Nurlanishlarning biologik tasiri va undan himoyalanish. Mundarija: kirish I bob. Radiatsiya haqida umumiy tushunchalar
Nurlanish dozasi va uning birliklari
Download 44.76 Kb.
|
kurs ishi (3)
- Bu sahifa navigatsiya:
- Radiatsion biologiyada qo’llanuvchi asosiy fizik kattaliklar va ularning birliklari
|
2.2. Nurlanish dozasi va uning birliklari
Radioaktivlikni har xil bekkerel, kyuri, rentgen, rezerford, grey, zivert va boshka birliklarda, radiatsiya quvvatini esa o‘sha birliklarni vaqt birligi (s, soat, kun, hafta, oy, yil) ga nisbati bilan o‘lchanadi. Bu birliklardan asosiylari va ko‘proq foydalaniladiganlari keltiramiz. 2.2-jadval Radiatsion biologiyada qo’llanuvchi asosiy fizik kattaliklar va ularning birliklari
Ob‘ektga ionlantiruvchi nur ta‘sir ettirish uchun u ma‘lum bir fursatga ionlantiruvchi nur ta‘siridagi nurlanish maydoni deb ataladigan fazoga kiritiladi. Nur maydoni muhitning har bir nuqtasiga qancha zarracha (yoki foton), foton qanday energiya va qaysi yo‘nalishda kelib tushishi bilan xarakterlanadi. Odatda, nur maydonining havo yoki boshqa bir muhitda yuzaga kelishi munosabati bilan zarrachalar yoki fotonlarning atom yoki molekulalar bilan ta‘sirlashishi natijasida, ularning energiyasi va yo‘nalishi o‘zgaradi. Demak, nurni tavsiflash qiyin masala. Xalqaro birliklar sistemasi (SI) da aktivlik birligi sifatida bekkerel (Bk B) olingan. 1 Bk aktivlik 1 sekundda 1 ta yemirilishga to‘g‘ri keladi Ammo amaliy dozimetriyada va radiatsiya fizikasida ko‘pincha boshqa birlik – Kyuri (Ki, C) ishlatidadi. Kyuri bir bekkereldan 37 milliard marta katta: 1Ki~3,7 1010 Bk Aktivlik birligi uchun mazkur sonning olinyshi bejiz emas. Gap shundaki, radioaktiv yemirilish qonunlarini o‘rganishda dastlabki element bo‘lgan radiy - 226 ning 1 gramida 1 sekundda xuddi ana shuncha yemirilish yuz beradi. yemirilish tufayli moddaning radioaktiv atomlarining miqdori vaqt o‘tishi bilan kamayadi. Shunga ko‘ra mos ravishda aktivlik ham pasayadi. Nurlanish darajasini yana rad birliklarida ham o‘lchanadi. Rad — nurlanishning yutilish miqdorini ko‘rsatadi. 1 rad nurlanishda modda (masalan, odam tana)sining har bir kilogramm 0,01 J yoki 1 g mass a 100 erg energiya yutadi. Odatdagi hisoblashlar uchun rentgen, ber, rad birliklarini o‘zaro bir xil teng deb qabul qilish mumkin: 1 rentgen~1 ber~1 rad. Tirik organizmlarga nurlanishlarning ta‘siri nurlanish dozasi bilan xarakterlanadi. Yutililgan nurlanish dozasi D deb, yutilgan ionlovchi nurlanish energiyasi E ning nurlanilayotgan modda massasi m ga nisbatiga aytiladi: D = Bu erda E -hajmga uzatilgan o‘rtacha energiya, m - o‘sha hajmdagi modda massasi. SI birliklar sistemasida yutililgan nurlanish dozasi grey hisobida o‘lchanadi (qisqacha: Gr). 1 Gr nurlanilayotgan 1 kg massali moddaga 1 J ionlovchi nurlanish energiyasi uzatilganda yutilgan nurlanish dozasiga teng: 1Gr=1 Ilgarigi vaqtlarda radiatsiyaning yutilgan nurlanish dozasi sifatida moddaning har gramm massasi yutgan, 100 erg ga teng doza – rad. qo‘llanilgan. O‘sha raddan yutilgan energiya o‘lchov birligi Gr ga o‘tish quyidagi tarzda amalga oshiriladi: 1 rad = 10-2 Gr = 0,01 J/kg Tirik organizmlar yutadigan nurlanish dozasiga ekvivalent doza deyiladi. U nurlanishning biologic ta‘siriga qarab baholanadi. Si sistemasida ekvivalent doza J/kg birliklarda o‘lchanadi. Amalda esa ushbu sistemaga kirmaydigan ber (rentgenning biologik ekvivalenti) birligi keng qo‘llani ladi. 1R ga ekvivalent bo‘lgan tirik organizmlar yutgan doza 1 ber deyiladi: 1 ber = 10-2 J/kg Hozirgi vaqtda ekvivalent doza Zivertlarda (Zv) o‘lchanadi. U nisbiy biologik effektivlik 1 ga teng bo‘lgandagi 1 Gr yutilgan dozaga mos keladi. Zivert bilan ber quyidagicha bog‘langan: 1 Zv = 100 ber 1 Zv - nurning shunday bir dozasidirki, uning ta‘sirida ob‘ektda kelib chiqadigan effekt, 1Gr ga teng rentgen yoki gamma nuri yutilganda yuzaga keladigan effektga ekvivalent bo‘lib, u 1 Zv = 1 J*kg-1dir Ekvivalent doza tushunchasi shartli xarakterga ega bo‘lib, u nur sifati haqidagi murakkab tushunchani soddalashtirish maqsadida kiritilgan. Nurlanishning biologic ta‘siri ekvivalent dozadan tashqari zarralarning energiyasiga ham bog‘liq bo‘ladi. Masalan, bir xil dozali γ-nurlanish, rentgen nurlanishi va neytronlarning biologik ta‘sirlari har xil bo‘ladi. Ekspozision doza. (Deksp).Nurlanish manbaing geometric o‘lchami va xossalariga bog‘liq bo‘lib, zarra energiyasi va uchun bir xil bo‘lgan nurlanish dozasi ekspozision doza deyiladi. Boshqacha qilib aytganda, ekspozision doza nurlanishning sifatiy xarakteristikasi bo‘lib, ob‘ekt tabiatiga bog‘liq emas. Ekspozision doza nurlanishning ionlash ta‘siri o‘lchov birligi sifatida, kulon/kilogramm (Kl•kg-1) larda o‘lchanadi. Kl•kg-1- bu rentgen yoki gamma nurlanishining shunday bir miqdoriki, uning ta‘sirida 1 kg quruq atmosfera havosida 1Kl ga teng musbat va manfiy ishorali elektr zaryadlari hosil bo‘ladi. Ekspozision doza o‘lchov birligi sifatida o‘lchov birliklari sistemasiga kiritilmagan rentgen (R) ham keng qo‘llaniladi. 1 kub santimetr havoda 2,08 – 109 (yoki 1 g havoda 1,61 • 10'2) juft ion hosil qilgan rentgen (yoki gamma) nurlar dozasi 1 rentgen deb ataladi. Bu birlik rentgen nurlanishi va γ-nurlanishlarning ionlash qobiliyatining o‘lchamidir. Agar 0 temperatura va 760mm. simob ustuni bosimida 1 sm3 quruq havoda hosil qilingan har bir ishorali ionlar yig‘indi zaryadi alohida olinganda 3 · 10-10 Kl ga teng bo‘lsa, shunda nurlanish dozasi bir rentgen (1 R) ga teng bo‘ladi. Hosil bo‘lgan ionlar soni moddaning yutilgan energiyasiga bog‘liq. Amaliy dozimetriyada 1 R ni taxminan 0,01 Gr yutilgan nurlanish dozasiga ekvivalent deb olish mumkin. Har qanday nurlanishning 1 rentgen dozasini biologik ta‘siriga teng ta‘sir ko‘rsatuvchi miqdori 1 ber yoki rentgenning 1 biologik ekvivalenta deb ataladi. Birlik vaqt ichidagi nurlanish dozasi nurlanish dozasi quvvati (yutilga doza quvvati) deyiladi: N = D/t Doza quvvatining birligi qilib Gr/s olingan. 1 s ichida nurlantirilayotgan moddaning yutishi mumkin bo‘lgan 1 Gr doza nurlanishga (1G/s) doza quvvati deyiladi. Effektiv ekvivalent doza. Ushbu doza turli to‘qimalarning nurlanishga bo‘lgan ta‘siri ifodalovchi koeffisient bilan ekvivalent doza o‘rtasidagi ko‘paytmaga teng bo‘lib, bu biologik xavf koeffisienti insonning turli to‘qima va organlari uchun turlicha ko‘rsatkichga ega: qizil ilik – 0,12 suyak ko‘migi – 0,03 qalqonsimon bez – 0,03 sut bezi – 0,15 o‘pkalar – 0,12 tuxumdon yoki urug‘donlar – 0,25 boshqa to‘qimalar – 0,3 bir butun organizm – 1,00 Ushbu doza ham zivertlarda o‘lchanadi. Rentgen nurlari yoki γ-kvantlardan boshqa zarralar hosil qilgan nurlanish dozasi FER (rentgenning fizik ekvivalenti) birligida o‘lchanadi. Normal sharoitdagi 1 sm3 quruq havoda 2,08٠103 ta ionlar juftini hosil qiluvchi eksposision doza 1fer deyiladi. 1 fer doza yutilgan 1 g havoda 0,00838 J energiya ajralib chiqsa, inson organizmida shunday doza yutilganda 0,0093 J energiya ajralib chiqadi. Bu energiya miqdori 0,01 J ga shunchalik yaqinki, dozimetrik hisoblashlarda 1 fer va 1 rad kattaliklarni taxminan bir-biriga teng deb hisoblash mumkin. Energiyaning chiziqli uzatilishi va nisbiy biologik effektivlik.Yuqorida ta‘kidlanganidek, ionlantiruvchi nurlarning ion hosil qilish qobiliyati yutilgan nur dozasiga bog‘liq. Ammo, tadqiqot natijalariga ko‘ra bir xil dozaga ega har xil tabiatli nurlar moddaga ta‘sir ettirilganda, keltirib chiqaradigan effekt har xil bo‘lib chiqadi. Masalan, hujayralar populyasiyasi energiyasi 4 – 6 Gr α-zarrachalar bilan nurlantirilganda ularning 99,9% qirilib ketgan. Hujayralar populyasiyasi shu xil dozadagi rentgen yoki β-nurlar bilan nurlantirilganda, ularning faqat 20-30% nobud bo‘lgan. Demak, nur effektivligini baholashda yutilgan nur dozasi effekt ko‘rsatgichi bo‘la olmaydi. Ionlantiruvchi nurlar effektivligi jihatidan o‘zaro farqlanadi. Ionlantiruvchi nurlarni effektivlik ko‘rsatkichi bo‘yicha farqlantirish maqsadida effektivlikning sifatiy o‘lchov birligi qilib, ionlantiruvchi nur energiyasining masofa birligidagi differensial yo‘qotilishi – energiyaning chiziqli uzatilishi – ECHU (yoki LPE) kattaligi (L) qabul qilingan. L = ECHUning modda zichligi ( ) ga bo‘lgan nisbati (L/ ) moddaning nur tormozlash xossasini ifodalab, u ham ECHU birliklarida (keVSm-2*g-1) da o‘lchanadi. ECHU kattaligi, o‘z navbatida, zarrachalar tezligi va zarrachalardagi zaryad miqdoriga bog‘liq. Bir xil tezlikka ega bir zaryadli ionlarning ECHU kattaligi shu xil tezlikka ega ko‘p zaryadli ionlarning ECHU kattaligidan kichik. Chunki dE /dx dir. Ikkinchi tomondan, ECHU zarrachalar tezligining kvadratiga tekari proporsional. Zarrachaning modda ichidagi tezligi kamaygani sari hosil bo‘ladigan ionlar soni orta boradi. Zarrachaning ECHU kattaligidan foydalanib, uning o’rtacha ionlash zichligini (O‘IZ) topish mumkin. Ya‘ni: O’IZ= Bu erda 34 havoda bir juft ion hosil qilish uchun talab etiladigan energiya. Download 44.76 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|