Операционные величины внешнего облучения

Операционная величина – эквидозиметрическая величина, однозначно определяемая через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенная в стандартных условиях облучения к нормируемой величине и предназначенная для консервативной оценки этой величины при дозиметрическом контроле. Введение в практику радиационного контроля операционных величин необходимо, в первую очередь, для унификации методов контроля и определения требований к функции отклика приборов радиационного контроля.

В определении операционных величин внешнего облучения используется эквивалент дозы H, который равен поглощенной дозе в точке, умноженной на средний коэффициент качества для излучения, воздействующего на ткань в данной точке:

, (35)

где - функция распределения поглощенной дозы по линейной передаче энергии L в заданной точке; Q(L) – зависимость коэффициента качества излучения от L; D – поглощенная доза в заданной точке; - средний коэффициент качества излучения.

Единица эквивалента дозы - Дж/кг, называется зиверт (Зв).

Операционные величины являются величинами, соподчиненными с эквидозиметрическими величинами, используемыми для оценки стохастических эффектов излучения. Для обеспечения этой соподчиненности МКРЗ регламентировала зависимость коэффициента качества излучения Q(L) от ЛПЭ:

	при L £ 10 кэВ/мкм,		(36)
при 10 £ L £ 100 кэВ/мкм,
при L ³ 100 кэВ/мкм.

При такой зависимости Q(L) на глубине 10 мм в шаровом фантоме МКРЕ[6] для всех проникающих излучений (нейтронов и фотонов), для которых были установлены значения w_R, выполняется равенство

, (37)

где – поглощенная доза излучения R в точке взаимодействия излучения с веществом, обусловленная частицами с ЛПЭ в интервале (L, L+dL).

Операционной величиной внешнего облучения для контроля радиационной обстановки принят амбиентный эквивалент дозы (амбиентная доза)^[7] H*(d), который используется для параметризации поля излучения в точке, совпадающей с центром шарового фантома МКРЕ (шара диаметром 30 см из тканеэквивалентного материалас плотностью 1 г/см³). Результаты контроля радиационной обстановки используют для оценки возможной дозы внешнего облучения.

При индивидуальном дозиметрическом контроле за значение эффективной дозы внешнего облучения принимают значение операционной величины - индивидуального эквивалента дозы H_P(10). Индивидуальный эквивалент дозы H_P(d) равен эквиваленту дозы на глубине d (мм) под рассматриваемой точкой на поверхности плоского тканеэквивалентного фантома МКРЕ. Использование фантома в этом случае позволяет напрямую обеспечить учет возмущения реального поля излучения человеком. Параметр d определяет применение операционной для оценки нормируемой величины:

- при d = 10 мм величины H^*(10) и H_P(10) соответствуют эффективной дозе внешнего облучения;

- при d = 3 мм величины H^*(3) и H_P(3) соответствуют эквивалентной дозе внешнего облучения хрусталика глаза;

- при d = 0.07 мм величины H^*(0.07) и H_р(0.07) соответствуют эквивалентной дозе внешнего облучения кожи.

При правильном использовании индивидуального дозиметра годовая эффективная доза внешнего облучения принимается равной индивидуальному эквиваленту дозы H_P(10), зафиксированному средствами индивидуальной дозиметрии за календарный год. Правильное использование означает следующее. Если необходимо определить, например, эквивалентную годовую дозу в хрусталике глаза (и сравнить ее с нормируемым значением эквивалентной дозы в табл. 5), то индивидуальный дозиметр должен иметь толщину поглотителя 3 мм и помещаться в области глаз. В таблице 6 приведены параметры индивидуальных дозиметров и места их расположения при ИДК (индивидуальном дозиметрическом контроле).

Если известен энергетический состав g-излучения, то в качестве операционной величины при контроле радиационной обстановки наряду с амбиентным эквивалентом дозы H^*(10) может быть экспозиционная доза – базовая дозиметрическая величина, надежно определяемая существующими дозиметрами. Экспозиционная доза – характеристика поля фотонного излучения; при фиксированной энергии e_g через поле (Х) можно найти флюенс Ф (формула (21)), далее, используя эффективную дозу, рассчитанную для единичного флюенса (табл. 4), определить эффективную дозу внешнего облучения для стандартного человека, помещенного в данное поле. В таблице 4 приведены уже рассчитанные значения эффективной дозы в переднее-задней геометрии Е(ПЗ), связанные с соответствующим значением экспозиционной дозы Х. Они представлены в виде отношения Х/Е(ПЗ), поэтому для определения искомого значения эффективной дозы в заданной точке r нужно полученное в измерениях значение Х разделить на отношение Х/Е(ПЗ), взятое для соответствующего значения энергии e_g.

Таблица 6

Соответствие между нормируемыми и операционными величинами при ИДК внешнего облучения

Нормируемая величина	Индивидуальный эквивалент дозы
Положение дозиметра	d, мм
Эффективная доза	На нагрудном кармане спецодежды либо внутри него
Эквивалентная доза об-лучения кожи (или кисти и стопы)	Непосредственно на поверхности наиболее облучаемого участка кожи	0,07
Эквивалентная доза об-лучения хрусталика глаза	На лицевой стороне головного убора

Контролируемой величиной для ИДК внутреннего облучения является поступление I радионуклида за определенный период контроля. Ожидаемую эффективную дозу внутреннего облучения можно определить с помощью формулы

Е(t) = , (38)

где I_U - поступление радионуклида в организм, Бк; - дозовый коэффициент, означающий ожидаемую дозу внутреннего облучения при ингаляционном поступлении 1 Бк радионуклида U, Зв/Бк. Значения дозовых коэффициентов были рассчитаны МКРЗ исходя из специальных моделей миграции радионуклидов в организме человека. Их значения приведены в нормах НРБ-99/2009.

Измеряемой же величиной при ИДК внутреннего облучения является активность радионуклида в теле человека или его органах либо активность в выделениях или других пробах биологического происхождения. Переход от измеренной величины (активности) к контролируемой (поступлению активности в тело человека), а затем к ожидаемой эффективной дозе внутреннего облучения осуществляется с учетом характера предполагаемого поступления и модели выведения радионуклида в соответствии со специально разработанными методическими указаниями.

Таким образом, общий ущерб, нанесенный человеку воздействием радиации, определяется годовой эффективной дозой, представленной в виде суммы индивидуального эквивалента дозы внешнего облучения (показывает индивидуальный дозиметр) и ожидаемой эффективной дозой внутреннего облучения, рассчитываемой по содержанию радионуклидов в теле человека. Индивидуальная эффективная доза, определяемая таким образом, называется «приписываемой», поскольку индивидуальная доза облучения работника принимается равной дозе облучения «стандартного (условного) человека», который находился бы в тех же производственных условиях и выполнял те же работы с источником, что и данный индивид. Персональная доза конкретного человека, в отличие от индивидуальной, зависит от многих факторов: массы человека, его роста, возраста, пола, состояния здоровья, от конфигурации поля излучения не только в точке расположения дозиметра, но и по всему телу и т.п. и может быть оценена только в рамках множества допущений.