Δοσιμετρία

Όταν η ύλη απορροφά ακτινοβολία, μπορεί να υποστεί σοβαρές βλάβες. Το είδος και ο βαθμός των ζημιών εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως είναι το είδος και η ενέργεια της ακτινοβολίας καθώς και οι ιδιότητες του υλικού που την απορροφά.

Οι βλάβες από πυρηνικές ακτινοβολίες στους βιολογικούς οργανισμούς οφείλονται κυρίως στον ιονισμό που προκαλούν αυτές σε ουσίες που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα. Γι' αυτό και οι ακτινοβολίες αυτές λέγονται ιονίζουσες.

Στον όρο  ιονίζουσες ακτινοβολίες περιλαμβάνονται οι ραδιενεργές ακτινοβολίες α, β και γ, τα νετρόνια καθώς και η υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως η Χ.

Διαβάστε στη συνέχεια του άρθρου, για τις μονάδες μέτρησης της ιονίζουσας ακτινοβολίας και τα επιτρεπόμενα όρια που έχουν θεσπιστεί.

 

Ως απορροφηθείσα δόση ακτινοβολίας ορίζεται η ενέργεια που έχει αποτεθεί στους ιστούς ανά χιλιόγραμμο μάζας. Μονάδα μέτρησής της είναι το 1Gy=1J/Kg.

Ο υπολογισμός της απορροφηθείσας δόσης ακτινοβολίας δεν αρκεί για να περιγράψει τη ζημιά που θα πάθει ο ιστός που έχει ακτινοβοληθεί. Η εμπειρία έχει δείξει οτι 1 Gy απορροφηθείσας δόσης α ακτινοβολίας, είναι 10 με 20 περίπου φορές πιο επιβλαβής από την ίδια δόση γ ακτινοβολίας, ανάλογα με την ενέργεια της γ ακτινοβολίας. Οι ακτινοβολίες β και Χ είναι εξίσου επιβλαβείς με τις γ. Τα βραδέα νετρόνια είναι 5 φορές πιο επιβλαβή και τα ταχέως κινούμενα νετρόνια 10 φορές.

Για να εκφράσουμε το μέγεθος της έκθεσης με όρους βιολογικής ζημιάς πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την απορροφηθείσα δόση σε Gy με έναν συντελεστή στάθμισης (WR)για το είδος της ακτινοβολίας. Έτσι προκύπτει η ισοδύναμη δόση.

H απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας σταθμισμένη για το είδος της ακτινοβολίας ονομάζεται ισοδύναμη δόση. Μονάδα της ισοδύναμης δόσης είναι το 1 Sievert.

Αυτή αντικατέστησε το 1979 την παλιότερη μονάδα μέτρησης το 1 rem.

(100 rem= 1 Sv

Οι συντελεστές στάθμισης ακτινοβολίας καθορίζονται από τη Διεθνή Επιτροπή για την Προστασία από την Ακτινοβολία και είναι καθαροί αριθμοί.

Τέλος υπάρχει και η ενεργός δόση που είναι η ισοδύναμη δόση σταθμισμένη για τη βιολογική επίπτωση της ακτινοβολίας στους διάφορους ιστούς. Δηλαδή πολλαπλασιάζουμε την ισοδύναμη δόση με έναν αριθμό που λέγεται συντελεστής στάθμισης ιστού (WT)και προκύπτει η ενεργός δόση.

Ας κάνουμε ένα παράδειγμα: Αν η απορροφηθείσα δόση είναι 2 Gy  και αυτή προκύπτει από ακτινοβολία α που έχει συντελεστή ακτινοβολίας 20 τότε:

Ισοδύναμη δόση = 2 Gy * 20 = 40 Sv.

Αν τώρα αυτή η δόση απορροφηθεί από τον πνεύμονα που έχει συντελεστή στάθμισης ιστού 0,12 τότε:

Ενεργός δόση = 40 Sv * 0,12= 4,8 Sv.

Η μέση τιμή ενεργού δόσης από φυσική ραδιενέργεια που δέχεται ένας άνθρωπος κατά έτος είναι 2,2 mSv.

Ο άνθρωπος είναι συνεχώς εκτεθειμένος σε ακτινοβολία γ από το περιβάλλον. Αυτή ονομάζεται εξωτερική έκθεση. Δεδομένου οτι η ακτινοβολία αυτή προσπίπτει ομοιογενώς σε όλα τα όργανα του σώματος η αντίστοιχη δόση ονομάζεται ολόσωμη δόση.  Για ολόσωμη δόση ο συντελεστής στάθμισης ιστού είναι 1.

Ποιά είναι λοιπόν τα όρια, των  επιπλέον της φυσικής ραδιενέργειας, επιτρεπόμενων ολόσομων δόσεων;

Για εργαζόμενους που εκτίθενται σε ακτινοβολία είναι: 20mSv/year ή 100 mSv για 5 συνεχόμενα έτη.

Για το ευρύ κοινό: 1 mSv/year.

Υπάρχουν και τα επιτρεπόμενο όρια ενεργού δόσης για επιμέρους όργανα.

Τα όρια ενεργού δόσης για συγκεκριμένα όργανα είναι για παράδειγμα:

15 mSv/year για το φακό των ματιών, 50 mSv/year για το δέρμα.

Για τις επιπτώσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας στον άνθρωπο διαβάστε το παρακάτω άρθρο από το physics4u.

Πηγές: http://oldportal.demokritos.gr/parousiaseis/STAMATELATOS_210705.pdf

http://www.cup.gr/Downloads/PDF/RADIOACTIVITY_IV_.pdf

http://www.icru.org/, Φυσική Γενικής Παιδείας Γ' Λυκείου ΟΕΔΒ