विकिरण सुरक्षा। आयनकारी विकिरण की डोसिमेट्री।

प्राथमिक प्रक्रिया जो विकिरणित पदार्थ में भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों के अनुक्रम को आरंभ करती है और जिससे विकिरण प्रभाव उत्पन्न होता है, वह आयनकारी विकिरण ऊर्जा का अवशोषण है।

तदनुसार, सबसे पहले, देखे गए प्रभावों की तुलना अवशोषित ऊर्जा की मात्रा से करना आवश्यक है, जिसे अवशोषित खुराक द्वारा चिह्नित किया जाता है। अवशोषित खुराक (डी) किसी भी विकिरणित पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान में अवशोषित आयनकारी विकिरण की ऊर्जा की मात्रा है:

डी = डीई/डीएम (1)

जहाँ: dE एक प्राथमिक आयतन में स्थित पदार्थ को आयनकारी विकिरण द्वारा स्थानांतरित औसत ऊर्जा है, dm इस आयतन में पदार्थ का द्रव्यमान है।

किसी भी दिए गए आयतन पर ऊर्जा का औसत निकाला जा सकता है, जिस स्थिति में औसत खुराक उस आयतन में स्थानांतरित कुल ऊर्जा के बराबर होती है जिसे उस आयतन के द्रव्यमान से विभाजित किया जाता है। SI इकाइयों में, अवशोषित खुराक को जूल प्रति किलोग्राम (J/kg) में मापा जाता है और इसका एक विशेष नाम है, ग्रे (Gy) ।

1 गीगा = 1 जूल/किग्रा

गैर-प्रणालीगत इकाई रेड का प्रयोग अभी भी किया जाता है। अंग्रेजी प्रतिलेखन में इसे रेड (रेडिएशन सोख ली गई खुराक) कहते हैं।

1 रेड = 0.01 Gy

विभिन्न प्रकार के आयनकारी विकिरणों के समान अवशोषित खुराक के साथ अलग-अलग जैविक प्रभाव होते हैं। विभिन्न प्रकार के विकिरणों के प्रभाव में दीर्घकालिक विकिरण की स्थितियों में मानव स्वास्थ्य को होने वाले संभावित नुकसान का आकलन करने के लिए, समतुल्य खुराक की अवधारणा पेश की गई थी।

समतुल्य खुराक (HT,R) किसी अंग या ऊतक में अवशोषित खुराक को किसी दिए गए प्रकार के विकिरण के लिए उपयुक्त भार कारक, WR से गुणा किया जाता है:

एचटी,आर = डब्ल्यूआर*डीटी,आर (2)

जहाँ: DT,R एक अंग या ऊतक T में अवशोषित औसत खुराक है , WR विकिरण R के लिए भार कारक है। समतुल्य खुराक की इकाई सीवर्ट ( Sv) [गैर-प्रणालीगत इकाई rem (रोएंटजन का जैविक समतुल्य) , अंग्रेजी प्रतिलेखन rem (मनुष्य में रोएंटजन समतुल्य) है

1 रेम = 0.01 एसवी

समतुल्य खुराक (WR) की गणना में अलग-अलग प्रकार के विकिरण के लिए भार कारक जैविक प्रभावों को प्रेरित करने में विभिन्न प्रकार के विकिरण की सापेक्ष प्रभावशीलता को ध्यान में रखते हैं। पहले, उन्हें गुणवत्ता कारक भी कहा जाता था। तालिका 1 विभिन्न प्रकार के विकिरण के लिए भार कारक दिखाती है।

संपूर्ण मानव शरीर और उसके व्यक्तिगत अंगों और ऊतकों के विकिरण के दूरगामी परिणामों की घटना के जोखिम का आकलन करने के लिए, उनकी रेडियो संवेदनशीलता को ध्यान में रखते हुए, एक प्रभावी खुराक का उपयोग किया जाता है। प्रभावी खुराक (ई) संबंधित भार कारकों द्वारा अंगों और ऊतकों में समतुल्य खुराक के उत्पादों का योग है:

ई=ΣT(WT*HT,आर) (3)

एचटी,आर - अंग या ऊतक टी में समतुल्य खुराक, डब्ल्यूटी - अंग या ऊतक टी के लिए भार कारक। प्रभावी खुराक की इकाई - सीवर्ट (एसवी) ।

वर्तमान में, रेडियोजेनिक जोखिम का आकलन करने के लिए समतुल्य खुराक का उपयोग किया जाता है, तथा विकिरण सुरक्षा सुनिश्चित करते समय विकिरण को विनियमित करने के लिए प्रभावी खुराक का उपयोग किया जाता है।

विभिन्न प्रकार के विकिरणों के लिए भार कारक (WR)। तालिका 1

प्रभावी खुराक की गणना में ऊतकों और अंगों के लिए भार कारक (WT)। तालिका 2

केरमा (पदार्थ में मुक्त गतिज ऊर्जा) का उपयोग पदार्थ के साथ अप्रत्यक्ष रूप से आयनकारी विकिरण (γ-क्वांटा, न्यूट्रॉन) की परस्पर क्रिया के मात्रात्मक माप के रूप में किया जाता है।

के = डीई/डीएम (4)

dE एक प्राथमिक आयतन में छोड़े गए आवेशित कणों की कुल गतिज ऊर्जा है; dm इस आयतन का द्रव्यमान है। इकाई ग्रे (Gy) है। कम ऊर्जा वाले γ-क्वांटा (E<10 MeV) के लिए, केरमा लगभग अवशोषित खुराक के बराबर होता है; हालाँकि, उच्च ऊर्जा वाले फोटॉनों के लिए, केरमा और अवशोषित खुराक में अंतर होने लगता है। यह इस तथ्य के कारण है कि द्वितीयक उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन अवशोषित आयतन को छोड़ सकते हैं, और उनमें से कुछ ब्रेम्सट्राहलंग के माध्यम से कुछ ऊर्जा भी खो सकते हैं। इस ऊर्जा को केरमा में ध्यान में रखा जाता है और अवशोषित खुराक में ध्यान में नहीं रखा जाता है।

एक्सपोज़र डोज़ का उपयोग आमतौर पर एक्स-रे और γ-रेडिएशन की मात्रात्मक विशेषता के रूप में भी किया जाता है। एक्सपोज़र डोज़ की गणना पदार्थ के द्रव्यमान (dm) में बनने वाले द्वितीयक कणों (dQ) के आवेश के रूप में की जाती है, जिसमें सभी आवेशित कणों की पूरी तरह से कमी होती है:

एक्स=डीक्यू/डीएम (5)

एसआई प्रणाली में एक्सपोजर खुराक की इकाई कूलम्ब/किग्रा [सी/किग्रा] है। एक्सपोजर खुराक की सबसे अच्छी ज्ञात गैर-एसआई इकाई रोएंटजन (आर) है। रोएंटजन एक्स-रे और γ-रेडिएशन की एक एक्सपोजर खुराक है जो 0°C के तापमान और 760 mm Hg के दबाव पर 1 cm3 हवा में बिजली की एक इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाई में समान चिह्न के आयनों का कुल चार्ज बनाती है। 1 R की एक एक्सपोजर खुराक 2.08*109 आयन जोड़े के अनुरूप है। एक्सपोजर खुराक की इकाइयों के बीच संबंध इस प्रकार है: 1R=2.58*10-4 C/kg या 1 C/kg=3.88*103 R.

तालिका में विकिरण सुरक्षा के क्षेत्र में प्रचलन से हटाई गई एसआई इकाइयों और गैर-प्रणालीगत इकाइयों के बीच संबंधों को दर्शाया गया है।