satuan radiasi. Dosis yang diserap

Tunjangan untuk warga "Awas! Radiasi"

Unit dasar pengukuran radiasi pengion

Dosis paparan(dua unit)

x-ray (P) - satuan dosis paparan di luar sistem. Ini adalah jumlah radiasi gamma atau sinar-x yang dalam 1 cm^3 udara kering (dalam kondisi normal memiliki berat 0,001293 g) membentuk 2,082 x 10^9 pasang ion. Ion-ion ini membawa muatan 1 unit elektrostatis dari setiap tanda (dalam sistem CGS), yang dalam satuan kerja dan energi (dalam sistem CGS) akan menjadi sekitar 0,114 erg energi yang diserap oleh udara (6,77 x 10^4 MeV). (1 erg = 10^-7 J = 2,39 x 10^-8 kal). Ketika diubah menjadi 1 g udara, ini akan menjadi 1,610 x 10 ^ 12 pasang ion atau 85 erg / g udara kering. Jadi, energi fisik yang setara dengan sinar-X adalah 85 erg/g untuk udara. (Menurut beberapa sumber, itu adalah 83,8, menurut yang lain - 88,0 erg / g).

1C/kg - satuan dosis paparan dalam sistem SI. Ini adalah jumlah radiasi gamma atau sinar-X, yang dalam 1 kg udara kering membentuk 6,24 x 10 ^ 18 pasang ion, yang membawa muatan 1 liontin dari setiap tanda. (1 liontin = 3 x 10^9 unit CGSE = 0,1 unit CGSM). Setara fisik 1 C/kg adalah 33 J/kg (untuk udara).

Hubungan antara sinar-X dan C/kg adalah sebagai berikut:

1 P \u003d 2,58 x 10 ^ -4 C / kg - persis.

1 C/kg = 3,88 x 10^3 R - kira-kira.

Dosis yang diserap(dua unit)

Senang - satuan off-sistem dari dosis serap. Sesuai dengan energi radiasi 100 erg yang diserap oleh zat seberat 1 gram (seperseratus bagian dari "Abu-abu" - lihat).

1 rad = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 2,388 x 10^-6 kal/g

Dengan dosis paparan 1 rontgen, dosis yang diserap di udara akan menjadi 0,85 rad (85 erg/g).

Abu-abu (Gy) - satuan dosis serap dalam sistem satuan SI. Sesuai dengan energi radiasi 1 J yang diserap oleh 1 kg materi.

1 Gr. \u003d 1 J / kg \u003d 10 ^ 4 erg / g \u003d 100 rad.

Setara dosis(dua unit)

Baer - padanan biologis dari x-ray (dalam beberapa buku - senang). Unit non-sistemik dari dosis ekuivalen. Secara umum:

1 rem = 1 rad * K = 100 erg/g * ​​​​K = 0,01 Gy * K = 0,01 J/kg * K = 0,01 Sievert

Dengan faktor kualitas radiasi K = 1, yaitu untuk sinar-X, gamma, radiasi beta, elektron dan positron, 1 rem sesuai dengan dosis serap 1 rad.

1 rem = 1 rad = 100 erg/g = 0,01 Gy = 0,01 J/kg = 0,01 Sievert

Fakta berikut harus diperhatikan secara khusus. Di tahun 50-an, ditemukan bahwa jika pada dosis paparan 1 rontgen, udara menyerap 83,8? . Oleh karena itu, ternyata ketika memperkirakan dosis, kita dapat mengasumsikan (dengan kesalahan minimum) bahwa dosis paparan 1 rontgen untuk jaringan biologis sesuai (setara) dengan dosis serap 1 rad dan dosis setara 1 rem (pada K = 1), yaitu secara kasar mengatakan bahwa 1 R, 1 rad dan 1 rem adalah hal yang sama.

Sievert (Sv) adalah satuan SI untuk dosis ekuivalen dan efektif ekuivalen. 1 Sv sama dengan dosis ekuivalen di mana produk dari dosis yang diserap di Gray (dalam jaringan biologis) dan koefisien K akan sama dengan 1 J/kg. Dengan kata lain, ini adalah dosis yang diserap di mana energi 1 J dilepaskan dalam 1 kg suatu zat.

Secara umum:

1 Sv = 1 Gi. K = 1 J/kg. K = 100 rad. K = 100 rem

Pada K=1 (untuk sinar-X, gamma, radiasi beta, elektron dan positron) 1 Sv sesuai dengan dosis serap 1 Gy:

1 Sv \u003d 1 Gy \u003d 1 J / kg \u003d 100 rad \u003d 100 rem.

Sebagai kesimpulan, kami ingat sekali lagi bahwa untuk sinar-X, gamma, radiasi beta, elektron dan positron, nilai sinar-X, rad dan rem, serta (secara terpisah) nilai Gray dan Sievert adalah setara ketika menilai paparan manusia.

Contoh.

Jika latar belakang (dari radiasi gamma) 25 μR/jam (25 μrad/jam; 0,25 μGy/jam; 0,25 μSv/jam) dicatat di suatu tempat, maka selama 1 jam tinggal di tempat ini seseorang akan menerima dosis yang setara (ED) sebesar 25 μrem (0,25 μSv). Selama seminggu, masing-masing:

ED \u003d 25 mikroR / jam * 168 jam \u003d 4200 mikrorem \u003d 4,2 mrem \u003d 42 mikroSv atau 0,042 mSv,

dan selama setahun:

ED \u003d 25 mikroR / jam * 8760 jam \u003d 219000 mikrorem \u003d 219 mrem \u003d 2,19 mSv.

Tetapi jika dosis serap yang sama dibuat oleh radiasi alfa (misalnya, selama paparan internal), maka, dengan mempertimbangkan faktor kualitas (20), dosis ekuivalen selama 1 jam adalah:

ED \u003d 25 mikroR / jam * 20 * 1 jam \u003d 500 mikroR \u003d 500 mikrorem \u003d 0,5 mrem \u003d 5 mikroSv,

yaitu, itu akan setara dengan dosis yang diserap dari sinar-X, gamma, radiasi beta, 500 mikrorad (5 mikroGy).

Tetapi saya ingin menarik perhatian khusus pembaca pada perbedaan tajam antara dosis yang diterima, yaitu energi yang dilepaskan dalam tubuh, dan efek biologisnya. Dahulu kala menjadi jelas bahwa dosis yang sama yang diterima seseorang dari radiasi eksternal dan internal, serta dosis yang diterima dari jenis radiasi pengion yang berbeda, dari radionuklida yang berbeda (ketika memasuki tubuh) menyebabkan efek yang berbeda! Dan dosis yang benar-benar mematikan untuk seseorang dari 1000 rontgen dalam satuan energi panas hanya 0,0024 kalori. Jumlah energi panas ini hanya dapat memanaskan 1 C sekitar 0,0024 ml air (0,0024 cm^3 0,0024 g), yaitu hanya 2,4 mg air. Dengan segelas teh panas, kita mendapat ribuan kali lipat. Pada saat yang sama, dokter, ilmuwan, ilmuwan nuklir beroperasi dengan dosis mili dan bahkan mikro-rontgen. Artinya, mereka menunjukkan akurasi yang sebenarnya tidak ada.

Efek radiasi pada tubuh manusia. Efek radiasi

Radiasi radioaktif disebut radiasi pengion, dan partikel radioaktif disebut partikel pengion.

Seperti yang telah disebutkan, partikel radioaktif, yang memiliki energi yang sangat besar, kecepatan yang sangat besar, ketika melewati zat apa pun, bertabrakan dengan atom dan molekul zat ini dan menyebabkan kehancurannya, ionisasi, hingga pembentukan "panas" (energi tinggi) dan sangat partikel reaktif - fragmen molekul : ion dan radikal bebas.

Hal yang sama terjadi pada jaringan benda biologis. Pada saat yang sama, karena jaringan biologis manusia adalah 70% air, molekul airlah yang sebagian besar terionisasi. Dari pecahan molekul air - dari ion dan radikal bebas - senyawa peroksida yang sangat berbahaya dan reaktif terbentuk yang memulai seluruh rangkaian reaksi biokimia berturut-turut dan secara bertahap mengarah pada penghancuran membran sel (dinding sel dan struktur lainnya).

Secara umum, dampak radiasi pada objek biologis dan, pertama-tama, pada tubuh manusia menyebabkan tiga efek negatif yang berbeda.

Pertama - ini adalah efek genetik pada sel-sel keturunan (seks) tubuh. Itu dapat memanifestasikan dirinya dan memanifestasikan dirinya hanya pada keturunan. Ini adalah kelahiran anak-anak dengan berbagai penyimpangan dari norma (malformasi dengan berbagai derajat, demensia, dll.), Atau kelahiran janin yang sama sekali tidak dapat hidup - dengan penyimpangan yang tidak sesuai dengan kehidupan.

Sebagian besar, "pemasok" anak-anak tersebut ke rumah sakit masing-masing adalah pembangkit listrik tenaga nuklir dan wilayah pengaruhnya.

Kedua - ini juga merupakan efek genetik, tetapi untuk alat herediter sel somatik - sel tubuh. Itu memanifestasikan dirinya selama kehidupan orang tertentu dalam bentuk berbagai penyakit (terutama kanker). "Pemasok" pasien kanker sebagian besar juga merupakan pembangkit listrik tenaga nuklir dan wilayah pengaruhnya.

Ketiga efeknya adalah efek somatik, atau lebih tepatnya, efek imun. Ini adalah melemahnya pertahanan tubuh, sistem kekebalan karena kerusakan membran sel dan struktur lainnya. Itu memanifestasikan dirinya dalam bentuk berbagai penyakit, termasuk yang tampaknya sama sekali tidak terkait dengan paparan radiasi, dalam peningkatan jumlah dan keparahan perjalanan penyakit, komplikasi, serta melemahnya ingatan, kemampuan intelektual, dll. Kekebalan yang melemah memprovokasi terjadinya penyakit apa pun, termasuk kanker.

Perlu dicatat secara khusus bahwa semua penyimpangan fisik yang terlihat dari norma, semua penyakit disertai dengan melemahnya kemampuan mental, ingatan, dan kecerdasan.

Sebuah analisis retrospektif dan studi tentang keadaan kesehatan penduduk saat ini di zona pengaruh Krasnoyarsk Mining and Chemical Combine menunjukkan bahwa di sini peningkatan berbagai penyakit, baik pada anak-anak maupun orang dewasa, jauh lebih besar daripada yang terkendali. daerah. Gambaran serupa khas untuk zona pengaruh semua fasilitas nuklir di seluruh dunia.

Anda harus selalu mengingat bahwa perlindungan terbaik terhadap radiasi, dari radiasi apa pun, adalah jarak dan waktu:

- semakin pendek waktu yang dihabiskan di zona radiasi, semakin baik.

Radiasi memengaruhi orang secara berbeda tergantung pada jenis kelamin dan usia, keadaan tubuh, sistem kekebalannya, dll., Tetapi radiasi sangat kuat pada bayi, anak-anak, dan remaja.

Saat terpapar radiasi (terutama latar belakang rendah), periode laten (inkubasi, laten), yaitu waktu tunda sebelum timbulnya efek yang terlihat, dapat berlangsung selama bertahun-tahun bahkan puluhan tahun. (dari buku Ralph Grabe "Efek Petco: Efek Radiasi Dosis Rendah pada Manusia, Hewan, dan Pohon")

Efek Petko: dimensi baru dari ancaman radiasi?

Pada tahun 1972, Abram Petko dari Pendirian Riset Nuklir Whiteshell dari Komisi Energi Atom Kanada di Manitoba membuat penemuan tak sengaja yang (menurut Ralph Grabe) menghasilkan Hadiah Nobel. Dia menemukan bahwa selama iradiasi jangka panjang, selaput sel pecah pada dosis total yang jauh lebih rendah daripada jika dosis ini diberikan dengan kilatan pendek, seperti dalam penelitian sinar-x.

Dengan demikian, penyinaran dengan intensitas 26 rad/menit menghancurkan membran sel dalam waktu 130 menit dengan dosis total 3500 rad. Ketika disinari dengan intensitas 0,001 rad/menit (26.000 kali lebih sedikit), 0,7 rad sudah cukup (waktu sekitar 700 menit). Artinya, untuk efek yang sama, dosis 5000 kali lebih sedikit sudah cukup.

Disimpulkan bahwa semakin lama periode paparan, semakin rendah dosis total yang dibutuhkan.

Itu adalah penemuan. Dosis kecil selama paparan kronis ternyata lebih berbahaya dalam hal konsekuensi daripada dosis besar paparan jangka pendek (akut). Penemuan revolusioner baru ini sangat kontras dengan efek genetik iradiasi pada inti sel. Dalam semua studi tersebut, tidak ada perbedaan efek yang ditemukan antara dosis total yang diberikan dalam jangka waktu singkat atau jangka panjang. Tindakan hampir konstan 1 rad diamati untuk seluruh rentang intensitas dosis, bervariasi dari yang terkecil hingga yang terbesar. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa molekul DNA yang membawa informasi genetik dihancurkan secara langsung di dalam inti sel di bawah pengaruh radiasi. Petko, di sisi lain, menemukan bahwa dalam kasus membran sel, mekanisme yang berbeda bekerja, menghasilkan kerusakan tidak langsung.

Bagaimana dosis kecil bisa lebih berbahaya daripada dosis besar?

Ada banyak air di dalam sel. Di bawah aksi radiasi, bentuk oksigen tidak stabil yang sangat beracun muncul - radikal bebas, senyawa peroksida. Mereka bereaksi dengan membran sel, di mana mereka memulai reaksi berantai transformasi kimia - oksidasi molekul membran, akibatnya dihancurkan. Artinya, tidak ada efek langsung dari radiasi, tetapi konsekuensinya.

Kutipan

“Kerusakan parah akibat radiasi dosis kecil jangka panjang atau kronis: semakin sedikit radikal bebas dalam plasma sel, semakin besar efektivitasnya dalam menyebabkan kerusakan. Hal ini karena radikal bebas dapat saling menonaktifkan untuk membentuk molekul oksigen biasa atau lainnya (rekombinasi). ) Semakin sedikit radikal bebas yang dihasilkan oleh radiasi dalam volume tertentu per satuan waktu (pada intensitas radiasi yang lebih rendah), semakin kecil kemungkinannya untuk mencapai dinding sel.

"Lebih sedikit kerusakan dari dosis radiasi jangka pendek yang besar: semakin banyak radikal bebas terbentuk dalam volume tertentu (pada dosis tinggi per satuan waktu), semakin cepat mereka bergabung kembali dan menjadi tidak efektif sebelum mencapai dan mengenai membran."

Selain itu, ada efek jangka panjang. Selaput sel menciptakan medan listrik dalam plasma sel yang menarik molekul bermuatan negatif seperti radikal bebas yang sangat beracun. Perhitungan komputer telah menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi radikal bebas, semakin lemah daya tarik medan listrik. Oleh karena itu, jika konsentrasi radikal tinggi, mereka lebih kecil kemungkinannya untuk mencapai membran dibandingkan jika jumlahnya sedikit.

Jadi, berbeda dengan inti sel, membran sel tidak terlalu rusak (per unit dosis yang diserap) dengan dosis pendek tapi kuat (radiasi alfa, paparan sinar-X yang intens, dll.) dibandingkan dengan paparan radiasi yang berkepanjangan atau kronis. latar belakang tingkat kecil, dari kejatuhan radioaktif, emisi dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

Latar belakang radiasi

Sumber radiasi pengion (IRS) dibagi menjadi alami (alami) dan buatan (buatan manusia, buatan manusia).

Sumber radiasi alam meliputi berbagai jenis radiasi kosmik dan radionuklida alam yang terkandung di dalam kerak bumi, di lingkungan, pada tumbuhan dan hewan, termasuk tubuh manusia.

Menurut PBB, kontribusi berbagai IRS terhadap rata-rata dosis radiasi efektif tahunan rata-rata orang adalah sebagai berikut. Pangsa IRS alami adalah 2 mSv (atau 82,61%), dan pangsa teknogenik - 0,421 mSv (17,39%); total 2,421 mSv.

Pada saat yang sama, iradiasi alami (alami) terdiri dari iradiasi "terestrial" dan "kosmik". Bagian "terestrial" adalah 1,675 mSv (69,186%), termasuk bagian paparan internal - 1,325 mSv (54,729%), bagian eksternal - 0,35 mSv (14,457%). Dan untuk pangsa ruang - 0,315 mSv (13,011%). Semua % diberikan dari total 2,421 mSv.

Pajanan teknogenik terdiri dari pajanan selama pemeriksaan dan pengobatan medis (0,4 mSv; 16,522%), pajanan akibat jatuhan radioaktif (0,02 mSv; 0,826%) dan dari energi nuklir (0,001 mSv; 0,041%).

Latar belakang alami radiasi eksternal di wilayah Uni Soviet sangat bervariasi, tetapi diyakini rata-rata menciptakan tingkat dosis paparan 4,20 mR/jam (40.200 mR/tahun). Dosis ekuivalen dari sumber alami IR juga 40–200 mrem/tahun (0,05–0,2 µSv/jam; 0,4–2,0 mSv/tahun) dan dianggap benar-benar aman.

Tapi semua ini rata-rata, data rata-rata. Jadi (hanya untuk tujuan ilustrasi) berikut adalah beberapa fakta dan angka yang lebih spesifik.

Jadi, penumpang pesawat jet menerima dosis rata-rata 0,027 mSv (2,7 mrem) selama 4 jam penerbangan, karena tingkat (atau latar belakang) radiasi kosmik di kabin pesawat mencapai 200 microR/jam dan lebih tinggi, tergantung pada ketinggian penerbangan. Pada ketinggian 12 ribu mdpl, tingkat radiasi kosmik mencapai 5 μSv/jam (500 μR/jam). Orang yang tinggal di ketinggian 2000 m dpl menerima dosis 3-4 kali lebih besar daripada mereka yang tinggal di permukaan laut (tidak termasuk radiasi "terestrial"), karena latar belakang "kosmik" di permukaan laut adalah 0,03 μSv / jam (3 μR /jam), dan pada ketinggian yang ditunjukkan - 0,1 μSv/jam (10 μR/jam). Mereka yang tinggal di ekuator menerima dosis yang lebih kecil daripada orang utara, dll.

Gambaran radiasi "terestrial" murni juga beragam. 95% populasi Prancis, Jerman, Italia, Jepang, dan Amerika Serikat (menurut PBB) tinggal di tempat-tempat di mana laju dosis tahunan berkisar antara 0,3 hingga 0,6 mSv (latar belakang dari 3-5 hingga 8-10 mikroR/jam ) ; 3% populasi menerima rata-rata 1 mSv (11-15 mikroR/jam); 1,5% - lebih dari 1,4 mSv (18-20 mikroR/jam). Tetapi ada area tanah (termasuk resor) dengan tempat tinggal permanen penduduknya, di mana tingkat radiasi "terestrial" 600-800 kali lebih tinggi dari rata-rata. Kelompok orang yang terpisah menerima lebih dari 17 mSv per tahun hanya dari paparan eksternal terhadap radiasi "terestrial", yang 50 kali lebih banyak daripada rata-rata dosis paparan eksternal tahunan; sering bertempat tinggal (berada sementara) di daerah yang tingkat radiasinya mencapai 175 mSv/tahun (227 μR/jam), dll.

Batuan granit, misalnya, dapat memberikan latar belakang hingga 30-40 mikroR/jam atau lebih.

Limbah (terak, abu, jelaga, debu batu bara) dari pembangkit listrik tenaga panas berbahan bakar batu bara, pembangkit listrik distrik negara bagian, rumah ketel, dll., telah meningkatkan radioaktivitas.

Estimasi jumlah radium dan thorium pada beberapa bahan bangunan (dilakukan di beberapa negara) memberikan gambaran berikut (dalam Bq/kg):

Seperti yang Anda lihat, pasir dan kerikil biasa sepuluh kali lebih aktif, dan batu bata, granit, abu ratusan kali lebih aktif daripada kayu.

• pohon (Finlandia) - 1.1
• pasir dan kerikil (Jerman) - 30
• bata (Jerman) - 126
• granit (Inggris) - 170
• fly ash (Jerman) - 341
• alumina (Swedia) - 500-1400
• terak kalsium silikat (AS) - 2140
• limbah dari pabrik pengayaan uranium (AS) - 4625

Paparan internal seseorang lebih besar daripada eksternal dan, rata-rata, adalah 2/3 dari dosis setara efektif yang diterima seseorang dari sumber radiasi alami. Itu dibuat oleh radionuklida yang masuk ke tubuh dengan makanan, air, udara.

Ini termasuk radioisotop potasium-40 dan nuklida dari seri peluruhan radioaktif uranium-238 dan thorium-232. Ini adalah, pertama-tama, timbal-210, polonium-210 dan, yang terpenting, radon-222 dan 220.

Timbal dan polonium terkonsentrasi pada ikan dan kerang, serta pada daging rusa (yang mendapatkannya dengan memakan lumut). Tetapi kontribusi utama paparan internal seseorang dibuat oleh radon. Ini menyumbang 3/4 dari dosis dari sumber radiasi "terestrial" dan sekitar setengah dari semua yang alami.

Bagian utama dari dosis radiasi "radon", secara paradoks, diterima seseorang di ruangan tertutup dan tidak berventilasi. Di daerah dengan iklim sedang, konsentrasi radon di ruangan seperti itu rata-rata 8 kali lebih tinggi daripada di udara luar. Tapi ini rata-rata. Dan jika ruangan sangat tertutup (misalnya, untuk tujuan isolasi) dan jarang berventilasi, konsentrasi radon bisa puluhan dan ratusan kali lebih tinggi, yang diamati di beberapa negara utara. Sumber radon adalah fondasi bangunan, bahan bangunan (terutama yang diolah dengan menggunakan limbah dari pembangkit listrik tenaga panas, boiler, terak, abu, batuan sisa dan timbunan beberapa tambang, tambang, pabrik pengolahan, dll.), serta air , gas alam, tanah. Menjadi gas inert, ia dengan mudah menembus ke dalam ruangan melalui semua celah, pori-pori dari tanah, ruang bawah tanah (terutama di musim dingin), dinding, serta debu, jelaga, abu dari pembangkit listrik tenaga panas berbahan bakar batu bara, dll.

Secara umum, sumber radiasi "terestrial" memberikan total sekitar 5/6 dari dosis ekuivalen efektif tahunan dari semua sumber alami.

Sekarang beberapa contoh tentang sumber AI buatan. Seperti yang telah ditunjukkan, kontribusi mereka terhadap dosis total, menurut perkiraan PBB, adalah 0,421 mSv (17,39%), dengan bagian utama jatuh pada paparan selama pemeriksaan medis dan pengobatan - 0,4 mSv (atau 95% dari angka ini). Secara alami, untuk orang tertentu yang belum pernah mengunjungi ruang sinar-X, dll., Tidak ada pembicaraan tentang dosis apa pun "dari obat". Di sisi lain, dosis yang diterima seseorang akibat kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir, pengujian senjata nuklir, dll., Bisa ratusan dan ribuan kali lebih besar daripada pemeriksaan medis mana pun. Oleh karena itu, paparan kelompok orang tertentu selama kecelakaan, ujian, dll., Diperhitungkan dalam angka di atas hanya dalam bentuk rata-rata untuk seluruh populasi Bumi.

radiometer - dirancang untuk mengukur kerapatan fluks IR dan aktivitas radionuklida.

Spektrometer - untuk mempelajari distribusi radiasi berdasarkan energi, muatan, massa partikel IR (yaitu, menganalisis sampel bahan apa pun, sumber IR).

Dosimeter - untuk mengukur dosis, laju dosis dan intensitas IR.

Di antara yang terdaftar ada perangkat universal yang menggabungkan fungsi tertentu. Ada perangkat untuk mengukur aktivitas suatu zat (yaitu, jumlah terdispersi / detik), perangkat untuk mendaftarkan radiasi alfa, beta dan lainnya, dll. Ini biasanya adalah instalasi stasioner.

Ada bidang khusus, atau pencarian, perangkat yang dirancang untuk mencari, mendeteksi IRS, menilai latar belakang, dll., Yang mampu mendeteksi radiasi gamma dan beta dan memperkirakan levelnya (pengukur sinar-X, radiometer, dll.).

Ada perangkat indikator yang dirancang hanya untuk mendapatkan jawaban atas pertanyaan ada atau tidaknya radiasi di suatu tempat, seringkali beroperasi dengan prinsip "lebih - kurang".

Namun sayangnya, hanya sedikit perangkat yang diproduksi yang termasuk dalam kelas dosimeter, yaitu yang dirancang khusus untuk mengukur dosis atau laju dosis.

Bahkan ada lebih sedikit dosimeter universal yang dapat digunakan untuk mengukur berbagai jenis radiasi - alfa, beta, gamma.

Dosimeter domestik utama memiliki singkatan "DRG" ​​​​- "X-ray gamma dosimeter" dalam namanya, dapat portabel atau berukuran kecil (saku) dan dirancang untuk mengukur laju dosis sinar-X dan radiasi gamma . Oleh karena itu, pendeteksian dengan bantuan mereka dan pengukuran kekuatan radiasi gamma sama sekali tidak berarti bahwa radiasi alfa dan beta ada di tempat ini. Sebaliknya, tidak adanya radiasi sinar-x dan gamma sama sekali tidak berarti tidak ada pemancar alfa dan beta.

Kementerian Kesehatan Uni Soviet, melalui surat No. 129-4/428-6 tanggal 1 September 1987, melarang penggunaan instrumen pencarian calon geologi jenis SRP-68-01 dan lainnya seperti itu sebagai perangkat dosimetri untuk mengukur tingkat dosis paparan. Untuk mengukur besarnya laju dosis paparan radiasi gamma dan sinar-X, hanya dosimeter tipe DRG-3-01 (0,2; 03) yang harus digunakan; DRG-05; DRG-01; DRG-01T dan analognya.

Tetapi bagaimanapun juga, sebelum menggunakan perangkat apa pun untuk mengukur kekuatan atau besarnya dosis paparan, Anda harus mempelajari instruksinya dan mencari tahu untuk tujuan apa perangkat itu dimaksudkan. Mungkin ternyata tidak cocok untuk pengukuran dosimetri. Anda harus selalu memperhatikan unit di mana instrumen dikalibrasi.

Selain perangkat ini, ada juga perangkat (perangkat, kaset, sensor, dll.) Untuk kontrol dosimetri individu dari orang yang bekerja langsung dengan sumber radiasi pengion.

Setelah radiasi beta dan radiasi alfa ditemukan, pertanyaan untuk menilai radiasi ini ketika berinteraksi dengan lingkungan menjadi pertanyaan. Dosis paparan untuk menilai radiasi ini ternyata tidak sesuai, karena tingkat ionisasi darinya ternyata berbeda di udara, di berbagai zat yang diiradiasi, dan di jaringan biologis. Oleh karena itu, karakteristik universal diusulkan - dosis yang diserap.

Dosis terserap - jumlah energi E yang ditransfer ke suatu zat melalui radiasi pengion dalam bentuk apa pun, dihitung per satuan massa m zat apa pun.

Dengan kata lain, dosis serap (D) adalah rasio energi dE, yang ditransfer ke zat melalui radiasi pengion dalam volume elementer, dengan massa dm zat dalam volume ini:

1 J/kg = 1 Abu-abu. Satuan off-system adalah rad (dosis adsorpsi radiasi). 1 Abu-abu = 100 rad.

Anda juga dapat menggunakan satuan pecahan, misalnya: mGy, µGy, mrad, µrad, dll.

Catatan. Menurut RD50-454-84, penggunaan satuan "rad" tidak dianjurkan. Namun, dalam praktiknya ada perangkat dengan kalibrasi ini, dan masih digunakan.

Pengertian dosis serap mencakup konsep energi rata-rata yang dipindahkan ke suatu zat dalam volume tertentu. Faktanya adalah karena sifat statistik radiasi dan sifat probabilistik dari interaksi radiasi dengan materi, nilai energi yang ditransfer ke materi dapat berfluktuasi. Tidak mungkin untuk memprediksi nilainya selama pengukuran sebelumnya. Namun, setelah serangkaian pengukuran, Anda bisa mendapatkan nilai rata-rata dari nilai tersebut.

Dosis pada organ atau jaringan biologis (D,r) adalah rata-rata dosis yang diserap pada organ atau jaringan tubuh manusia tertentu:

D T = E T / m T ,(4)

di mana E T adalah energi total yang ditransfer oleh radiasi pengion ke jaringan atau organ; m T adalah massa organ atau jaringan.

Ketika suatu zat disinari, dosis yang diserap meningkat. Laju perubahan dosis ditandai dengan laju dosis yang diserap.

Tingkat dosis radiasi pengion yang diserap adalah rasio kenaikan dosis radiasi yang diserap dD selama interval waktu dt dengan interval ini:

Satuan laju dosis: rad/s, Gy/s, rad/h, Gy/h, dll.

Laju dosis serap dalam beberapa kasus dapat dianggap sebagai nilai konstan dalam interval waktu yang singkat atau berubah secara eksponensial dalam interval waktu yang signifikan, maka kita dapat mengasumsikan bahwa:

Kerma - singkatan dari kata bahasa Inggris dalam terjemahan berarti "energi kinetik melemahnya materi." Karakteristik ini digunakan untuk menilai dampak radiasi pengion tidak langsung terhadap lingkungan. Kerma adalah rasio jumlah energi kinetik awal dE k dari semua partikel bermuatan yang dibentuk secara tidak langsung oleh AI dalam volume dasar dengan massa dm materi dalam volume ini:

K = dEk /dm. (7)

Satuan pengukuran dalam SI dan off-system: Gray dan rad, berturut-turut.

Kerma diperkenalkan untuk memperhitungkan medan radiasi secara lebih lengkap, khususnya kerapatan fluks energi, dan digunakan untuk menilai dampak radiasi pengion tidak langsung pada medium.

Setara dosis

Telah ditetapkan bahwa ketika menyinari jaringan biologis manusia dengan energi yang sama (yaitu, ketika menerima dosis yang sama), tetapi dengan jenis sinar yang berbeda, konsekuensi kesehatannya akan berbeda. Misalnya, saat terpapar partikel alfa, tubuh manusia jauh lebih mungkin terkena kanker daripada saat terpapar partikel beta atau sinar gamma. Oleh karena itu, untuk jaringan biologis, karakteristik diperkenalkan - dosis yang setara.

Dosis ekuivalen (HTR) adalah dosis yang diserap dalam suatu organ atau jaringan dikalikan dengan faktor kualitas radiasi WR yang sesuai dari jenis radiasi tertentu R.

Diperkenalkan untuk menilai konsekuensi iradiasi jaringan biologis dengan dosis rendah (dosis tidak melebihi 5 dosis maksimum yang diizinkan untuk iradiasi seluruh tubuh manusia), yaitu 250 mSv / tahun. Itu tidak dapat digunakan untuk menilai efek paparan dosis tinggi.

Dosis ekuivalennya adalah:

H T. R = D T . RW R ,(8)

dimana D T. R adalah dosis yang diserap oleh jaringan biologis oleh radiasi R; W R - faktor bobot (faktor kualitas) radiasi R (partikel alfa, partikel beta, gamma kuanta, dll.), yang memperhitungkan efektivitas relatif berbagai jenis radiasi dalam menginduksi efek biologis (Tabel 1). Faktor ini bergantung pada banyak faktor, khususnya, besarnya transfer energi linier, kerapatan ionisasi sepanjang lintasan partikel pengion, dan seterusnya.

Rumus (8) berlaku untuk menilai dosis iradiasi eksternal dan internal hanya pada organ dan jaringan individu atau paparan seragam seluruh tubuh manusia.

Ketika terkena jenis radiasi yang berbeda secara bersamaan dengan faktor bobot yang berbeda, dosis ekuivalen ditentukan sebagai jumlah dari dosis ekuivalen untuk semua jenis radiasi R:

H T = Σ H T . R(9)

Telah ditetapkan bahwa pada dosis serapan yang sama, efek biologis tergantung pada jenis radiasi pengion dan kerapatan fluks radiasi.

Catatan. Saat menggunakan rumus (8), faktor kualitas rata-rata diambil dalam volume jaringan biologis tertentu dengan komposisi standar: 10,1% hidrogen, 11,1% karbon, 2,6% nitrogen, 76,2% oksigen.

Satuan SI untuk dosis ekuivalen adalah Sievert (Sv).

Sievert adalah satuan dosis ekuivalen radiasi dalam bentuk apa pun dalam jaringan biologis, yang menciptakan efek biologis yang sama dengan dosis serap 1 Gy radiasi sinar-X teladan dengan energi foton 200 keV. Unit pecahan juga digunakan - μSv , mSv. Ada juga unit di luar sistem - rem (setara biologis dengan rad), yang secara bertahap ditarik dari penggunaan.

1 Sv = 100 rem.

Unit pecahan juga digunakan - mrem, mkrem.

Tabel 1 Faktor kualitas radiasi

Jenis radiasi dan rentang energi	Faktor kualitas KITA
Foton dari semua energi
Elektron dari semua energi
Neutron dengan energi:
dari 10 keV hingga 100 keV
> 100 keV hingga 2 Msv
> 2 MeV hingga 20 MeV
Proton dengan energi lebih dari 2 MeV, kecuali proton recoil
Partikel alfa, fragmen fisi, inti berat
Catatan. Semua nilai mengacu pada insiden radiasi pada tubuh dan, dalam kasus paparan internal, dipancarkan selama transformasi nuklir.

Catatan. Koefisien W R memperhitungkan ketergantungan efek biologis merugikan dari paparan dosis rendah pada transfer energi linier total (LET) radiasi. Tabel 2 menunjukkan ketergantungan faktor pembobotan kualitas W R pada LET.

Tabel 2. Ketergantungan faktor kualitas WR pada LET

Laju dosis ekuivalen adalah rasio kenaikan dosis ekuivalen dH selama waktu dt terhadap interval waktu ini:

Satuan laju dosis ekuivalen mSv/s, µSv/s, rem/s, mrem/s, dll.

Dampak radiasi pada organisme hidup ditandai dengan dosis radiasi.

Dosis pemaparan X dari radiasi pengion - muatan total yang terbentuk akibat radiasi dalam 1 cm 3 udara selama beberapa waktu t.

diukur dalam liontin pada kilogram (C/kg), unit di luar sistem - x-ray (R).

Dengan dosis 1 R dalam 1 cm3 dalam kondisi normal, 2.08 terbentuk. 10 9 pasang ion, yang sesuai dengan 2,58. 10-4 C/kg. Pada saat yang sama, dalam 1 cm3 udara karena ionisasi menyerap energi sebesar 1,1. 10-8 J, yaitu 8.5 mJ/kg.

Dosis radiasi yang diserap D p adalah kuantitas fisik yang sama dengan rasio energi yang diserap W p dengan massa M p dari zat yang diradiasi. Nilai dosis yang diserap ditentukan dengan menggunakan ekspresi

D p \u003d W p / M p.

Dalam sistem SI, satuan dosis serap adalah Gray. Unit ini dinamai menurut fisikawan Inggris A. Gray. Dosis ini diterima oleh tubuh dengan berat 1 kg, jika menyerap energi dalam 1 J.

Hingga tahun 1980, rad dan rontgen digunakan sebagai satuan dosis serap. Ini adalah unit non-sistemik.

Senang - dari bahasa Inggris. dosis radiasi yang diserap.

1 senang= 10 -2 j/kg = 10 -2 gr.

1 Gray (Gy) \u003d 100 rad » 110 R (untuk radiasi gamma).

Unit "X-ray" cukup sering digunakan sekarang; mungkin itu hanya penghargaan untuk tradisi. Menurut definisi, dosis dalam 1 R sesuai dengan radiasi tersebut di mana dalam 1 cm3 udara di no. ( P 0=760 mm. rt. st, T = 273 KE) sejumlah pasangan ion terbentuk (N » 2.1 10 9), sehingga muatan totalnya adalah 3.3 10 -10 kl. Arti dari definisi ini jelas: mengetahui arus dan waktu pelepasan, seseorang dapat secara eksperimental menentukan muatan ionisasi total dan jumlah pasangan ion yang muncul sebagai akibat dari iradiasi.

N ion \u003d Q total /e.

Untuk kondisi yang sama (n.c.) kami menemukan nilai dosis yang diserap:

D p \u003d W p / M p= 112,5 10 -10 / 0,128 10 -5 = 8,7 10 -3 j/kg.

Jadi, dosis 1 rontgen sesuai dengan dosis serap 8,7 10 -3 j/kg atau 8,7 10 mGy.

1 P \u003d 8,7 10 -3 J / kg \u003d 8,7 mGy.

Dosis 1 R dihasilkan oleh sinar yang dipancarkan oleh 1 gram radium pada jarak 1 m dari sumber selama 1 jam.

Laju dosis serap D I P. adalah kuantitas fisik yang mencirikan jumlah energi yang diserap oleh satu satuan massa benda fisik apa pun per satuan waktu:

D 1 p \u003d D P / t \u003d W P / M Pp t.

Nilai radiasi latar biasanya dilaporkan kepada kita dalam mikroroentgen/jam, misalnya 15 mikroroentgen/jam. Nilai ini memiliki dimensi laju dosis serap, tetapi tidak dinyatakan dalam satuan SI.

Setara dengan dosis H setara - nilai yang mencirikan dosis yang diserap organisme hidup. Ini sama dengan dosis yang diserap dikalikan dengan koefisien yang mencerminkan kemampuan radiasi jenis ini untuk merusak jaringan tubuh:

H setara. = KK × DP,

di mana KK adalah faktor kualitas rata-rata radiasi pengion dalam elemen volume tertentu dari jaringan biologis (Tabel 22.1).

Tabel 22.1.e.

Perlu dicatat bahwa dosis setara Persamaan H mencirikan nilai rata-rata dosis yang diserap oleh organisme hidup, meskipun jaringan yang sama (tulang, otot, otak, dll.) Untuk orang yang berbeda dan dalam kondisi berbeda akan menyerap energi yang berbeda.

Dalam sistem SI, satuan ekuivalen dosis adalah Sievert (1 St), dinamai menurut ilmuwan Swedia - ahli radiologi R. Sievert. Dalam praktiknya, unit non-sistemik dari dosis ekuivalen sering digunakan - rem (ekuivalen biologis dari rontgen).

1 rem= 0,01 j/kg.

Dalam praktiknya, unit submultiple digunakan: milirem (1 mbre = 10 -3 rem); mikrorem (1 microrem= 10 -6 rem); nanorem (1 nber = 10 -9 rem).

Ada definisi lain dari konsep tersebut rem.

Rem adalah jumlah energi yang diserap oleh organisme hidup ketika terkena radiasi pengion jenis apa pun dan menyebabkan efek biologis yang sama dengan dosis serap 1 rad sinar-X atau radiasi g dengan energi 200 keV.

Rasio antara unit bernama (1 Sv, 1 rem, 1 R) adalah:

1 St = 100 rem» 110 R(untuk radiasi gamma).

Saat Anda menjauh dari sumber titik, dosisnya berkurang secara terbalik dengan kuadrat jarak (~ 1 / r 2).

Dosis yang diserap

D p \u003d D 1 lantai wilayah t / r 2. [D 1e t] = 1 R· 1 m 2 / jam,

Di mana D1 et - kekuatan sumber titik; wilayah t - waktu paparan, h; r - jarak dari sumber, m.

Aktivitas pemancar titik dan laju dosis dihubungkan oleh hubungan:

R = K g ,

Di mana K g- konstanta ionisasi, R- jarak dari sumber radiasi, D- ketebalan layar pelindung, - koefisien penyerapan radiasi pada bahan layar.

konstanta ionisasi K g dan koefisien penyerapan layar bergantung secara kompleks pada jenis dan energi radiasi. Untuk sinar gamma dengan energi sekitar 1 MeV rasio koefisien penyerapan terhadap kerapatan material untuk banyak material (air, aluminium, besi, tembaga, timah, beton, batu bata) mendekati 7 . 10-3 m2/kg.

Latar belakang radiasi alami (sinar kosmik; radioaktivitas lingkungan dan tubuh manusia) adalah sekitar dosis radiasi tahunan sekitar Gy per orang. Komisi Internasional untuk Perlindungan Radiasi telah menetapkan dosis tahunan maksimum yang diperbolehkan sebesar 0,05 Gy untuk orang yang bekerja dengan radiasi. Dosis radiasi 3-10 Gy yang diterima dalam waktu singkat mematikan.

Saat bekerja dengan sumber radiasi apa pun (isotop radioaktif, reaktor, dll.), Perlu dilakukan tindakan untuk perlindungan radiasi bagi semua orang yang dapat masuk ke zona radiasi.

Metode perlindungan paling sederhana adalah pemindahan personel dari sumber radiasi pada jarak yang cukup jauh. Bahkan tanpa memperhitungkan penyerapan di udara, intensitas radiasi berkurang sebanding dengan kuadrat jarak dari sumber. Oleh karena itu, ampul dengan sediaan radioaktif tidak boleh diambil dengan tangan. Perlu menggunakan penjepit khusus dengan pegangan panjang.

Dalam kasus di mana tidak mungkin untuk menjauh dari sumber radiasi pada jarak yang cukup jauh, penghalang yang terbuat dari bahan penyerap digunakan untuk melindungi dari radiasi.

Perlindungan paling sulit terhadap sinar-g dan neutron karena daya tembusnya yang tinggi. Penyerap sinar-g terbaik adalah timbal. Neutron lambat diserap dengan baik oleh boron dan kadmium. Neutron cepat dipramoderasi dengan grafit.

Fo di 15 mikroroentgen/jam sesuai dengan laju dosis 36,2 10 –12 Gy/s(atau 4,16 10 -9 R/s). Dengan laju dosis seperti itu, seseorang dalam satu tahun, asalkan ionisasi jaringan terjadi dengan cara yang sama seperti ionisasi udara, akan menerima dosis radiasi sebesar 1,1 mGy(atau 0,13 R). Dosis radiasi ini sangat kecil dan tidak berbahaya bagi manusia. Namun kita juga harus ingat bahwa radiasi dapat terakumulasi dalam bahan bangunan yang digunakan dalam konstruksi bangunan tempat tinggal dan industri. Pengaruh radiasi dari bahan struktural bisa lebih signifikan daripada dari latar belakang udara luar.

Mengetahui dosis ekuivalen total, seseorang dapat menemukan dosis serap ekuivalen masing-masing organ ( H org, i \u003d K pp × D equiv) dan menilai kemungkinan cedera radiasi mereka. Pada saat yang sama, ketika menggunakan terapi radiasi dalam pengobatan, sangat penting untuk mengetahui dan menetapkan nilai kekuatan sumber radiasi dan waktu pemaparan sehingga dosis serap yang setara untuk organ tertentu (misalnya untuk paru-paru) tidak melebihi dosis yang diperbolehkan.

Radiasi adalah faktor pengaruh pada organisme hidup, yang sama sekali tidak dikenali oleh mereka. Bahkan manusia tidak memiliki reseptor khusus yang akan merasakan keberadaan latar belakang radiasi. Para ahli telah mempelajari dengan cermat dampak radiasi terhadap kesehatan dan kehidupan manusia. Instrumen juga dibuat dengan bantuan indikator yang dapat direkam. Dosis paparan mencirikan tingkat radiasi di bawah pengaruh paparan seseorang selama tahun tersebut.

Bagaimana radiasi diukur?

Di World Wide Web, Anda dapat menemukan banyak literatur tentang radiasi radioaktif. Di hampir setiap sumber terdapat indikator numerik standar paparan dan konsekuensi dari kelebihannya. Memahami unit pengukuran yang tidak dapat dipahami tidak dapat segera dilakukan. Kelimpahan informasi yang mencirikan dosis paparan maksimum yang diperbolehkan untuk populasi dapat dengan mudah membingungkan bahkan orang yang berpengetahuan luas. Pertimbangkan konsep dalam volume minimal dan lebih mudah dipahami.

Daftar kuantitasnya cukup mengesankan: curie, rad, grey, becquerel, rem - ini hanyalah karakteristik utama dari dosis radiasi. Mengapa begitu banyak? Mereka digunakan untuk bidang kedokteran dan perlindungan lingkungan tertentu. Untuk satu unit paparan radiasi pada zat apa pun, diambil dosis serap - 1 abu-abu (Gy), sama dengan 1 J / kg.

Ketika terkena radiasi pada organisme hidup, dikatakan sama dengan dosis yang diserap oleh jaringan tubuh, dihitung per satuan massa, dikalikan dengan faktor kerusakan. Konstanta dialokasikan untuk setiap badan sendiri. Sebagai hasil perhitungan, sebuah angka diperoleh dengan satuan ukuran baru - sievert (Sv).

Berdasarkan data yang telah diperoleh tentang efek radiasi yang diterima pada jaringan organ tertentu, dosis efektif radiasi yang setara ditentukan. Indikator ini dihitung dengan mengalikan angka sebelumnya dalam sievert dengan faktor yang memperhitungkan sensitivitas jaringan yang berbeda terhadap radiasi radioaktif. Nilainya memungkinkan kita memperkirakan jumlah energi yang diserap, dengan mempertimbangkan reaksi biologis tubuh.

Berapa dosis radiasi yang dapat diterima dan kapan muncul?

Pakar keselamatan radiasi, berdasarkan data dampak paparan terhadap kesehatan manusia, telah mengembangkan nilai energi maksimum yang diperbolehkan yang dapat diserap tubuh tanpa membahayakan. Dosis maksimum yang diijinkan (MPD) diindikasikan untuk paparan tunggal atau jangka panjang. Pada saat yang sama, karakteristik orang yang terpapar latar belakang radiasi diperhitungkan.

• A - orang yang bekerja dengan sumber radiasi pengion. Dalam menjalankan tugasnya, mereka terpapar radiasi.
• B - populasi zona tertentu, pekerja yang tugasnya tidak terkait dengan menerima radiasi.
• B adalah jumlah penduduk negara tersebut.

Dua kelompok dibedakan di antara personel: karyawan zona terkontrol (dosis iradiasi melebihi 0,3 dari SDA tahunan) dan karyawan di luar zona tersebut (0,3 dari SDA tidak terlampaui). Dalam batas dosis, 4 jenis organ kritis dibedakan, yaitu organ yang jaringannya mengalami kerusakan terbesar akibat radiasi terionisasi. Dengan mempertimbangkan kategori orang yang terdaftar di antara penduduk dan pekerja, serta badan-badan kritis, peraturan lalu lintas ditetapkan.

Batas paparan pertama kali muncul pada tahun 1928. Nilai penyerapan tahunan radiasi latar adalah 600 millisieverts (mSv). Itu didirikan untuk pekerja medis - ahli radiologi. Dengan mempelajari pengaruh radiasi terionisasi pada durasi dan kualitas hidup, aturan lalu lintas menjadi lebih ketat. Sudah pada tahun 1956, standar turun menjadi 50 millisieverts, dan pada tahun 1996 Komisi Perlindungan Radiasi Internasional menguranginya menjadi 20 mSv. Perlu dicatat bahwa saat menetapkan peraturan lalu lintas, penyerapan alami energi terionisasi tidak diperhitungkan.

radiasi alam

Jika masih memungkinkan untuk menghindari pertemuan dengan unsur radioaktif dan radiasinya, maka tidak ada tempat untuk bersembunyi dari latar belakang alam. Paparan alami di masing-masing wilayah memiliki indikator tersendiri. Itu selalu ada dan selama bertahun-tahun tidak hilang kemana-mana, tapi hanya terakumulasi.

Tingkat radiasi alami tergantung pada beberapa faktor:

• indikator ketinggian (semakin rendah, semakin sedikit latar belakang, dan sebaliknya);
• struktur tanah, air, batuan;
• penyebab buatan (produksi, pembangkit listrik tenaga nuklir).

Seseorang menerima radiasi melalui makanan, radiasi dari tanah, matahari, selama pemeriksaan kesehatan. Perusahaan industri, pembangkit listrik tenaga nuklir, lokasi pengujian, dan lapangan terbang peluncuran menjadi sumber paparan tambahan.

Para ahli menganggap paparan yang paling dapat diterima, yang tidak melebihi 0,2 μSv per jam. Dan batas atas norma radiasi ditentukan pada 0,5 μSv per jam. Setelah beberapa waktu paparan terus menerus terhadap zat terionisasi, dosis radiasi yang diizinkan untuk manusia meningkat menjadi 10 µSv/jam.

Menurut dokter, seumur hidup seseorang dapat menerima radiasi dalam jumlah tidak lebih dari 100-700 millisieverts. Faktanya, orang yang tinggal di daerah pegunungan terpapar radiasi dalam skala yang lebih besar. Penyerapan rata-rata energi terionisasi per tahun adalah sekitar 2-3 millisieverts.

Bagaimana tepatnya radiasi mempengaruhi sel?

Sejumlah senyawa kimia memiliki sifat radiasi. Ada fisi aktif inti atom, yang mengarah pada pelepasan energi dalam jumlah besar. Gaya ini benar-benar mampu menarik elektron dari atom-atom sel materi. Proses itu sendiri disebut ionisasi. Sebuah atom yang telah menjalani prosedur seperti itu mengubah sifat-sifatnya, yang menyebabkan perubahan pada seluruh struktur materi. Di belakang atom, molekul berubah, dan di belakang molekul, sifat umum jaringan hidup berubah. Ketika tingkat radiasi meningkat, jumlah sel yang berubah juga meningkat, yang mengarah pada perubahan yang lebih global. Dalam hubungan ini, dosis radiasi yang diizinkan untuk manusia dihitung. Faktanya adalah perubahan sel hidup juga mempengaruhi molekul DNA. Sistem kekebalan secara aktif memperbaiki jaringan dan bahkan mampu “memperbaiki” DNA yang rusak. Tetapi dalam kasus paparan atau pelanggaran pertahanan tubuh yang signifikan, penyakit berkembang.

Sulit untuk memprediksi dengan akurat kemungkinan berkembangnya penyakit yang terjadi pada tingkat sel dengan penyerapan radiasi yang biasa. Jika dosis radiasi efektif (sekitar 20 mSv per tahun untuk pekerja industri) melebihi nilai yang direkomendasikan ratusan kali lipat, kondisi kesehatan secara umum berkurang secara signifikan. Sistem kekebalan gagal, yang mengarah pada perkembangan berbagai penyakit.

Radiasi dosis besar yang dapat diterima akibat kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir atau ledakan bom atom tidak selalu sesuai dengan kehidupan. Jaringan di bawah pengaruh sel yang berubah mati dalam jumlah besar dan tidak punya waktu untuk pulih, yang menyebabkan pelanggaran fungsi vital. Jika sebagian jaringan diawetkan, maka orang tersebut akan memiliki kesempatan untuk pulih.

Indikator dosis radiasi yang diizinkan

Menurut norma keselamatan radiasi, nilai radiasi pengion maksimum yang diijinkan per tahun telah ditetapkan. Mari pertimbangkan indikator yang diberikan dalam tabel.

Seperti dapat dilihat dari tabel, dosis paparan yang diperbolehkan per tahun untuk pekerja di industri berbahaya dan pembangkit listrik tenaga nuklir sangat berbeda dengan indikator yang diturunkan untuk populasi zona perlindungan sanitasi. Masalahnya adalah dengan penyerapan radiasi pengion yang diizinkan dalam waktu lama, tubuh mengatasi pemulihan sel secara tepat waktu tanpa mengorbankan kesehatan.

Paparan manusia dosis tunggal

Peningkatan latar belakang radiasi yang signifikan menyebabkan kerusakan jaringan yang lebih serius, sehubungan dengan organ mana yang mulai tidak berfungsi atau bahkan gagal. terjadi hanya ketika sejumlah besar energi pengion diterima. Sedikit melebihi dosis yang dianjurkan dapat menyebabkan penyakit yang dapat disembuhkan.

Dosis dan konsekuensi radiasi yang berlebihan

Dosis tunggal (mSv)	Apa yang terjadi pada tubuh
	Tidak ada perubahan status kesehatan
	Jumlah total limfosit menurun (imunitas menurun)
	Penurunan limfosit yang signifikan, tanda-tanda kelemahan, mual, muntah
	Dalam 5% kasus, hasil yang fatal, sebagian besar mengalami apa yang disebut mabuk radiasi (tandanya mirip dengan mabuk alkohol)
	Perubahan darah, sterilisasi pria sementara, kematian 50% dalam 30 hari setelah paparan
	Dosis radiasi yang mematikan, tidak dapat diobati
	Koma terjadi, kematian dalam 5-30 menit
	Kematian instan oleh sinar

Penerimaan radiasi dalam jumlah besar satu kali berdampak negatif pada keadaan tubuh: sel-sel dihancurkan dengan cepat, tidak punya waktu untuk pulih. Semakin kuat dampaknya, semakin banyak lesi yang muncul.

Perkembangan penyakit radiasi: penyebab

Penyakit radiasi adalah kondisi umum tubuh yang disebabkan oleh pengaruh radiasi radioaktif yang melebihi SDA. Lesi diamati dari semua sistem. Menurut International Commission on Radiological Protection, dosis penyakit radiasi mulai dari 500 mSv pada suatu waktu atau lebih dari 150 mSv per tahun.

Efek merusak dengan intensitas tinggi (lebih dari 500 mSv pada satu waktu) muncul sebagai akibat dari penggunaan senjata atom, pengujiannya, terjadinya bencana buatan manusia, dan prosedur iradiasi intensif dalam pengobatan onkologi, penyakit reumatologi, dan penyakit darah.

Perkembangan penyakit radiasi kronis tunduk pada pekerja medis yang berada di departemen terapi radiasi dan diagnostik, serta pasien yang sering menjalani studi radionuklida dan sinar-X.

Klasifikasi penyakit radiasi, tergantung pada dosis radiasi

Penyakit ini dicirikan berdasarkan dosis radiasi pengion yang diterima pasien dan berapa lama ini terjadi. Paparan tunggal menyebabkan kondisi akut, dan terus berulang, tetapi kurang masif, menjadi proses kronis.

Pertimbangkan bentuk utama penyakit radiasi, tergantung pada paparan tunggal yang diterima:

• cedera radiasi (kurang dari 1 Sv) - terjadi perubahan reversibel;
• bentuk sumsum (dari 1 hingga 6 Sv) - memiliki empat derajat, tergantung pada dosis yang diterima. Kematian dengan diagnosis ini lebih dari 50%. Sel-sel sumsum tulang merah terpengaruh. Kondisi ini dapat diperbaiki dengan transplantasi. Masa pemulihannya panjang;
• gastrointestinal (10-20 Sv) ditandai dengan kondisi serius, sepsis, perdarahan saluran cerna;
• vaskular (20-80 Sv) - gangguan hemodinamik dan keracunan parah pada tubuh diamati;
• serebral (80 Sv) - kematian dalam 1-3 hari karena edema serebral.

Pasien dengan bentuk sumsum tulang memiliki kesempatan untuk pemulihan dan rehabilitasi (pada separuh kasus). Kondisi yang lebih parah tidak dapat diobati. Kematian terjadi dalam hitungan hari atau minggu.

Perjalanan penyakit radiasi akut

Setelah dosis radiasi tinggi diterima, dan dosis radiasi telah mencapai 1-6 Sv, penyakit radiasi akut berkembang. Dokter membagi negara bagian yang menggantikan satu sama lain menjadi 4 tahap:

1. reaktivitas primer. Terjadi pada jam-jam pertama setelah penyinaran. Hal ini ditandai dengan kelemahan, tekanan darah rendah, mual dan muntah. Saat terkena lebih dari 10 Sv, segera masuk ke fase ketiga.
2. Periode laten. Setelah 3-4 hari sejak penyinaran hingga sebulan, kondisinya membaik.
3. Gejala yang meluas. Disertai dengan sindrom infeksi, anemia, usus, hemoragik. Kondisi parah.
4. Pemulihan.

Kondisi akut dirawat tergantung pada sifat gambaran klinis. Dalam kasus umum, itu ditentukan oleh pengenalan agen yang menetralkan zat radioaktif. Jika perlu, transfusi darah, transplantasi sumsum tulang dilakukan.

Pasien yang berhasil bertahan dalam 12 minggu pertama penyakit radiasi akut umumnya memiliki prognosis yang baik. Tetapi bahkan dengan pemulihan penuh, orang-orang seperti itu memiliki risiko lebih tinggi terkena kanker, serta kelahiran keturunan dengan kelainan genetik.

penyakit radiasi kronis

Dengan paparan radiasi radioaktif yang konstan dalam dosis yang lebih kecil, tetapi secara total melebihi 150 mSv per tahun (tidak termasuk latar belakang alami), bentuk penyakit radiasi kronis dimulai. Perkembangannya melewati tiga tahap: pembentukan, pemulihan, hasil.

Tahap pertama berlangsung selama beberapa tahun (hingga 3). Tingkat keparahan kondisi dapat didefinisikan dari ringan hingga parah. Jika Anda mengisolasi pasien dari tempat penerimaan radiasi radioaktif, maka dalam tiga tahun fase pemulihan akan dimulai. Setelah itu, pemulihan total dimungkinkan atau, sebaliknya, perkembangan penyakit dengan kematian yang cepat.

Radiasi terionisasi mampu menghancurkan sel-sel tubuh secara instan dan melumpuhkannya. Itulah mengapa kepatuhan terhadap dosis radiasi maksimum merupakan kriteria penting untuk bekerja di produksi berbahaya dan kehidupan di dekat pembangkit listrik tenaga nuklir dan lokasi pengujian.

Jenis pemeriksaan radiologis dalam kedokteran masih memainkan peran utama. Terkadang, tanpa data, tidak mungkin untuk memastikan atau membuat diagnosis yang benar. Setiap tahun, teknik dan teknologi sinar-X meningkat, menjadi lebih rumit, menjadi lebih aman, namun demikian, bahaya radiasi tetap ada. Meminimalkan dampak negatif paparan diagnostik adalah tugas prioritas untuk radiologi.

Tugas kita adalah memahami jumlah dosis radiasi yang ada, satuan pengukuran dan keakuratannya pada tingkat yang dapat diakses oleh siapa pun. Juga, mari kita sentuh realitas kemungkinan masalah kesehatan yang dapat disebabkan oleh jenis diagnosis medis ini.

Kami merekomendasikan membaca:

Apa itu radiasi sinar-x

Radiasi sinar-X adalah aliran gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara radiasi ultraviolet dan gamma. Setiap jenis gelombang memiliki efek spesifiknya sendiri pada tubuh manusia.

Pada intinya, sinar-X bersifat ionisasi. Ini memiliki daya tembus yang tinggi. Energinya berbahaya bagi manusia. Bahaya radiasi semakin tinggi, semakin besar dosis yang diterima.

Tentang bahaya paparan sinar-x pada tubuh manusia

Melewati jaringan tubuh manusia, sinar-X mengionisasi mereka, mengubah struktur molekul, atom, dalam istilah sederhana - "mengisi" mereka. Konsekuensi dari radiasi yang diterima dapat memanifestasikan dirinya dalam bentuk penyakit pada orang itu sendiri (komplikasi somatik), atau pada keturunannya (penyakit genetik).

Setiap organ dan jaringan berbeda dipengaruhi oleh radiasi. Oleh karena itu, telah dibuat koefisien risiko radiasi yang dapat dilihat pada gambar. Semakin tinggi nilai koefisiennya, semakin tinggi kerentanan jaringan terhadap aksi radiasi, dan karenanya risiko komplikasi.

Organ pembentuk darah, sumsum tulang merah, paling banyak terpapar radiasi.

Komplikasi paling umum yang muncul sebagai respons terhadap iradiasi adalah patologi darah.

Seseorang memiliki:

• perubahan reversibel dalam komposisi darah setelah paparan minor;
• leukemia - penurunan jumlah leukosit dan perubahan strukturnya, menyebabkan malfungsi aktivitas tubuh, kerentanannya, dan penurunan kekebalan;
• trombositopenia - penurunan kandungan trombosit, sel darah yang bertanggung jawab untuk pembekuan. Proses patologis ini dapat menyebabkan perdarahan. Kondisi tersebut diperparah dengan kerusakan dinding pembuluh darah;
• perubahan hemolitik ireversibel dalam komposisi darah (dekomposisi sel darah merah dan hemoglobin), akibat paparan radiasi dosis kuat;
• erythrocytopenia - penurunan kandungan eritrosit (sel darah merah), menyebabkan proses hipoksia (kelaparan oksigen) di jaringan.

Temanyaituahli patologiDan:

• perkembangan penyakit ganas;
• penuaan dini;
• kerusakan pada lensa mata dengan perkembangan katarak.

Penting: Radiasi sinar-X menjadi berbahaya jika terjadi intensitas dan durasi paparan. Peralatan medis menggunakan iradiasi energi rendah dengan durasi pendek, oleh karena itu, ketika digunakan dianggap relatif tidak berbahaya, meskipun pemeriksaan harus diulang berkali-kali.

Paparan tunggal yang diterima pasien selama radiografi konvensional meningkatkan risiko berkembangnya proses keganasan di masa depan sekitar 0,001%.

catatan: tidak seperti dampak zat radioaktif, efek berbahaya dari sinar berhenti segera setelah perangkat dimatikan.

Sinar tidak dapat terakumulasi dan membentuk zat radioaktif, yang kemudian akan menjadi sumber radiasi tersendiri. Oleh karena itu, setelah rontgen, tidak ada tindakan yang harus dilakukan untuk "menghilangkan" radiasi dari tubuh.

Dalam satuan apa dosis radiasi yang diterima diukur?

Sulit bagi seseorang yang jauh dari kedokteran dan radiologi untuk memahami banyaknya terminologi tertentu, jumlah dosis dan satuan pengukurannya. Mari kita coba membawa informasi seminimal mungkin.

Jadi, berapa dosis radiasi sinar-X yang diukur? Ada banyak unit pengukuran radiasi. Kami tidak akan menganalisis semuanya secara detail. Becquerel, curie, rad, grey, rem - ini adalah daftar besaran radiasi utama. Mereka digunakan dalam berbagai sistem pengukuran dan bidang radiologi. Mari kita memikirkan diagnosis sinar-X yang praktis signifikan.

Kami akan lebih tertarik pada x-ray dan sievert.

Karakteristik tingkat penetrasi radiasi yang dipancarkan oleh mesin sinar-x diukur dalam satuan yang disebut "roentgen" (R).

Untuk menilai efek radiasi pada seseorang, konsep tersebut diperkenalkan dosis serap setara (EPD). Selain EPD, ada jenis dosis lain - semuanya disajikan dalam tabel.

Dosis serap setara (dalam gambar - Dosis Ekuivalen Efektif) adalah nilai kuantitatif dari energi yang diserap tubuh, tetapi ini memperhitungkan respons biologis jaringan tubuh terhadap radiasi. Itu diukur dalam saringan (Sv).

Sievert kira-kira sebanding dengan 100 rontgen.

Radiasi latar alami dan dosis yang diberikan oleh peralatan sinar-X medis jauh lebih rendah dari nilai-nilai ini, oleh karena itu, nilai seperseribu (mili) atau sepersejuta (mikro) Sievert dan Roentgen digunakan untuk mengukur mereka.

Dalam angka terlihat seperti ini:

• 1 sievert (Sv) = 1000 millisievert (mSv) = 1000000 microsievert (µSv)
• 1 roentgen (R) \u003d 1000 milliroentgen (mR) \u003d 1000000 milliroentgen (mR)

Untuk memperkirakan bagian kuantitatif dari radiasi yang diterima per satuan waktu (jam, menit, detik), digunakan konsep - tingkat dosis, diukur dalam Sv/h (sievert-hour), µSv/h (micro-sievert-h), R/h (roentgen-hour), µr/h (micro-roentgen-hour). Demikian pula - dalam menit dan detik.

Ini bisa lebih sederhana:

• radiasi total diukur dalam rontgen;
• dosis yang diterima oleh seseorang dalam saringan.

Dosis radiasi yang diterima dalam saringan terakumulasi seumur hidup. Sekarang mari kita coba mencari tahu seberapa banyak sievert ini diterima seseorang.

Latar belakang radiasi alami

Tingkat radiasi alami berbeda di mana-mana, tergantung pada faktor-faktor berikut:

• ketinggian di atas permukaan laut (semakin tinggi, semakin keras latar belakangnya);
• struktur geologi daerah (tanah, air, batuan);
• alasan eksternal - bahan bangunan, kehadiran sejumlah perusahaan yang memberikan paparan radiasi tambahan.

Catatan:latar belakang yang paling dapat diterima adalah ketika tingkat radiasi tidak melebihi 0,2 µSv/jam (micro-sievert-hour), atau 20 µR/h (micro-roentgen-hour)

Batas atas norma dianggap hingga 0,5 μSv / jam = 50 μR / jam.

Untuk paparan beberapa jam, dosis hingga 10 µSv/jam = 1 mR/jam diperbolehkan.

Semua jenis studi sinar-X sesuai dengan standar paparan radiasi yang aman, diukur dalam mSv (milisieverts).

Dosis radiasi yang diizinkan untuk seseorang yang terakumulasi seumur hidup tidak boleh melebihi 100-700 mSv. Nilai eksposur sebenarnya untuk orang yang tinggal di pegunungan tinggi mungkin lebih tinggi.

Rata-rata, seseorang menerima dosis yang sama dengan 2-3 mSv per tahun.

Itu diringkas dari komponen-komponen berikut:

• radiasi matahari dan radiasi kosmik: 0,3 mSv - 0,9 mSv;
• latar belakang tanah dan lanskap: 0,25 - 0,6 mSv;
• radiasi dari bahan perumahan dan bangunan: 0,3 mSv ke atas;
• udara: 0,2 - 2 mSv;
• makanan: dari 0,02 mSv;
• air: dari 0,01 - 0,1 mSv:

Selain dosis eksternal radiasi yang diterima, tubuh manusia juga mengakumulasi simpanan senyawa radionuklida sendiri. Mereka juga merupakan sumber radiasi pengion. Misalnya, dalam tulang, level ini dapat mencapai nilai dari 0,1 hingga 0,5 mSv.

Selain itu, ada paparan potasium-40 yang menumpuk di dalam tubuh. Dan nilai ini mencapai 0,1 - 0,2 mSv.

catatan: untuk mengukur latar belakang radiasi, Anda dapat menggunakan dosimeter konvensional, misalnya RADEX RD1706, yang memberikan pembacaan dalam sievert.

Dosis diagnostik paksa paparan sinar-X

Nilai dosis serap ekuivalen untuk setiap pemeriksaan rontgen dapat sangat bervariasi tergantung dari jenis pemeriksaannya. Dosis radiasi juga tergantung pada tahun pembuatan peralatan medis, beban kerja di atasnya.

Penting: peralatan x-ray modern memberikan radiasi sepuluh kali lebih rendah dari yang sebelumnya. Kami dapat mengatakan ini: teknologi sinar-X digital terbaru aman untuk manusia.

Tapi tetap saja, kami akan mencoba memberikan angka rata-rata untuk dosis yang bisa diterima pasien. Mari kita perhatikan perbedaan antara data yang dihasilkan oleh peralatan sinar-X digital dan konvensional:

• fluorografi digital: 0,03-0,06 mSv, (perangkat digital paling modern memancarkan radiasi dengan dosis 0,002 mSv, yang 10 kali lebih rendah dari pendahulunya);
• fluorografi film: 0,15-0,25 mSv, (fluorograf lama: 0,6-0,8 mSv);
• radiografi rongga dada: 0,15-0,4 mSv.;
• radiografi digital gigi (gigi): 0,015-0,03 mSv., konvensional: 0,1-0,3 mSv.

Dalam semua kasus ini, kita berbicara tentang satu gambar. Studi dalam proyeksi tambahan meningkatkan dosis sebanding dengan frekuensi perilaku mereka.

Metode fluoroscopic (yang tidak melibatkan pemotretan area tubuh, tetapi pemeriksaan visual oleh ahli radiologi di layar monitor) memberikan radiasi yang jauh lebih sedikit per satuan waktu, tetapi dosis total mungkin lebih tinggi karena durasi prosedur. Jadi, selama 15 menit rontgen dada, total dosis radiasi yang diterima bisa dari 2 hingga 3,5 mSv.

Diagnostik saluran pencernaan - dari 2 hingga 6 mSv.

Computed tomography menggunakan dosis dari 1-2 mSv hingga 6-11 mSv, tergantung organ yang diperiksa. Semakin modern mesin sinar-X, semakin rendah dosis yang diberikan.

Secara terpisah, kami mencatat metode diagnostik radionuklida. Satu prosedur berdasarkan radiofarmasi menghasilkan dosis total 2 sampai 5 mSv.

Perbandingan dosis efektif radiasi yang diterima selama jenis studi diagnostik yang paling umum digunakan dalam kedokteran, dan dosis yang diterima setiap hari oleh seseorang dari lingkungan disajikan dalam tabel.

Prosedur	Dosis radiasi efektif	Sebanding dengan paparan alami yang diterima selama periode waktu tertentu
Rontgen dada	0,1 mSv	10 hari
Fluorografi dada	0,3 mSv	30 hari
Tomografi terkomputasi rongga perut dan panggul	10 mSv	3 tahun
Tomografi komputer seluruh tubuh	10 mSv	3 tahun
Pielografi intravena	3 mSv	1 tahun
Radiografi lambung dan usus kecil	8 mSv	3 tahun
X-ray usus besar	6 mSv	2 tahun
X-ray tulang belakang	1,5 mSv	6 bulan
X-ray tulang lengan atau kaki	0,001 mSv	kurang dari 1 hari
Tomografi terkomputasi - kepala	2 mSv	8 bulan
Tomografi terkomputasi - tulang belakang	6 mSv	2 tahun
Mielografi	4 mSv	16 bulan
Tomografi terkomputasi - organ dada	7 mSv	2 tahun
Void cystourethrography	5-10 tahun: 1,6 mSv Bayi: 0,8 mSv	6 bulan 3 bulan
Tomografi komputer - tengkorak dan sinus paranasal	0,6 mSv	2 bulan
Densitometri tulang (penentuan kepadatan)	0,001 mSv	kurang dari 1 hari
Galaktografi	0,7 mSv	3 bulan
Histerosalpingografi	1 mSv	4 bulan
Mamografi	0,7 mSv	3 bulan

Penting:Pencitraan resonansi magnetik tidak menggunakan sinar-x. Dalam jenis studi ini, pulsa elektromagnetik dikirim ke area yang didiagnosis, yang menggairahkan atom hidrogen jaringan, kemudian respons yang menyebabkannya diukur dalam medan magnet yang terbentuk dengan tingkat intensitas tinggi.Beberapa orang keliru mengklasifikasikan metode ini sebagai x-ray.