Необхідність кількісної оцінки дії іонізуючого випромінювання на різні речовини живої та неживої природи призвела до появи дозиметрії. Дозиметрією називають розділ ядерної фізики та вимірювальної техніки, в якому вивчають величини, що характеризують дію іонізуючого випромінювання на речовини, а також методи та прилади для їх виміру. Спочатку розвиток дозиметрії було зумовлено необхідністю врахування дії рентгенівського випромінювання на людину.

§ 28.1. Доза випромінювання та експозиційна доза. Потужність дози

Вже зазначалося, що іонізуюче випромінювання тільки тоді впливає на речовину, коли це випромінювання взаємодіє з частинками, що входять до складу речовини.

Незалежно від природи іонізуючого випромінювання, його взаємодія кількісно може бути оцінена відношенням енергії, переданої елементу опроміненої речовини, до маси цього елемента. Цю характеристику називають дозою випромінювання (поглиненою дозою випромінювання) D.

Різні ефекти іонізуючого випромінювання насамперед визначаються поглиненою дозою. Вона складним чином залежить від виду іонізуючого випромінювання, енергії його частинок, складу речовини, що опромінюється, і пропорційна часу опромінення. Дозу, віднесену до часу, називають потужністю дози.

Одиницею поглиненої дози випромінювання є грей(Гр), який відповідає дозі випромінювання, при якій опроміненої речовини масою 1 кг передається енергія іонізуючого випромінювання 1 Дж; потужність дози випромінюваннявиражається в гріх в секунду(Гр/с).

Позасистемна одиниця дози випромінювання - радий 1(1 рад = 10 ~ 2 Гр = 100 ерг/г), її потужності -рад за секунду(Рад/с).

Здавалося б, для знаходження поглиненої дози випромінювання слід виміряти енергію іонізуючого випромінювання, що падає на тіло, енергію, що пройшла крізь тіло, та їхню різницю розділити на масу тіла. Однак практично це зробити важко, тому що тіло неоднорідне, енергія розсіюється тілом у різних напрямках і т. п. Таким чином, цілком конкретне і ясне поняття «дози випромінювання» виявляється малопридатним в експерименті. Але можна оцінити поглинену тілом дозу за іонізуючою дією випромінювання в повітрі, що оточує тіло.

У зв'язку з цим вводять ще одне поняття дози для рентгенівського та g-випромінювання - експозиційну дозу випромінювання X,яка є мірою іонізації повітря рентгенівськими та g-променями.

За одиницю експозиційної дози прийнято кулон на кілограм(Кл/кг). На практиці використовують одиницю, яку називають рентгеном(Р) - експозиційна доза рентгенівського або g-випромінювання, при якій в результаті повної іонізації в 1 см 3 сухого повітря (0,001293 г) при 0 °С і 760 мм рт. ст. утворюється 2,08 10? пар іонів. 1 Р = 2,58 10" 4 Кл/кг.

Одиницею потужності експозиційної дози є 1 А/кг, а позасистемною одиницею – 1 Р/с.

Так як доза випромінювання пропорційна падаючому іонізуючому випромінюванню, то між нею та експозиційною дозою має бути пропорційна залежність

де f- деякий перехідний коефіцієнт, що залежить від ряду причин і насамперед від опромінюваної речовини та енергії фотонів.

Найбільш просто встановити значення коефіцієнта f, якщо опромінюваною речовиною є повітря. При X - 1 Р 0,001293 р повітря утворюється 2,08 10 9 пар іонів; отже, в 1 г повітря міститься 2,08 10 9 /0,001293 пар іонів. У середньому освіту однієї пари іонів витрачається енергія 34 эВ. Це означає, що в 1 г повітря поглинається енергія випромінювання, що дорівнює

2,08*10 9 /0.001293 34 1,6 10- 19 Дж/г = 88 10 4 Дж/кг. 0,001293

Отже, поглинена доза 88 10 4 Дж/кг у повітрі енергетично еквівалентна 1 Р. Тоді за формулою (28.1) маємо

якщо Dвимірюється в радах, а X -у рентгенах.

Коефіцієнт f повітря мало залежить від енергії фотонів.

Для води та м'яких тканин тіла людини f = 1; отже, доза випромінювання в рядах чисельно дорівнює відповідній експозиційній дозі рентгенів. Це і зумовлює зручність використання позасистемних одиниць – рада та рентгена.

Для кісткової тканини коефіцієнт fзменшується із збільшенням енергії фотонів приблизно від 4,5 до 1.

Встановимо зв'язок між активністю радіоактивного препарату – джерела g-фотонів – та потужністю експозиційної дози. З джерела І(рис. 28.1) у-фотони вилітають у всіх напрямках. Число цих фотонів, що пронизують 1 м 2 поверхні деякої сфери в 1 с, пропорційно активності Аі обернено пропорційно площі поверхні сфери (4pr 2). Потужність експозиційної дози (X/t)в обсязі Vзалежить від цього числа фотонів, оскільки саме вони викликають іонізацію. Звідси отримуємо

де k- гамма-постійна, характерна для даного радіонукліду.

1 Одиниця радийє абревіатурою англійських слів Радіація Absorbed Dose.

§ 28.2. Кількісна оцінка біологічної дії іонізуючого випромінювання. Еквівалентна доза

Для цього виду випромінювання біологічна діязазвичай тим більше, що більше доза випромінювання. Однак різні випромінювання навіть за однієї і тієї ж поглиненої дози надають різні впливи.

У дозиметрії прийнято порівнювати біологічні ефекти різних випромінювань із відповідними ефектами, спричиненими рентгенівським та g-випромінюваннями.

Коефіцієнт До,що показує, у скільки разів ефективність біологічної дії даного виду випромінювання більша, ніж рентгенівського або g-випромінювання, при однаковій дозі випромінювання в тканинах, називається коефіцієнтом якості.У радіобіології його називають також відносною біологічною ефективністю(ОБЕ).

Коефіцієнт якості встановлюють з урахуванням досвідчених даних. Він залежить не лише від виду частинки, а й від її енергії. Наведемо наближені значення До(табл. 33) для деяких випромінювань (у дужках вказано енергію частинок).

Таблиця 33

Поглинена доза спільно з коефіцієнтом якості дає уявлення про біологічну дію іонізуючого випромінювання, тому твір DKвикористовують як єдиний захід цієї дії та називають еквівалентною дозоювипромінювання Н:

Оскільки До- безрозмірний коефіцієнт, то еквівалентна доза випромінювання має ту ж розмірність, що й поглинена доза випромінювання, але називається зівертом(Зв). Позасистемна одиниця еквівалентної дози бер 1 , 1 бер = 10~2 Зв.

Еквівалентна доза в берах дорівнює дозі випромінювання у рядах, помноженій на коефіцієнт якості.

Природні радіоактивні джерела (космічні промені, радіоактивність надр, води, радіоактивність ядер, що входять до складу людського тіла, та ін) створюють фон, що відповідає приблизно еквівалентній дозі 125 мбер протягом року. Гранично допустимою еквівалентною дозою при професійному опроміненні вважається 5 Бер протягом року. Мінімальна летальна доза від випромінювання близько 600 бер. Ці дані відповідають опроміненню всього організму.

1 Бер- абревіатура слів "біологічний еквівалент рентгена".

§ 28.3. Дозиметричні прилади

Дозиметричними приладами, або дозиметраминазивають пристрої для вимірювання доз іонізуючих випромінюваньабо величин, пов'язаних із дозами.

Конструктивно дозиметри складаються з детектора ядерних випромінювань та вимірювального пристрою. Зазвичай, вони проградуйовані в одиницях дози або потужності дози. У деяких випадках передбачено сигналізацію про перевищення заданого значення потужності дози.

Залежно від використовуваного детектора розрізняють іонізаційні дозиметри, люмінесцентні, напівпровідникові, фотодозиметри та ін.

Дозиметри можуть бути розраховані на вимірювання доз певного виду випромінювання або реєстрацію змішаного випромінювання.

Дозиметри для вимірювання експозиційної дози рентгенівського та у-випромінювання або її потужності називають рентгенометри.Як детектор вони зазвичай застосовується іонізаційна камера. Заряд, що протікає у ланцюзі камери, пропорційний експозиційній дозі, а сила струму – її потужності. На рис. 28.2 показаний мікрорентгенометр МРМ-2 із сферичною іонізаційною камерою, винесеною окремо від приладу.

Склад газу в іонізаційних камерах, а також речовини стінок, з яких вони складаються, підбирають такими, щоб здійснювалися тотожні умови з поглинанням енергії в біологічних тканинах.

На рис. 28.3 показаний комплект індивідуальних дозиметрів ДК-0,2 із загальним вимірювальним пристроєм. Кожен індивідуальний дозиметр є мініатюрною циліндричною іонізаційною камерою, яка попередньо заряджається. Внаслідок іонізації відбувається розрядка камери, що фіксується вмонтованим у неї електрометром. Показання його залежить від експозиційної дози іонізуючого випромінювання.

Існують дозиметри, детекторами яких є газорозрядні лічильники.

Для вимірювання активності або концентрації радіоактивних ізотопів застосовують прилади радіометрами.Принцип їх роботи переважно викладено в § 27.5.

На закінчення зауважимо, що загальна структурна схемавсіх дозиметрів аналогічна до тієї, яка зображена на рис. 17.1. Роль датчика (вимірювального перетворювача) виконує детектор ядерних випромінювань. Як вихідні пристрої можуть використовуватися стрілочні прилади, самописці, електромеханічні лічильники, звукові та світлові сигналізатори тощо.

§ 28.4. Захист від іонізуючого випромінювання

p align="justify"> Робота з будь-якими джерелами іонізуючих випромінювань вимагає захисту персоналу від їх шкідливої ​​дії. Це велика і спеціальна проблема, яка значною мірою виходить за межі суто фізичних питань. Розглянемо коротко деякі аспекти цієї проблеми.

Розрізняють три види захисту: захист часом, відстанню та матеріалу.

Проілюструємо перші два види захисту на моделі точкового джерела у-випромінювання. Перетворимо формулу (28.2):

Звідси видно, що чим більше час і що менше відстань, то більша експозиційна доза. Отже, необхідно перебувати під впливом іонізуючого випромінювання мінімальний час і максимально можливої ​​відстані від джерела цього випромінювання.

Захист матеріалом ґрунтується на різної здібностіречовин поглинати різні види іонізуючого випромінювання

Захист від а-випромінювання простий: достатньо аркуша паперу або шару повітря завтовшки кілька сантиметрів, щоб повністю поглинути а-частки. Однак, працюючи з радіоактивними джерелами, слід остерігатися попадання ос-частинок всередину організму при диханні або прийомі їжі.

Для захисту від b-випромінювання достатньо пластин з алюмінію, плексигласу або скла завтовшки кілька сантиметрів. При взаємодії b-часток з речовиною може з'явитися гальмівне рентгенівське випромінювання, а від b + -часток - b + -випромінювання, що виникає при анігіляції цих частинок з електронами. Найбільш складний захист від «нейтрального» випромінювання: рентгенівське та у-випромінювання, нейтрони. Ці випромінювання з меншою ймовірністю взаємодіють із частинками речовини і тому глибше проникають у речовину. Ослаблення пучка рентгенівського та у-випромінювань приблизно відповідає закону (26.8). p align="justify"> Коефіцієнт ослаблення залежить від порядкового номера елемента речовини поглинача [див. (26.12)] та від енергії у-фотонів (див. рис. 27.5). При розрахунку захисту враховують ці залежності, розсіювання фотонів, і навіть вторинні процеси. Деякі їх для рентгенівського випромінювання показано на рис. 26.10. Захист від нейтронів найскладніший. Швидкі нейтрони спочатку уповільнюють, зменшуючи їх швидкість у водневмісних речовинах. Потім іншими речовинами, наприклад, кадмієм, поглинають повільні нейтрони.

Висновок

У медицині досить давно використовуються фізичні методи. Ще в давнину для лікування застосовували охолодження та нагрівання різних ділянок тіла, фіксування кінцівок при переломах та ін.

Ряд вчених (лікарі та фізіологи) у своїх професійних та життєвих захопленнях розробляли фізичні питання, зміцнюючи своїми працями взаємопроникнення цих важливих галузей природознавства. Повчальні щодо цього життєпису деяких великих учених.

Юнг Томас (1773-1829)навчався у низці університетів, де спочатку вивчав медицину, але потім захопився фізикою. Пояснив явище акомодації ока зміною кривизни кришталика, перший пояснив явище інтерференції світла та запровадив термін «інтерференція», розробляв теорію колірного зору, досліджував деформацію тіл.

Пуазейль Жан Луї Марі (1799-1869)- французький фізик та фізіолог. Вивчав течію рідини в тонких циліндричних трубках та внутрішнє тертя, перший застосував ртутний манометр для вимірювання тиску крові.

Майєр Юліус Роберт (1814-1878)- Німецький лікар. Як корабельний лікар під час плавання помітив, що колір венозної крові матросів у тропіках наближається яскравістю до артеріальної. Це дало йому підставу вважати, що при високій зовнішній температурі для підтримки температури тіла потрібна менша ступінь окислення речовин, що надходять в організм. Майєр встановив, що кількість продуктів, що окислюються в організмі людини зростає зі збільшенням виконуваної ним роботи. Майєр один із перших відкрив закон збереження та перетворення енергії.

Гельмгольц Герман Людвіг Фердінанд (1821-1894)- німецький лікар, фізіолог та фізик. Математично обґрунтував закон збереження енергії, наголосивши на його загальному характері, розробив термодинамічну теорію. хімічних процесівСуттєві успіхи досягли в області фізіологічної акустики і у фізіології зору, вперше виміряли швидкість поширення нервового збудження.

Дарсонваль Жак Арсен (1851-1940)- французький фізик та фізіолог. Проводив дослідження в галузі електрики та її застосування в медицині, основоположник електрофізіотерапії.

Застосування досягнень фізики у медицині відбувалося і відбувається постійно. Проілюструємо це декількома прикладами із XX століття: відкриття електромагнітних хвиль- мікрохвильова терапія, відкриття рентгенівських променів - рентгенодіагностика та рентгенотерапія, відкриття радіоактивності - радіодіагностика та радіотерапія, поява лазерів - лазерна терапія та лазерна хірургія та ін.

З підручника видно, що практично в будь-якому розділі фізики можна виявити медичні додатки фізичних знань та фізичної апаратури, а медична техніка, по суті, цілком ґрунтується на використанні фізичних законів, правил, закономірностей, фізичних явищ, фізичних властивостейматеріалів та ін.

Саме тому фізико-математичні та біофізичні знання є суттєвим елементом вищої медичної освіти та сприяють всебічному вивченню організму людини. Це важливо на формування медицини як точної науки.

Освоєння цього курсу непросто, але витрачені час і зусилля окупляться щодо наступних курсів й у практичної діяльності ЛІКАР- Головною фігурою лікувального процесу.

Завідувач редакції Б. В. Панкратов

Редактор І. Я. Іцхокі

Оформлення Т. Є. Добровинська-Володимирова

Технічний редактор М. В. Біденко

Комп'ютерна верстка А. В. Маркін

Коректори Г. І. Мосякіна, І. Т. Белугіна

Вид. осіб. №061622 від 07.10.97.

Підписано до друку 31.10.02. Формат 60 * 90 1/16.

Папір друкарський. Гарнітура "Шкільна". Друк офсетний.

Ум. піч. л. 35,0. Тираж 5000 екз. Замовлення №2495.

ТОВ "Дрофа". 127018, Москва, Сущівський вал, 49.

Іонізуючі випромінювання не мають запаху, смаку або будь-яких інших властивостей, що дозволяють людині розпізнати їх присутність. Для вимірювання кількісних та якісних характеристикІІ використовуються різні методи, що базуються на реєстрації ефектів взаємодії випромінювання з речовиною.

Дозиметри- це прилади, які призначені для вимірювання дози або потужності дози ІІ. В основі цих приладів лежать реєстрація та кількісна оцінка іонізаційного, сцинтиляційного, фотографічного, хімічного та інших ефектів, що виникають при взаємодії ІІ з речовиною.

Залежно від цілівимірювання дози виділяють такі основні групи дозиметрів:

1. Клінічні - для виміру ІІ в робочому пучку. Використовують при підготовці до променевої терапії та у процесі опромінення.

2. Дозиметри контролю захисту – для вимірювання потужності дози розсіяного випромінювання на робочих місцях (у системі радіаційної безпеки). Ці дозиметри мають бути прямопоказуючими.

3. Індивідуальні – для контролю опромінення осіб, які працюють у сфері дії ІІ.

Методи дозиметрії:

· Біологічні- ґрунтуються на оцінці реакцій, що виникають у тканинах при опроміненні їх певною дозою ІІ (еритемна доза, епіляційна доза, летальна доза). Є орієнтовними та застосовуються в основному в експериментальній радіобіології.

· Хімічні- полягають у реєстрації незворотних хімічних реакцій, які у деяких речовинах під впливом опромінень (радіохімічний метод, фотографічний метод).

o Радіохімічний метод- заснований на реакції окислення двовалентного заліза у тривалентне під дією ІІ (Fe 2+ → Fe 3+), що призводить до зміни забарвлення (прозорості). Використовуються феросульфатні дозиметри. Так як діапазон виміру цих дозиметрів дуже великий (від 20 до 400 Гр), вони використовуються лише для аварійних ситуацій.

o Фотографічний метод- під дією ІІ відбувається почорніння рентгенівської плівки, ступінь якого пропорційна поглиненій енергії променів. За щільністю почорніння можна будувати висновки про дозі опромінення. Недоліком цього є залежність показань дозиметра від якісного складувипромінювання. Точність визначення дози невисока. За допомогою фотоплівкових дозиметрів зручно визначати відповідність світлового та радіаційного поля на апаратах для променевої терапії.

· Фізичні- засновані на здатності ІІ викликати іонізацію речовини та перетворювати електрично нейтральний газ на електропровідне середовище (іонізаційна камера, газорозрядний лічильник, сцинтиляційний дозиметр, термолюмінесцентний дозиметр, напівпровідникові детектори).

o Сцинтиляційні дозиметри. В основі вимір інтенсивності спалахів світла в люмінесцентних речовинах при проходженні через них ІІ. Люмінісцентними речовинами можуть бути неорганічні та органічні тверді сцинтилятори (наприклад, сульфід цинку, активований сріблом та ін.), органічні пластмасові сцинтилятори (наприклад, полістирол з добавкою n – терфенілу), рідинні органічні сцинтилятори (наприклад, розчин n – фен) , газові сцинтилятори (наприклад, ксенон) . При попаданні на них ІІ виникають світлові спалахи реєструються фотоелектронним помножувачем із спеціальною електронною схемою. Сцинтиляційні дозиметри не застосовуються у клінічній дозиметрії через свій великий об'єм та високу чутливість, що дозволяє рекомендувати їх використання у дозиметрії захисту.

o Термолюмінесцентні дозиметри (ТЛД)Використовується здатність ШІ створювати в діелектричних матеріалах довгоживучі центри свічення в кристалічній структурі, які при подальшому нагріванні елімінуються з випромінюванням квантів світла. Зазвичай чутливий обсяг ТЛД складається з невеликої маси кристалічного діалектрика, що містить відповідний активатор, здатний бути фосфором термолюмінісцентним. Активатор часто в слідових кількостях забезпечує освіту двох центрів у кристалі: «пасток» для носіїв зарядів – електронів і так званих «дірок». При опроміненні, що утворюються випромінюванням електрони та дірки, мігрують до відповідних пасток, де зберігаються доти, доки нагрівання не звільняє їхньої потенційної ями пастки. Звільнений носій заряду мігрує до центру люмінесценції, де відбувається його рекомбінація із зарядом протилежного знака, що супроводжується випромінюванням кванта світла. Для реєстрації термолюмінесценції дозиметр поміщають на нагрівальний пристрій перед фотопомножувачем та вимірюють залежність інтенсивності свічення від температури або часу нагріву. Найбільш поширені ТЛД на основі фтористого літію (ТЛД LiF), фтористого кальцію, окису алюмінію та ін. Широко використовуються в клінічній дозимерії (вимір дози на хворому, порожнині тіла) і як індивідуальні дозиметри.

o В іонізаційний методДозиметрія використовується здатність ІІ виробляти іонізацію. В основі методу лежить принцип Брегга-Грея, згідно з яким кількість іонізацій у газовій порожнині є мірою енергії, поглиненою в навколишньому матеріалі. «Газовою порожниною» може бути будь-який матеріал. Зазвичай це заповнена газом порожнину всередині твердого тіла. Відповідні прилади, які називаються іонізаційними камерами. Іонізаційна камера складається з двох електродів, простір між якими заповнений газом. Під дією ІІ газ іонізується, виникає електричний струм. За величиною сили струму судять про дозу. Дозиметри, що ґрунтуються на іонізаційному методі, в даний час найбільш поширені. Широко застосовуються в клінічній дозиметрії, дозиметрії захисту та індивідуальній дозиметрії.

o Напівпровідникові (кристалічні) дозиметри.Змінюють провідність залежно від потужності дози. Широко використовуються поряд із іонізаційними дозиметрами.

Незалежно від використовуваного методу дозиметрії, всі дозиметри повинні задовольняти наступним вимогам:

· Розміри та склад повинні бути такими, щоб забезпечити виконання умов рівноваги вторинних заряджених частинок (електронів у разі фотонного випромінювання, ядер віддачі у разі нейтронів);

· матеріал дозиметра та його чутливого об'єму були близькі або ідентичні за елементним складом та відповідали елементному складу того об'єкта, поглинену дозу в якому необхідно визначити (у радіобіологічних дослідженнях це склад м'язової, кісткової, жирової тканини тощо);

· Товщина матеріалу дозиметра (його стінки) повинна бути такою, щоб не викликати помітного послаблення ІІ в чутливому обсязі дозиметра.

Вибір тієї чи іншої дозиметра виробляють з урахуванням його найважливіших характеристик.

Контрольні питаннядо розділу

(Виділені правильні відповіді)

1) Для вимірювання іонізуючого випромінювання в робочому пучку при підготовці до променевої терапії та в процесі опромінення використовують...

а) Клінічні дозиметри

б) Дозиметри контролю захисту

в) Індивідуальні дозиметри

2) Для вимірювання потужності дози розсіяного випромінювання на робочих місцях використовують...

а) Клінічні дозиметри

б) Дозиметри контролю захисту

в) Індивідуальні дозиметри

3) Метод дозиметрії, що полягає в реєстрації незворотних хімічних реакцій, що відбуваються в деяких речовинах під впливом іонізуючого випромінювання.

а) Біологічним

б) хімічним

в) Фізичним

4) Дозиметри, в яких використовується здатність іонізуючого випромінювання створювати в діелектричних матеріалах довгоживучі центри свічення в кристалічній структурі, які при подальшому нагріванні елімінуються з випромінюванням квантів світла, називаються

а) Радіохімічними

б) сцинтиляційними

в) Термолюмінесцентними

г) Напівпровідниковими

Дозиметрія іонізуючих випромінювань- Розділ прикладної ядерної фізики, в якому розглядаються властивості іонізуючих випромінювань, фізичні величини, що характеризують поле випромінювання та взаємодію випромінювання з речовиною (дозиметричні величини). У вужчому значенні слова Д. і. в. - Сукупність методів вимірювання цих величин. Найважливіша ознака дозиметричних величин - їхній зв'язок з радіаційно-індукованими ефектами, що виникають при опроміненні об'єктів живої та неживої природи. Під радіаційно-індукованими ефектами в загальному сенсі розуміють будь-які зміни в об'єкті, що опромінюється, викликані впливом іонізуючих випромінювань . Основною дозиметричною величиною є доза іонізуючого випромінювання та її модифікації. Завдання Д. в. в. - Опис дозного поля, сформованого в живому організмі в реальних умовах опромінення.

Необхідність розробки Д. в. в. виникла невдовзі після відкриття Рентгеном (W.К. Röntgen) у 1895 р. випромінювання, названого його ім'ям (див. Рентген промені ). Інтенсивне накопичення даних щодо біологічної дії рентгенівського випромінювання, з одного боку, відкривало реальну перспективу його застосування в медицині, а з іншого - вказувало на небезпеку неконтрольованого опромінення живого організму. В результаті постало питання про дозиметричне забезпечення практичного застосування джерел іонізуючих випромінювань. На початку 20 ст. основними джерелами випромінювання були радій та рентгенівські апарати, і Д. і. в. зводилася фактично до дозиметрії фотонного іонізуючого випромінювання (рентгенівського та гамма-випромінювання). Потім у міру розвитку технічних засобів ядерної фізики, створення та удосконалення прискорювачів заряджених частинок і особливо після пуску у 1942 р. першого ядерного реактора кількість джерел та пов'язаних з ними видів іонізуючих випромінювань суттєво розширилися. Відповідно до цього з'явилися методи дозиметрії потоків заряджених частинок, нейтронів, високоенергетичного гальмівного випромінювання та ін. Став рости і список дозиметричних величин, що відповідають завданням різноманітного практичного застосування іонізуючих випромінювань різної природи.

Фізичною основою Д. в. в. є перетворення енергії випромінювання в процесі його взаємодії з атомами або їх ядрами, електронами і молекулами опроміненого середовища, в результаті якого частина цієї енергії поглинається речовиною. Поглинена енергія є першопричиною процесів, що призводять до радіаційно-індукованих ефектів, що спостерігаються, і тому дозиметричні величини виявляються пов'язаними з поглиненою енергією випромінювання.

Різноманітність умов опромінення та багатофакторний характер його наслідків не дозволяють обходитися єдиною дозиметричною величиною, пристосовуючи її до зміни цих умов та факторів. Необхідний цілий набір дозиметричних величин, з яких залежно від умов опромінення та поставленого завдання вибирають найбільш адекватну міру радіаційно-індукованого ефекту. Прикладом такої величини є запроваджений Міжнародною комісією з радіологічних одиниць (МКРЄ) з метою радіаційної безпеки показник еквівалентної дози (див. Доза іонізуючого випромінювання ) у точці радіаційного поля - максимальна еквівалентна доза всередині тканееквівалентної кулі діаметром 30 смпри суміщенні центру цієї кулі з цією точкою. Практичне застосуванняцього показника зустрічає певні труднощі, бо проблему адекватності дозиметрії поки що не можна вважати цілком вирішеною.

При Д. в. в. використовують як інструментальні, і розрахункові методи. Усі дозиметричні прилади влаштовані за принципом реєстрації радіаційно-індукованих ефектів у деякому модельному об'єкті – детекторі іонізуючого випромінювання. У ранній період становлення Д. в. і, використовувалися фотографічну дію іонізуючих випромінювань, хімічні перетворення та виділення тепла. З розвитком методів реєстрації елементарних частинок розвивалися і методи Д. і. в. У сучасних умовах використовується широкий спектр радіаційно-індукованих ефектів. До вже згаданих можна додати іонізаційні ефекти в газах та конденсованих середовищах, зміну електричних властивостей напівпровідників, деструктивні пошкодження твердих тіл,

люмінесценцію, сцинтиляцію та ін.

Особливе місце займає біологічна дозиметрія, яка використовує як міру дозиметричної величини кількісні радіобіологічні ефекти, наприклад хромосомні аберації, зміна морфологічного складу крові та інші показники, однозначно пов'язані з Д. і. в. (Див. Променева хвороба , Радіочутливість ).

Методи Д. в. в. можна класифікувати за різними ознаками. Так, залежно від виду реєстрованого ефекту розрізняють іонізаційний, фотографічний, хімічний, люмінесцентний, калориметричний, сцинтиляційний методи, метод слідів ушкодження та ін. При цьому має місце однозначний кількісний зв'язок між зміною фізичних або хімічних властивостейдетектора випромінювання та поглиненою енергією. У клінічній дозиметрії поширені іонізаційні методи, в яких детектором є іонізаційна камера, твердотільні люмінесцентні кристали, напівпровідники. Останні приваблюють малими розмірами детектора.

У СРСР випускають стаціонарні, носні та індивідуальні дозиметричні прилади. Стаціонарні дозиметри застосовують у клінічній практиці, а що носяться найчастіше використовують для оцінки радіаційної обстановки з метою радіаційного захисту. Вони мають автономне харчування і тому можуть використовуватись у будь-якій обстановці, у т.ч. у польових умовах. Індивідуальні дозиметри призначені для оцінки дози, одержуваної особами, які працюють у контакті з іонізуючим випромінюванням. Вони можуть бути прямопоказуючими ( рис. а, б ) або складатися з іонізаційних або термолюмінесцентних детекторів (в), що носяться персоналом, показання яких, пропорційні дозі випромінювання, визначаються на спеціальному зчитувальному пристрої.

Клінічна дозиметрія- Розділ Д. в. і., що займається вимірами та розрахунками величин, що характеризують фізичні та біофізичні ефекти опромінення хворих, які отримують променеву терапію . Основне завдання клінічної дозиметрії полягає в кількісному описі просторового і тимчасового розподілу поглиненої енергії випромінювання в тілі хворого, що опромінюється,

а також у пошуку, обґрунтуванні та виборі індивідуально оптимізованих умов його опромінення.

Основними поняттями та величинами клінічної дозиметрії є поглинена доза (див. Доза іонізуючих випромінювань ), дозне поле, дозиметричний фантом, мета. Дозне поле - це просторовий розподіл поглиненої дози (або її потужності) в опроміненій частині тіла хворого, тканиннееквівалентному середовищі або дозиметричному фантомі, що моделює тіло хворого за фізичними ефектами взаємодії випромінювання з речовиною, формою та розмірами органів і тканин та їх анатомічним взаєминам. Інформацію про дозне поле подають у табличному, матричному вигляді, а також у вигляді кривих, що з'єднують точки однакових значень (абсолютних або відносних) поглиненої дози. Такі криві називають ізодозами, які сімейства - картами изодоз. За умовну одиницю(або 100%) можна прийняти поглинену дозу в будь-якій точці дозного поля, зокрема максимальну поглинену дозу, яка повинна відповідати підлягає опроміненню мішені (тобто області, що охоплює клінічно виявлену та передбачувану зону її розповсюдження).

Формування дозного поля залежить від виду та джерела випромінювання, від методу опромінення (зовнішнього, внутрішнього, статичного, рухомого та ін), статури хворого, а також від типу радіаційного терапевтичного апарату. Тому до складу технічної документації апарату входять атлас дозних полів та рекомендації щодо його практичного використання. При необхідності (для нових варіантів та складних планів опромінення) у лікувальних закладахвиконують фантомні вимірювання дозних полів, використовуючи клінічні дозиметри з малогабаритними іонізаційними камерами або іншими (напівпровідниковими, термолюмінесцентними) детекторами, аналізаторами дозного поля або ізодозографами. Термолюмінесцентні детектори використовують для контролю поглинених доз у хворих.

Променевий терапевт спільно з інженером-фізиком веде дозиметричне планування - вибирає метод опромінення, оптимізує умови опромінення хворого шляхом розрахунку конкуруючих варіантів дозних полів.

визначає технологію опромінення на конкретному апараті, а також здійснює контроль виконання прийнятого плану та його динамічне коригування у процесі променевого лікування. У зв'язку з розвитком методів та засобів обчислювальної техніки, появою швидкодіючих ЕОМ з великим обсягом пам'яті та засобів автоматизованого введення в ЕОМ вихідної графічної та текстової інформаціїпро хворого відбувається поступовий перехід від ручного до комп'ютерного планування опромінення. При цьому відкриваються можливості вирішення зворотного завдання клінічної дозиметрії - визначення умов опромінення по дозному полю, що задається лікарем.

У системі МОЗ СРСР є радіаційна метрологічна служба, яка веде перевірку клінічних дозиметрів та дозиметричну атестацію радіаційних апаратів. У 1988 р. в СРСР розпочато перехід до метрологічного забезпечення променевої терапії на основі безпосередніх вимірів поглиненої дози у воді, що простежуються до державного первинного зразка одиниці її потужності. Все це сприяє підвищенню точності планування та здійснення опромінення.

Згідно з сучасними міжнародними вимогами, для підвищення ефективності променевої терапії в клінічній дозиметрії потрібно прагнути дозування опромінення хворого з похибкою не більше 5%, за поглиненою дозою в мішені, а вимірювання поглинених доз вести з похибкою не більше 3%.

Бібліогр.:Іванов В.І. Курс дозиметрії, М., 1988; Клеппер Л.Я. Формування дозових полів дистанційними джерелами випромінювання, М., 1986, бібліогр.; Кронгауз О.М., Ляпідевський В.К. та Фролова А.В. Фізичні основи клінічної дозиметрії, М., 1969; Ратнер Т.Г. та Фадєєва М.А. Технічне та дозиметричне забезпечення дистанційної гамма-терапії, М., 1982, бібліогр.

1. Дозиметрія. Дози опромінення. Потужність дози.

2. Біологічні ефекти доз опромінення. Граничні дози.

3. Дозиметричні прилади. Детектори іонізуючого випромінювання.

4. Способи захисту від іонізуючого випромінювання.

5. Основні поняття та формули.

6. Завдання.

34.1. Дозиметрія. Дози опромінення. Потужність дози

Необхідність кількісної оцінки дії іонізуючого випромінювання на різні речовини живої та неживої природи призвела до появи дозиметрії.

Дозиметрія - розділ ядерної фізики та вимірювальної техніки, в якому вивчають величини, що характеризують дію іонізуючого випромінювання на речовини, а також методи та прилади для їх виміру.

Процеси взаємодії випромінювання з тканинами протікають по-різному різних типів випромінювань і залежить від виду тканини. Але у всіх випадках відбувається перетворення енергії випромінювання на інші види енергії. В результаті частина енергії випромінювання поглинається речовиною. Поглинена енергія- першопричина всіх наступних процесів, які зрештою призводять до біологічних змін у живому організмі. Кількісно дія іонізуючого випромінювання (незалежно від його природи) оцінюється за енергією, переданою речовині. Для цього використовується спеціальна величина - доза випромінювання(Доза - порція).

Поглинена доза

Поглинена доза(D) - величина, що дорівнює відношенню енергіїΔ Ε, переданої елементу опромінюваної речовини, до масиΔ m цього елемента:

У СІ одиницею поглиненої дози є грей (Гр),на честь англійського фізика-радіобіолога Луї Гарольда Грея.

1 Гр -це поглинена доза іонізуючого випромінювання будь-якого виду, при якій 1 кг маси речовини поглинається енергія 1 Дж енергії випромінювання.

У практичній дозиметрії зазвичай користуються позасистемною одиницею поглиненої дози. радий(1 радий= 10 -2 Гр).

Еквівалентна доза

Величина поглиненої дозивраховує тільки енергію, передану об'єкту, що опромінюється, але не враховує «якість випромінювання». Концепція якості випромінюванняхарактеризує здатність цього виду випромінювання виробляти різні радіаційні ефекти. Для оцінки якості випромінювання вводять параметр - коефіцієнт якості (quality factor).Він є регламентованою величиною, його значення визначено спеціальними комісіями та включено до міжнародних норм, призначених для контролю над радіаційною небезпекою.

Коефіцієнт якості(К) показує, у скільки разів біологічна дія даного виду випромінювання більша, ніж дія фотонного випромінювання, при однаковій поглиненій дозі.

Коефіцієнт якості- Безрозмірна величина. Його значення для деяких видів випромінювання наведено у табл. 34.1.

Таблиця 34.1.Значення коефіцієнта якості

Еквівалентна доза(Н) дорівнює поглиненій дозі, помноженій на коефіцієнт якості для цього виду випромінювання:

У СІ одиниця еквівалентної дози називається зівертом (Зв) -на честь шведського фахівця в галузі дозиметрії та радіаційної безпеки Рольфа Максиміліана Зіверта. Поряд з зівертомвикористовується та позасистемна одиниця еквівалентної дози - бер(біологічний еквівалент рентгену): 1 бер= 10 -2 зв.

Якщо організм піддається дії декількох видів випромінювання,то їх еквівалентні дози (Н i) підсумовуються:

Ефективна доза

При загальному одноразовому опроміненні організму різні органи і тканини мають різну чутливість до дії радіації. Так, за однакової еквівалентної дозиризик генетичних ушкоджень найімовірніший при опроміненні репродуктивних органів. Ризик виникнення раку легень при впливі α-випромінювання радону в рівних умовах опромінення вищий, ніж ризик виникнення раку шкіри тощо. Тому зрозуміло, що дози опромінення окремих елементів живих систем слід розраховувати з урахуванням їхньої радіочутливості. Для цього використовуються вагові коефіцієнти b T (Т – індекс органу або тканини), наведені в табл. 34.2.

Таблиця 34.2.Значення вагових коефіцієнтів органів та тканин при розрахунку ефективної дози

Закінчення табл. 34.2

Ефективна доза(Н еф) - це величина, яка використовується як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення всього тіла людини з урахуванням радіочутливості окремих її органів і тканин.

Ефективна дозадорівнює сумі творів еквівалентних доз в органах та тканинах на відповідні їм вагові коефіцієнти:

Підсумовування ведеться за всіма тканинами, перерахованими в табл. 34.2. Ефективні дози, як і еквівалентні, вимірюються в берахі зівертах.

Експозиційна доза

Поглинена та пов'язана з нею еквівалентна дози опромінення характеризують енергетична діярадіоактивного випромінювання. Як характеристика іонізуючої діївипромінювання використовують іншу величину, звану експозиційною дозою.Експозиційна доза є мірою іонізації повітря рентгенівськими та γ-променями.

Експозиційна доза(Х) дорівнює заряду всіх позитивних іонів, що утворюються під дією випромінювання в одиниці маси повітря за нормальних умов.

У СІ одиницею експозиційної дози є кулон на кілограм (Кл/кг). Кулон -це дуже великий заряд. Тому на практиці користуються позасистемною одиницею експозиційної дози, яка називається рентгеном(Р), 1 Р= 2,58 х10 -4 Кл/кг.При експозиційній дозі 1 Рв результаті іонізації в 1 см 3 сухого повітря за нормальних умов утворюється 2,08х10 9 пар іонів.

Зв'язок між поглиненою та експозиційною дозами виражається співвідношенням

де f - деякий переказний коефіцієнт, що залежить від опромінюваної речовини і довжини хвилі випромінювання. Крім того, величина f залежить від одиниць доз, що використовуються. Значення f для одиниць радийі рентгеннаведено у табл. 34.3.

Таблиця 34.3.Значення переказного коефіцієнта з рентгенв радий

У м'яких тканинах f ≈ 1, тому поглинена доза випромінювання в радічисельно дорівнює відповідній експозиційній дозі рентгенів.Це зумовлює зручність використання позасистемних одиниць радийі Р.

Співвідношення між різними дозамивиражаються такими формулами:

Потужність дози

Потужність дози(N) – величина, що визначає дозу, отриману об'єктом за одиницю часу.

При рівномірній дії випромінювання потужність дозидорівнює відношенню дози до часу t, протягом якого діяло іонізуюче випромінювання:

де κγ - гамма-постійна, характерна для даного радіоактивного препарату.

У табл. 34.4 наведено співвідношення між одиницями доз.

Таблиця 34.4.Співвідношення між одиницями доз

34.2. Біологічні ефекти доз опромінення. Граничні дози

Біологічна дія випромінювання з різною еквівалентною дозою вказана у табл. 34.5.

Таблиця 34.5.Біологічна дія разових ефективних доз

Граничні дози

Норми радіаційної безпеки встановлюють граничні дози(ПД) опромінення, дотримання яких забезпечує відсутність біологічних ефектів опромінення, що клінічно виявляються.

Гранична доза- величина річний ефективноюдози техногенного опромінення, яка має перевищуватися за умов нормальної роботи.

Величини граничних доз різні для персоналуі населення.Персонал - це особи, які працюють з техногенними джерелами випромінювання (група А) та перебувають за умовами роботи у сфері їх дії (група Б). Для групи Б всі межі доз встановлені вчетверо меншими, ніж групи А.

Для населення межі доз менше у 10-20 разів, ніж для групи А. Значення ПД наведені у табл. 34.6.

Таблиця 34.6.Основні граничні дози

Природний (природний) радіаційний фонстворюється природними радіоактивними джерелами: космічними променями (0,25 мЗв/рік);радіоактивністю надр (0,52 мЗв/рік);радіоактивністю їжі (0,2 мЗв/рік).

Ефективна доза до 2 мЗв/рік(10-20 мкР/год), одержувана за рахунок природного радіаційного фону,вважається нормальною. Як і при техногенному опроміненні, високим вважається рівень опромінення понад 5 мЗв/рік.

на земній куліє місця, де природне тло дорівнює 13 мЗв/рік.

34.3. Дозиметричні прилади. Детектори іонізуючого випромінювання

Дозиметри- пристрої для вимірювання дозіонізуючого випромінювання або величин, пов'язаних із дозами. Дозиметр містить у собі детекторвипромінювання та вимірювальний пристрій, який градуйований в одиницях дози або потужності.

Детектори- Пристрої, що реєструють різні види іонізуючого випромінювання. Робота детекторів заснована на використанні тих процесів, які викликають у них частинки, що реєструються. Розрізняють 3 групи детекторів:

1) інтегральні детектори,

2) лічильники,

3) трекові детектори.

Інтегральні детектори

Ці пристрої дають інформацію про повний потік іонізуючого випромінювання.

1. Фотодозиметр.Найпростішим інтегральним детектором є світлонепроникна касета з рентгенівською плівкою. Фотодозиметр - це індивідуальний інтегральний лічильник, яким постачаються особи, що стикаються з випромінюванням. Плівка проявляється через певний проміжок часу. За рівнем її почорніння можна визначити дозу опромінення. Детектори цього дозволяють вимірювати дози від 0,1 до 15 Р.

2. Іонізаційна камера.Це прилад для реєстрації іонізуючих частинок методом вимірювання величини іонізації (числа пар іонів), що виробляється цими частинками газі. Найпростіша іонізаційна камера є двома електродами, поміщеними в заповнений газом об'єм (рис. 34.1).

До електродів додається постійна напруга. Частинки, які потрапляють у простір між електродами, іонізують газ, і ланцюга виникає струм. Сила струму пропорційна числу освічених іонів, тобто. потужності експозиційної дози Електронний інтегруючий пристрій визначає саму дозу Х.

Мал. 34.1.Іонізаційна камера

Лічильники

Ці пристрої призначені для розрахунку кількості частинок іонізуючого випромінювання, що проходять через робочий обсягабо потрапляють на робочої поверхні.

1. На малюнку 34.2 представлено схему газорозрядного лічильника Гейгера-Мюллера,принцип дії якого ґрунтується на утворенні електричного імпульсного розряду в газонаповненій камері при попаданні окремої іонізуючої частинки.

Мал. 34.2.Схема лічильника Гейгера-Мюллера

Лічильник є скляною трубкою з напиленим на її бічну поверхню шаром металу (катод). Усередині трубки пропущено тонкий дріт (анод). Тиск газу всередині трубки становить 100-200 мм рт. Між катодом і анодом створюється висока напруга сотень вольт. При попаданні в лічильник іонізуючої частки газі утворюються вільні електрони, які рухаються до анода. Поблизу тонкої нитки анода напруженість поля велика. Електрони поблизу нитки пришвидшуються настільки, що починають іонізувати газ. В результаті виникає розряд і ланцюгом протікає струм. Самостійний розрядтреба погасити, інакше лічильник не зреагує на наступну частинку. На включеному в ланцюг високоомному опорі R відбувається значне падіння напруги. Напруга на лічильнику зменшується, і розряд припиняється. Також до складу газу вводиться речовина, що відповідає найшвидшому гасіння розряду.

2. Удосконаленим варіантом лічильника Гейгера-Мюллера є пропорційний лічильник,в якому амплітуда імпульсу струму пропорційна енергії, виділеної в його обсязі частинкою, що реєструється. Такий лічильник визначає поглинену дозувипромінювання.

3. На іншому фізичному принципі засновано дію сцинтиляційних лічильниківПід впливом іонізуючого випромінювання у деяких речовинах відбуваються сцинтиляції, тобто. спалахи, кількість яких підраховується за допомогою фотоелектронного помножувача.

Трекові детектори

Детектори цього типу використовуються в наукових дослідженнях. У трекових детекторівпроходження зарядженої частки фіксується як просторової картини сліду (треку) цієї частки; картина може бути сфотографована чи зареєстрована електронними пристроями.

Поширеним типом трекового детектора є камера Вільсон.Частка, що спостерігається, проходить через обсяг, заповнений перенасиченою парою,та іонізує його молекули. На іонах, що утворилися, починається конденсація пари, в результаті чого слід частинки стає видно. Камеру поміщають у магнітне поле, яке викривляє траєкторії заряджених частинок. По кривизні треку можна визначити масу частки.

34.4. Способи захисту від іонізуючого випромінювання

Захист від негативних наслідків випромінювання та деякі способи зменшення дози опромінення вказані нижче. Розрізняють три види захисту: захист часом, відстанню та матеріалу.

Захист часом та відстанню

Для точкового джерела експозиційна доза визначається співвідношенням

з якого видно, що вона прямо пропорційна часу і обернено пропорційна квадрату відстані до джерела.

Звідси випливає природний висновок: для зменшення вражаючої радіаційної дії необхідно перебувати якнайдалі від джерела випромінювання і, по можливості, менше часу.

Захист матеріалом

Якщо відстань до джерела радіації та час опромінення неможливо витримати в безпечних межах, необхідно забезпечити захист організму матеріалом. Цей спосіб захисту ґрунтується на тому, що різні речовини по-різному поглинають всілякі іонізуючі випромінювання, що потрапляють на них. Залежно від виду випромінювання застосовують захисні екрани з різних матеріалів:

альфа-частинки- папір, шар повітря завтовшки кілька сантиметрів;

бета-частки- скло завтовшки кілька сантиметрів, пластини з алюмінію;

рентгенівське та гамма-випромінювання- бетон товщиною 1,5-2 м, свинець (ці випромінювання послаблюються в речовині за експоненційним законом; потрібна велика товщина екрануючого шару; в рентгенівських кабінетах часто використовують гумовий просвинкований фартух);

потік нейтронів- уповільнюється у водневих речовинах, наприклад воді.

Для індивідуального захисту органів дихання від радіоактивного пилу використовуються респіратори.

В екстрених ситуаціях, пов'язаних із ядерними катастрофами, можна скористатися захисними властивостями житлових будинків. Так, у підвалах дерев'яних будинків доза зовнішнього опромінення знижується у 2-7 разів, а у підвалах кам'яних будинків – у 40-100 разів (рис. 34.3).

При радіоактивному зараженні території контролюється активністьодного квадратного кілометра, а при зараженні продуктів харчування - їх питома активність.Як приклад можна зазначити, що з зараженні місцевості більш ніж 40 Кі/км 2 виробляють повне відселення жителів. Молоко з питомою активністю 2х10 11 Кі/л і більше не підлягає вживанню.

Мал. 34.3.Екрануючі властивості кам'яного та дерев'яного будинків для зовнішнього γ-випромінювання

34.5. Основні поняття та формули

Продовження таблиці

Закінчення таблиці

34.6. Завдання

1. Вивчення променевих катаракт на кроликах показало, що під дією γ -випромінювання катаракти розвиваються при дозі D 1 = 200 рад. Під дією швидких нейтронів (зали прискорювачів) катаракта виникає при дозі D 2 = 20 рад. Визначити коефіцієнт якості швидких нейтронів.

2. На скільки градусів збільшиться температура фантома (моделі людського тіла) масою 70 кг за дози γ-випромінювання Х = 600 Р? Питома теплоємність фантома = 4,2х10 3 Дж/кг. Вважати, що вся отримана енергія йде нагрівання.

3. Людина вагою 60 кг протягом 6 год піддавався дії γ-випромінювання, потужність якого становила 30 мкР/годину. Вважаючи, що основним поглинаючим елементом є м'які тканини, знайти експозиційну, поглинену та еквівалентну дози опромінення. Знайти поглинену енергію випромінювання у одиницях СІ.

4. Відомо, що разова летальна експозиційна доза для людини дорівнює 400 Р(50% смертності). Виразити цю дозу у всіх інших одиницях.

5. У тканині масою m = 10 г поглинається 10 9 -частинок з енергією Е = 5 МеВ. Знайти еквівалентну дозу. Коефіцієнт якості для -частинок K = 20.

6. Потужність експозиційної дози γ -випромінювання з відривом r = 0,1 м від точкового джерела становить N r = 3 Р/год. Визначити мінімальну відстань від джерела, де можна щодня працювати по 6 год без захисту. ПД = 20 мЗв/рік. Поглинання γ -випромінювання повітрям не враховувати.

Рішення(потрібне акуратне вирівнювання одиниць вимірювання) За нормами радіаційної безпеки еквівалентна доза,отримана протягом року роботи, становить Н = 20 мЗв. Коефіцієнт якості для γ -випромінювання До = 1.

Програми

Фундаментальні фізичні константи

Множники та приставки для утворення десяткових кратних та дольних одиницьта їх позначення

ІІ не мають запаху, смаку або будь-яких інших властивостей, що дозволяють людині реєструвати їх. Для вимірювання кількісних та якісних характеристик ІІ використовуються різні методи, що базуються на реєстрації ефектів взаємодії випромінювання з речовиною.

Дозиметри - це прилади, які призначені для вимірювання дози або потужності дози ІІ. В основі цих приладів лежать реєстрація та кількісна оцінка іонізаційного, сцинтиляційного, фотографічного, хімічного та інших ефектів, що виникають при взаємодії ІІ з речовиною.

Основні групи дозиметрів:

Клінічні - для виміру ІІ в робочому пучку. Використовують при підготовці до променевої терапії та у процесі опромінення.

Дозиметри контролю захисту – для вимірювання потужності дози розсіяного випромінювання на робочих місцях (у системі радіаційної безпеки). Ці дозиметри мають бути прямопоказуючими.

Індивідуальні – для контролю опромінення осіб, які працюють у сфері дії ІІ.

Методи дозиметрії:

Біологічні - засновані на оцінці реакцій, що виникають у тканинах при опроміненні їхньою певною дозою ІІ (еритемна доза, епіляційна доза, летальна доза). Є орієнтовними та застосовуються в основному в експериментальній радіобіології.

Хімічні - полягають у реєстрації незворотних хімічних реакцій, які у деяких речовинах під впливом опромінень (радіохімічний метод, фотографічний метод).

Радіохімічний метод- заснований на реакції окислення двовалентного заліза тривалентне під дією ІІ(Fe 2+ Fe 3+), що призводить до зміни забарвлення (прозорості). Використовуються феросульфатні дозиметри. Так як діапазон цих дозиметрів дуже великий (від 20 до 400 Гр) вони використовуються тільки для аварійних ситуацій.

Фотографічний метод- під дією ІІ відбувається почорніння рентгенівської плівки, ступінь якого пропорційна поглиненій енергії променів. За щільністю почорніння можна будувати висновки про дозі опромінення. Недоліком цього є залежність показань дозиметра від якісного складу випромінювання. Точність визначення дози невисока. За допомогою фотоплівкових дозиметрів зручно визначати відповідність світлового та радіаційного поля на апаратах для променевої терапії.

Фізичні - засновані на здатності ІІ викликати іонізацію речовини та перетворювати електрично нейтральний газ на електропровідне середовище (іонізаційна камера, газорозрядний лічильник, сцинтиляційний дозиметр, термолюмінесцентний дозиметр, напівпровідникові детектори).

Сцинтиляційні дозиметри. Використовуються кристали йодистого натрію, активовані талієм. При попаданні на них ІІ виникають світлові спалахи, які перетворюються на електричні імпульси, посилюються та реєструються рахунковими пристроями. Сцинтиляційні дозиметри не застосовуються у клінічній дозиметрії через свій великий об'єм та високу чутливість, що дозволяє рекомендувати їх використання у дозиметрії захисту.

Термолюмінесцентні дозиметри (ТЛД). Деякі тверді кристалічні речовини під дією ІІ здатні люмінесцувати. За інтенсивністю свічення визначається доза. ТЛД невеликі в обсязі, є непрямопоказуючими (доза накопичується протягом якогось часу). Широко використовуються в клінічній дозиметрії (вимір дози на хворому, в порожнині тіла) та як індивідуальні дозиметри.

Іонізаційна камера- Це конденсатор. Складається із двох електродів, простір між якими заповнений повітрям. Під дією ІІ повітря іонізується, виникає електричний струм. За величиною сили струму судимо про дозу. Дозиметри, що ґрунтуються на іонізаційному методі, в даний час найбільш поширені. Широко застосовуються в клінічній дозиметрії, дозиметрії захисту та індивідуальній дозиметрії.

Газорозрядний лічильник.Також використовується іонізаційний ефект випромінювання. Але до електродів газорозрядного лічильника підводять значно більшу напругу. Тому електрони, що утворюються в лічильнику при опроміненні, набувають великої енергії і самі викликають масову іонізацію атомів і молекул газу. Це дозволяє реєструвати за допомогою газорозрядних лічильників дуже малі дози ІІ.

Напівпровідникові (кристалічні) дозиметри.Змінюють провідність залежно від потужності дози. Широко використовуються поряд із іонізаційними дозиметрами.