T.2/1 Radioprotectie şi dozimetrie militara :unitati de masura folosite în radioprotectie, principiul constructiv

al aparaturii dozimetrice

Pentru evaluarea efectelor biologice ale radiatiilor nucleare, s-au utilizat în timp doua sisteme:

- sistemul roentgenologic, bazat pe masurarea ionizarii produse de radiatii în aer (expunerea) şi folosit în evaluarea efectelor biologice produse de radiatiile Roentgen şi gamma, avand energia pana la 3 Mev, în perioada de inceput al utilizarii radiatiilor ionizante;

- sistemul radiobiologic, la baza caruia sta absorbtia de energie de catre organe sau tesuturi ( transformarea de energie ,DW, prin ionizare şi excitare a unui element de volum de masa Dm, al materialului considerat ). Acest nou sistem s-a introdus dupa 1950 şi serveste pentru evaluarea efectelor biologice produse de toate radiatiile nucleare.

a) Sistemul roentgenologic

Pentru sistemul roentgenologic marimea de baza este expunerea (doze de expunere sau doza de ioni), rezultand din raportul X=DQ/Dm (suma tuturor sarcinilor electrice de acelasi semn DQ, produsa în aer cand toti electronii eliberati de fotoni, intr-un element de volum de aer de masa Dm, sunt complet opriti în acest volum , de catre masa Dm, a volumului de aer inchis).

Unitatea de masurarea expunerii, în sistemul international (ŞI), este coulombul pe kilogram(Ckg-1) (unitatea de masura a sarcinii este coulombul iar a masei este kilogramul) şi deci , pentru expunere se va folosi relatia :

X= DQ / Dm (Ckg-1)O unitate speciala pentru expunere, care va fi mentinuta temporar, este roentgenul (R).

Roentgenul corespunde unei expuneri la radiatii Roentgen sau gamma , cu energia pana la 3 Mev care produce , direct sau indirect , intr-o masa de aer de 1,293 mg (1 cm 3 de aer, în conditii normale de presiune şi temperatura - 760 mm Hg şi 00 C) sarcini electrice totalizand un Franklin (o unitate electrostatica în sistemul CGS) de fiecare semn.

Debitul expunerii X reprezinta variatia expunerii intr-un interval de timp t, adica:X= DX / Dt (C s-1 kg-1) (Akg-1) sau (R s-1)

Pentru exprimarea debitului expunerii, dat în R s-1 , R min-1 , R h-1 , în unitati ŞI se folosesc urmatoarele relatii de corespondenta :

1 R s-1 = 2,58 * 10-4 Akg-1

1 R min-1 = 4,3* 10-6 A kg-1

1 R h-1 = 7,167 * 10-8 A kg-1

b) Sistemul radiobiologic

În cazul sistemului radiobiologic , pentru evaluarea efectelor biologice s-a introdus notiunea de doza, care defineste cantitatea de energie a radiatiilor absorbite de un mediu material.

Doza absorbita reprezinta raportul DW pe Dm, în care W este energia medie comunicata de radiatiile nucleare unei cantitati de masa Dm.

Numele unitatii în SI pentru doza absorbita este gray (Gy), care corespunde unei energii cedate de un joule pe kilogram.

De asemenea, pentru doza absorbita se mai mentine temporar, şi unitatea speciala numita rad (roentgen absorbed dose)

1 rad = 10-2 Gy = 10-2 j kg-1 sau 1 rad = 100 erg g-1

Relatia pentru doza absorbita este de forma :D = DW / Dm (Gy) sau (rad)

Debitul dozei absorbite U reprezinta variatia dozei absorbite DD în intervalul de timp Dt şi are ca unitate de masura unitatea derivata din gray sau rad (multipli sau submultipli) raportata la unitatea de timp :Gy/s, Gy/min, Gy/h sau rad/s, rad/min, rad/ h, etc.

D = DD/ Dt (Gy/h) sau (rad/h). Echivalentul dozei absorbite, H este produsul a trei factori , intr-un punct considerat al

tesutului, D, FC şi N, unde:D= doza absorbita;FC= factor de calitate;N= produsul tuturor celorlalti factori modificatori, între care şi factorul de distributie.În prezent se considera N=1Orientativ, pentru factorul de calitate se dau urmatoarele valori :1- pentru radiatii Roentgen, gamma şi electroni;10 - pentru neutroni, protoni şi particulele cu sarcina unica care au o masa de repaus

superioara unitatii de masa atomica;20- pentru particulele alfa şi pentru particulele cu masa multipla.

Unitatea ŞI a echivalentului dozei, H, este asemanatoare cu cea a dozei absorbite D ( j / kg) şi se numeste sievert (Sv) 1 Sv= 1 j / kg

O alta unitate speciala a echivalentului dozie, a carei utilizare este temporara, poarta numele de rem (roentgen equivalent man)

1 rem = 10-2 Sv = 10-2 j/kg sau 1 rem = 100 erg / g tesut

Relatia pentru echivalentul dozei are forma :H = D (FC) N (Sv) sau (rem)