накопленной в живых тканях, измеренная в радах альфа-радиация должна
быть умножена на равный 20 коэффициент с тем, чтобы получить результат
в ремах. Указанный коэффициент 20 (называемый качественным фактором)
принят в настоящее время, однако в будущем он может быть изменен в
результате переоценки наносимого радиацией ущерба. В настоящее время
ICRP рекомендует ограничение дозы в пределах 2 рем/год для персонала и
500 миллирем/год для населения.
Зиверт (Sv): Стандартная единица измерения эквивалентной поглощенной
дозы, равной 100 ремам (по имени шведского ученого Зиверта (Я.М. Sievert)
— первого председателя Международной комиссии по радиологической
защите, МКРЗ). Это - единица эквивалентной и эффективной эквивалентной
доз в системе СИ. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение
величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на
коэффициент WR будет равно 1 Дж/кг. Иными словами, это такая
поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж.
1 Зв = 1*WR = 1 ДЖ/WR =100 рад*WR=100 бэр. При WR=1 (для
рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов) 1 Зв
соответствует поглощённой дозе в 1 Гр: 1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад =
100 бэр.
Человеко-зиверт: Доза для населения, определяемая как сумма
индивидуальных доз населения определенной выборки.
Бэр – Биологический эквивалент рентгена, внесистемная единица
эквивалентной дозы излучения - количество энергии любого вида, которое
при поглощении в 1 г биологической ткани произведет биологическое
10
Стр.10