Доза эффективная (эффективная эквивалентная доза)

Основные единицы измерения ионизирующих излучений

Рентген (Р, R) – внесистемная единица экспозиционной дозы фотонного (гамма- и рентгеновского) излучений. Микрорентген – миллионная часть рентгена, мкР

Поглощённая доза (сокращённое обозначение – д о з а) – определяется двумя основными способами.

Для малых и средних уровней облучения – применяют единицы Зиверт. Дальше – считают в единицах Грэй. По цифрам, эти ед-цы примерно равны.
Зиверт (Зв, Sv) – в системе единиц СИ, поглощенная доза с учётом, в виде коэффициентов,
энергии и типов излучения (эквивалентная) и радиочувствительности живых органов и тканей в теле человека (эффективная). Данная ед-ца используется до величин дозы – порядка 1.5 зиверта, для более высоких значений облучения – используют Грэи.

1 миллизиверт (мЗв. mSv) = 0.001 зиверт

1 микрозиверт (мкЗв. µSv) = 0.001 милизиверт

Для оценки влияния ионизирующего облучения на человека – служит величина индивидуальной эффективной дозы (ИЭД, мЗв/чел.) Медицинская компонента, обусловленная использованием ИИИ (источников ион. излучения) в медицинских целях – составляет от 20 до 30%.

бэр – биологический эквивалент рентгена; это старая, внесистемная единица поглощённой дозы; современная – Зиверт.

1 бэр ~ 1 сЗв (сантизиверт).

1 Зв ~ 100 бэр
Мощность дозы – д о з а  излучения за единицу времени:

0.10 мкЗв/час == 10 мкР/час
(двойной знак равенства означает здесь «примерно»)

1 зиверт == 100 рентген

Коэффициент качества излучения для гамма-квантов и бета-частиц равен единице (Q=1), для быстрых нейтронов Q=10, для альфа-частиц Q=20 и т.д.

Активность (А) радиоактивного вещества – число спонтанных ядерных превращений в этом вещ-ве на определённой площади, в единичном кубическом объёме («объёмная активность») или в единице веса («удельная активность») за малый промежуток времени. Единицей измерения активности, в системе СИ, является:

1 беккерель (Бк, Bq) = 1 ядерное превращение в секунду

109 Бк = 1 гигабеккерель (ГБк, GBq)

До сих пор ещё используется (особенно часто – на экологических картах радиоактивного заражения, в расчёте на квадратный километр) старая внесистемная единица измерения активности рад.вещ. в сист. СГС – К ю р и:
1 кюри (Ки, Ci) = 3,7 х 1010 беккерель = 37 гигабеккерель (ГБк, GBq)

1 мкКи (микрокюри) = 3,7 х 104 распадов в секунду = 2,22 х 106 расп. в минуту.

Человеческий организм содержит примерно 0,1 мкКи калия-40 натурального происхождения.
Верхнее значение безопасной (то есть, на уровне естественной) «минимально значимой активности» (МЗА) – находится в пределах от 3.7 кБк (килобеккерель) до 37 МБк (мегабеккерель), в зависимости от вида излучения (до удельных 74 кБк/кг – для твёрдых бета-активных,
менее 3.7 кБк/кг – для гаммаактивных, меньше 7.4 кБк/кг – для альфаактивных веществ, до 0.37 кБк/кг – для трансурановых).

Грэй (Гр, Gy) – в системе СИ, величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

1 Гр (ед. СИ) = 100 рад (внесистемная единица) == 100 рентген (с точностью 15-20%, для энергий 0.1-5 МэВ)

5 мГр == 500 мР = 0.5 Р (безопасная доза общего кратковременного облучения – исключаются клинически выраженные соматические эффекты; при медицинском обследовании или лечении – это как снимок флюорографии, сделанный на старом аппарате, раз в год).

При экспозиционной дозе в 1 рентген, поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад

1.5. Относительная биологическая эффективность ионизурующего излучения (ИИ)

Одинаковые дозы различных видов ионизирующего излучения оказывают на организмы разное действие, обусловленное неодинаковой плотностью ионизации – удельной ионизацией. Чем выше удельная ионизация, тем больше эффект биологического действия облучения. Поэтому одна и та же поглощенная доза различных видов ИИ приводит к разной степени поражения организма. В связи с этим в радиобиологии введено понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициента качества (КК) или взвешивающие коэффициенты (по НРБ-99) ионизирующих излучений. Средние значения их следующие:

Примечание: Мюоны – элементарные заряженные частицы с массой около 207 электронных масс (μ – мю + мезоны).  Быстрые нейтроны – с энергией более 100 кэВ, промежуточные – от 100 до 1 кэВ, медленные – менее 1 кэВ, тепловые – около 0,025 эВ.

Для оценки биологической эффективности различных видов излучения введено понятие эквивалентной или биологической дозы (Д_экв. или Д_биол.)         

Д_{экв.(биол.)} = Д_погл. × ОБЭ (КК).

Внесистемная единица эквивалентной дозы – биологический эквивалент рентгена – бэр (1 бэр = 1×10-2 Дж\кг). Единица бэр – это такая доза любого вида ионизирующего излучения, при которой в биологической среде создается такой биологический эффект, как при дозе рентгеновского или гамма-излучения в 1 рад. Данная единица имеет дольные и кратные величины – мбэр, мкбэр, кбэр, Мбэр. В системе СИ единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв). 1 Зв = 100 бэр.

Если биологический объект облучается различными видами излучения одновременно (смешанный источник ИИ), то эквивалентная доза облучения равна сумме поглощенных доз от каждого вида излучения, умноженной на средний коэффициент качества (КК или ОБЭ).

Разные органы и ткани имеют разную чувствительность к излучению. Для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей человека введено понятие эффективной эквивалентной дозы (D_эфф.).

где D_эфф. – эффективная эквивалентная доза;

    w – коэффициент радиационного риска;

    D_экв. – средняя эквивалентная доза в органе или ткани.

Единицей эффективной эквивалентной дозы являются  бэр и Зв (зиверт).

Таблица 1 – Коэффициенты радиационного риска  w  для различных органов и тканей человека

Помимо перечисленных понятий, в радиационной безопасности широко используются термины годовой и коллективной эффективной или эквивалентной дозы.

Годовая эффективная (эквивалентная) доза – это сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением за этот же год в организм радионуклидов.

Коллективная эффективная доза – это мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, равная сумме индивидуальных коллективных доз; она измеряется в человеко-зивертах (чел. × Зв).

Использует

Величины доз внешнего облучения, используемые в радиационной защите и дозиметрии

Согласно МКРЗ, основными видами использования эффективной дозы являются предполагаемая оценка дозы для планирования и оптимизации радиационной защиты, а также демонстрация соблюдения пределов дозы для целей регулирования. Таким образом, эффективная доза является центральной величиной дозы для целей регулирования.

МКРЗ также сообщает, что эффективная доза внесла значительный вклад в радиологическую защиту, поскольку она позволила суммировать дозы от всего и частичного облучения организма от внешнего излучения различных типов и от поступления радионуклидов.

Использование для внешнего облучения

Расчет эффективной дозы требуется для частичного или неравномерного облучения тела человека, поскольку в эквивалентной дозе учитывается не облучаемая ткань, а только тип излучения. Различные ткани организма по-разному реагируют на ионизирующее излучение, поэтому МКРЗ присвоила коэффициенты чувствительности определенным тканям и органам, чтобы можно было рассчитать эффект частичного облучения, если известны облученные области. Поле излучения, облучающее только часть тела, будет нести меньший риск, чем если бы то же поле облучали все тело

Чтобы принять это во внимание, рассчитываются и суммируются эффективные дозы облученных составных частей тела. Это становится эффективной дозой для всего тела, дозы величины Е

Это величина «защитной» дозы, которую можно рассчитать, но невозможно измерить на практике.

Эффективная доза будет нести один и тот же эффективный риск для всего тела независимо от того, где она была применена, и она будет нести такой же эффективный риск, как и такое же количество эквивалентной дозы, равномерно применяемой для всего тела.

Использование для внутренней дозы

Эффективная доза может быть рассчитана для ожидаемой дозы, которая представляет собой дозу внутреннего облучения в результате вдыхания, проглатывания или инъекции радиоактивных материалов.

Используемая доза составляет:

Предполагаемая эффективная доза E ( t ) представляет собой сумму произведений ожидаемых эквивалентных доз для органа или ткани и соответствующих весовых коэффициентов ткани W _T , где t — время интегрирования в годах после приема. Период действия обязательств составляет 50 лет для взрослых и 70 лет для детей.

Нормы витамина Д

Учитывая различные единицы измерения рекомендуемым уровнем является:

60 — 100 нг/мл

150 — 250 нмоль/л

Для перевода из нг/мл в нмоль/л нужно нг/мл * 2,5 = нмоль/л

Пример: 30 нг/мл * 2,5 = 75 нмоль/л

Российская ассоциация эндокринологов считает оптимальной концентрацией витамина D в крови взрослого человека 30-100 нг/мл, недостаточностью 20-30 нг/мл, дефицитом — менее 20 нг/мл.

По данным, представленным на 10-м Европейском Конгрессе по Менопаузе и Андропаузе (Мадрид, 2015г) уровень витамина D у пациентов с ожирением в России:

менее 20 нг/мл — 35%

20-30 нг/мл — 30%

более 30 нг/мл — 35%

Дневные нормы потребления витамина D по рекомендации Американского общества эндокринологов (2011г).

Профилактической дозой витамина D (когда можно его не определять в крови и спокойно принимать) считается 4 000 МЕ в сутки.

Без медицинского контроля не рекомендуют прием витамина D в дозе 10 000 МЕ более 6 месяцев. (Российская ассоциация эндокринологов)

Передозировать витамин D практически невозможно. К примеру, в Голландии пожилая пара (90 и 95 лет) случайно приняла однократную дозу холекальциферола 2 000 000 МЕ каждый.

Врачи наблюдали за ними 2 месяца и не выявили каких-либо симптомов передозировки или токсичности. Максимальная концентрация в крови его формы 25-ОН-витамина D на 8-ой день составила 210 и 170 нг/мл соответсвенно, что немногим превышает его целевые значения.

Визуализация с более высокими дозами облучения

Большая часть повышенного облучения в США происходит из-за компьютерной томографии и ядерной визуализации, которые требуют более высоких доз радиации, чем традиционные рентгеновские лучи. Рентген грудной клетки, например, дает 0,1 мЗв, а КТ грудной клетки дает 7 мЗв (см. Таблицу) — в 70 раз больше.

В исследовании, проведенном в 2009 году Бригамом и женской больницей в Бостоне, исследователи оценили потенциальный риск рака по результатам компьютерной томографии у 31 462 пациентов в течение 22 лет. Для группы в целом увеличение риска было небольшим — на 0,7% выше общего пожизненного риска рака в Соединенных Штатах, который составляет 42%. Но для пациентов, которым делали несколько компьютерных томографий, риск был выше — от 2,7% до 12%. (В этой группе 33% получили более пяти компьютерных томографий; 5% — более 22 сканирований; и 1% — более 38.)

Как снизить риск от рентгена и КТ?

Если вы не подвергались воздействию высоких доз радиации во время лечения рака в молодости, любое увеличение вашего риска рака из-за медицинского излучения будет незначительным. Но мы действительно не знаем наверняка, поскольку эффекты радиационного поражения обычно проявляются через много лет, а увеличение количества изображений с высокими дозами произошло только с 1980 года.

Поэтому нужно делать следующее:

Обсудите с врачом любую диагностическую визуализацию с высокой дозой облучения. Если вам нужна компьютерная томография или ядерное сканирование для лечения или диагностики заболевания, преимущества обычно перевешивают риски. Тем не менее, если ваш врач назначает компьютерную томографию, разумно спросить, какое значение будет иметь результат для лечения вашего состояния; например, избавит ли вас от инвазивной процедуры?

Следите за своими дозами облучения. Это не будет полностью точным, потому что разные машины доставляют разное количество радиации, и потому что доза, которую вы поглощаете, зависит от вашего размера, вашего веса и части тела, на которую направлено рентгеновское излучение. Но вы и ваш врач получите приблизительную оценку вашего воздействия.

Подумайте о исследовании с более низкой дозой облучения. Если ваш врач рекомендует компьютерную томографию или сканирование ядерной медицины, спросите, подойдет ли другой метод, например, рентген с меньшей дозой или исследование без излучения, например ультразвук (который использует высокочастотные звуковые волны) или МРТ ( который полагается на магнитную энергию). Ни УЗИ, ни МРТ не повреждают ДНК и не увеличивают риск рака.

Рассмотрите возможность менее частого проведения КТ. Если вы регулярно проходите компьютерную томографию при хроническом заболевании, спросите своего врача, можно ли увеличить время между сканированиями. И если вы чувствуете, что компьютерная томография не помогает, обсудите, не могли бы вы использовать другой подход, например, визуализацию с более низкой дозой или наблюдение без визуализации.

Не делайте исследования без назначения . Не просите сделать компьютерную томографию только потому, что вы хотите быть уверены, что прошли «тщательное обследование». КТ редко дает важные результаты у людей без соответствующих симптомов. И есть шанс, что сканирование обнаружит что-то случайное, что вызовет дополнительные компьютерные томографии или рентгеновские снимки, которые увеличивают ваше радиационное воздействие.

История

Концепция эффективной дозы была введена в 1975 году Вольфгангом Якоби (1928–2015) в его публикации «Концепция эффективной дозы: предложение по комбинации доз для органов». В 1977 году он был быстро включен МКРЗ как «эквивалент эффективной дозы» в Публикацию 26. В 1991 г. в публикации 60 МКРЗ название было сокращено до «эффективная доза». Это количество иногда неправильно называют «эквивалентом дозы» из-за более раннего названия, и это неправильное название, в свою очередь, вызывает путаницу с эквивалентной дозой . Весовые коэффициенты ткани были пересмотрены в 1990 и 2007 годах в связи с новыми данными.

Расчет эффективной дозы

График, показывающий соотношение величин защитной дозы в единицах СИ

Ионизирующее излучение выделяет энергию в облучаемое вещество. Величина, используемая для выражения этого, — это поглощенная доза , величина физической дозы, которая зависит от уровня падающего излучения и свойств поглощения облучаемого объекта. Поглощенная доза — это физическая величина, которая не является удовлетворительным показателем биологического эффекта, поэтому, чтобы учесть стохастический радиологический риск, Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) и МКРЗ для расчета биологического эффекта поглощенной дозы.

Для получения эффективной дозы рассчитанная доза, поглощенная органом, D _T сначала корректируется с учетом типа излучения с использованием фактора W _R, чтобы получить средневзвешенное значение эквивалентной дозы H _T, полученной в облучаемых тканях тела, а затем результат корректируется с учетом ткани или органы , облучаемые использование коэффициента W _T , чтобы произвести эффективное количество дозы Е .

Сумма эффективных доз для всех органов и тканей тела представляет собой эффективную дозу для всего тела. Если облучается только часть тела, то для расчета эффективной дозы используются только эти области. Весовые коэффициенты ткани в сумме составляют 1,0, так что, если все тело облучается равномерно проникающим внешним излучением, эффективная доза для всего тела равна эквивалентной дозе для всего тела.

Использование весового коэффициента ткани W _T

Весовые коэффициенты ICRP для ткани приведены в прилагаемой таблице, а также приведены уравнения, используемые для расчета либо из поглощенной, либо из эквивалентной дозы.

Некоторые ткани, такие как костный мозг, особенно чувствительны к радиации, поэтому им присваивается весовой коэффициент, который непропорционально велик по сравнению с той долей массы тела, которую они представляют. Другие ткани, такие как твердая поверхность кости, особенно нечувствительны к излучению, и им присваивается непропорционально низкий весовой коэффициент.

В расчете на эквивалентную дозу:

Eзнак равно∑ТWТ⋅ЧАСТзнак равно∑ТWТ∑рWр⋅D¯Т,р{\ displaystyle E = \ sum _ {T} W_ {T} \ cdot H_ {T} = \ sum _ {T} W_ {T} \ sum _ {R} W_ {R} \ cdot {\ bar {D} } _ {T, R}}.

В расчете на поглощенную дозу:

Eзнак равно∑ТWТ∑рWр⋅∫ТDр(Икс,у,z)ρ(Икс,у,z)dV∫Тρ(Икс,у,z)dV{\ Displaystyle E = \ sum _ {T} W_ {T} \ sum _ {R} W_ {R} \ cdot {\ frac {\ int _ {T} D_ {R} (x, y, z) \ rho (x, y, z) dV} {\ int _ {T} \ rho (x, y, z) dV}}}

Где

E{\ displaystyle E} эффективная доза для всего организма

ЧАСТ{\ displaystyle H_ {T}}эквивалентная доза, поглощенная тканью T

WТ{\ displaystyle W_ {T}} — весовой коэффициент ткани, определяемый регламентом

Wр{\ Displaystyle W_ {R}} — весовой коэффициент излучения, определенный нормативными актами.

D¯Т,р{\ displaystyle {\ bar {D}} _ {T, R}}- усредненная по массе поглощенная доза в ткани T от излучения типа R

Dр(Икс,у,z){\ Displaystyle D_ {R} (х, у, г)}поглощенная доза от излучения типа R как функция местоположения

ρ(Икс,у,z){\ Displaystyle \ rho (х, у, г)} плотность как функция местоположения

V{\ displaystyle V} объем

Т{\ displaystyle T} интересующая ткань или орган

Весовые коэффициенты ICRP для тканей выбираются так, чтобы представить долю риска для здоровья или биологического эффекта, который относится к конкретной названной ткани. Эти весовые коэффициенты пересматривались дважды, как показано на диаграмме выше.

Комиссия по ядерному регулированию Соединенных Штатов по- прежнему использует в своих правилах весовые коэффициенты МКРЗ 1977 года, несмотря на более поздние пересмотренные рекомендации МКРЗ.

Космическая и земная радиация

Космическое излучение делят на галактическое, межгалактическое и солнечное. Их также делят на первичное и вторичное.

Галактическое и межгалактическое космическое излучение — это поток протонов (92 %) и альфа-частиц (7%). Остальное (около 1 %) это в основном ядра легких элементов лития, бериллия, азота, углерода, кислород фтора и др.

Галактическое излучение обладает очень высокой энергией. Считается, что такая большая энергия объясняется разгоном частиц магнитными пол звезд. Такое излучение губительно для всего живого. К счастью, протоны задерживаются радиационными поясами Земли, их энергия несколько уменьшается.

Космические лучи, проходя через атмосферу, вызывают появление космогенных радионуклидов. Наиболее значительные из них тритий, угдлерод-14 , берилий-7, сера-32, натрий-22, 24. Эти радионуклиды распадаясь, испускают бета-частицы. Наиболее опасными из них являются тритий и углерод-14. Оба радионуклида непрерывно возникают и непрерывно распадаются. Существует определенное равновесие в природе и всегда имеется некоторый его запас. Смешиваясь с углеродом и водородом, тритий и углерод-14 попадают в воду, человека, животных, растения и представляют определенную угрозу для жизни и здоровья человека.

Вклад в космическое излучение вносят и вспышки на при которых происходит выброс в космическое пространство протонов . Это явление называется солнечным излучением. Однако по сравнению с галактическим излучением эта энергия незначительна.

В почве, воздухе, воде, живых организмах всегда имеются в незначительных количествах радионуклиды, но больше всего их в гранитах, глиноземах, песчаниках, известняках. Возраст Земли 5,3 млрд. лет, поэтому на Земле сохранились только радионуклиды с большим периодом полураспада, остальные распались.

Газ попадает в воздух, почву, растворяется в воде и попадает, наконец, в организм человека. В РБ газом является радон. Человек половину (54 %) земной радиации получает именно от радона. Радон повсеместно выделяется из земли, воды, стройматериалов. Это бесцветный инертный газ, не имеющий вкуса и запаха, тяжелее воздуха примерно в 7,5 раза. Являясь альфа-излучателем , радон становится причиной заболеваний раком легких, желудка и других органов. Особенно опасен радон для легких, надпочечников, гонад и костного мозга.

Следует помнить, что концентрация радона в закрытых помещениях летом более чем в 8 раз, а в зимнее время — в 5000 раз выше по сравнению с минимальным фоном. Обычно концентрация радона на кухне примерно в 40 раз выше, чем в жилой комнате. Высокое содержание радона в ванной комнате, в спальных помещениях.

Для ослабления воздействия радона на организм человека необходимо проветривать помещения не менее 5 часов в сутки. При проветривании помещений необходимо учитывать, что радон тяжелее воздухи, поэтому выходит из помещения не сразу, непосредственно через форточки, а через некоторое время за счет циркуляции воздуха. Во время кипения воды в чайнике или другой закрытой посуде необходимо открывать на несколько секунд крышку, чтобы радон испарился из воды.

Сушка белья должна быть вне помещений, а после стирки ванная комната должна быть хорошо проветрена. Следует помнить, что и при сжигании газа на кухне также необходимо проветривать помещение, так как из природного газа также выделяется радон. Так как радон являете альфа-излучателем и выделяется в том числе и из стен то их рекомендуется или красить или оклеивать обоями.

Дата добавления: 2015-01-21; 10107; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Это интересно: Договор об ограничении систем ПВО 1972 года — распишем по порядку

Какое обследование самое опасное?

Для сравнения «вредности» различных видов рентгеновской диагностики можно воспользоваться средними показателями эффективных доз, приведенных в таблице. Это данные из методических рекомендаций № 0100/1659-07-26, утвержденных Роспотребнадзором в 2007 году. С каждым годом техника совершенствуется и дозовую нагрузку во время исследований удается постепенно уменьшать. Возможно в клиниках, оборудованных новейшими аппаратами, вы получите меньшую дозу облучения.

Очевидно, что самую высокую лучевую нагрузку можно получить при прохождении рентгеноскопии и компьютерной томографии. В первом случае это связано с длительностью исследования. Рентгеноскопия обычно проводится в течение нескольких минут, а рентгеновский снимок делается за доли секунды. Поэтому при динамичном исследовании вы облучаетесь сильнее. Компьютерная томография предполагает серию снимков: чем больше срезов — тем выше нагрузка, это плата за высокое качество получаемой картинки. Еще выше доза облучения при сцинтиграфии, так как в организм вводятся радиоактивные элементы. Вы можете прочитать подробнее о том, чем отличаются флюорография, рентгенография и другие лучевые методы исследования.

Чтобы уменьшить потенциальный вред от лучевых исследований, существуют средства защиты. Это тяжелые свинцовые фартуки, воротники и пластины, которыми обязательно должен вас снабдить врач или лаборант перед диагностикой. Снизить риск от рентгена или компьютерной томографии можно также, разнеся исследования как можно дальше по времени. Эффект облучения может накапливаться и организму нужно давать срок на восстановление. Пытаться пройти диагностику всего тела за один день неразумно.