Понятие дозиметрии

Дозиметрия (от греч. dosis – доля, порция и metrео – измеряю) – раздел прикладной ядерной физики, в котором рассматриваются физические величины, характеризующие распределение ионизирующего излучения (его поле) и его взаимодействие с веществом, которые могут быть сопоставлены с величиной радиации индуцированного эффекта в веществе.[1] Такое сопоставление необходимо как для предсказания последствий облучения в объектах живой и неживой природы, так и для исследования процессов, которые приводят к этим последствиям. Упомянутые физические величины называют дозиметрическими.

Процессы взаимодействия протекают по-разному для различных видов излучений и зависят от состава облучаемого вещества, по во всех случаях происходит преобразование энергии излучения в другие виды энергии в актах взаимодействия с ядрами, электронами, атомами и молекулами вещества. В результате часть энергии излучения поглощается веществом. Поглощённая энергия – первопричина всех последующих процессов, которые в конечном итоге проявляются в виде наблюдаемого радиационно-индуцированного эффекта (нагрев тела, изменение физико-химических свойств, биологические изменения в живом организме и т. п.).

Доза излучения, равная поглощённой энергии в единице массы вещества, и связанные с ней величины – распределение дозы в пространстве (дозные поля) и во времени, относительная биологическая эффективность излучения и т. п. служат мерой воздействия на облучаемый объект.

Первоначально дозиметрия развивалась в связи с необходимостью обеспечения радиационной безопасности человека, однако в дальнейшем она приобрела важное значение в физических, химических и радиобиологических исследованиях, а также в радиационной технологии и охране природной среды (контроль радиационных полей и рассеянных радионуклидов естественного и искусственного происхождения). Дозиметрический контроль окружающей среды и связанные с ним прогнозы радиационной обстановки требуют создания оптимизированных дозиметрических систем. Экспериментальные методы дозиметрии основаны на методах регистрации ионизирующих излучений. Отклик дозиметрического детектора должен быть однозначно связан с измеряемой дозиметром величиной. Все методы дозиметрии сводятся в обобщённый принцип, согласно которому отклик R измерительной дозиметрической системы, состоящей из нескольких детекторов, может быть выражен формулой:

(1)

Здесь nik(E) – плотность распределения вторичных ионизирующих частиц типа i в k-м детекторе, теряющих энергию в пределах от E до E + DE, В - нижний порог регистрации энергетических потерь; m=0,1,2,...

В зависимости от вида измеряемой величины методы дозиметрии можно классифицировать по моментам энергетических потерь по формуле (1) (т - порядок момента случайной величины).

Так, при m=0 (нулевой момент) отклик детектора пропорционален числу вторичных частиц, теряющих энергию (>B); при m=1 (первый момент) отклик пропорционален поглощённой энергия вторичных частиц с энергетическими потерями >B.

При B = 0 и m=1 отклик пропорционален общей поглощённой энергии в детекторе. Раздел дозиметрии, связанный с определением эквивалентной дозы, учитывающей коэффициент качества излучения, называется эквидозиметрией.

В микродозиметрии учитываются стохастическая природа взаимодействия излучения с веществом и обусловленные этим флуктуации поглощённой энергии.