Биологические эффекты радиации

Ядерное излучение, как корпускулярное, так и электромагнитное, оценивается количественно с точки зрения активности и измеряется детекторами излучения. Однако биологические эффекты радиационного воздействия зависят не только от активности, но и от мощности ионизирующего излучения, его проникающей способности, продолжительности и площади облучения. Каждый вид излучения проникает в вещество в разной степени.

Альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, так как они относительно массивны, большинство их останавливается внешним слоем кожи. Однако при попадании в организм они непосредственно контактируют с внутренними тканями и сильно повреждают их. Излучение заряженных частиц, например, альфа-излучение, непосредственно ионизирует биомолекулы внутри клеток, тогда как нейтроны, гамма-лучи и рентгеновские лучи косвенно влияют на клеточные процессы.

Например, гамма-излучение ионизирует воду в живой ткани, образуя гидроксильный радикал, который в дальнейшем ионизирует биомолекулы, тем самым повреждая клетки. Повреждений будет больше, если ионизация происходит многократно на небольшой площади. Энергия, передаваемая излучением материалу, измеряется как поглощенная доза"единицей ее измерения является Грей.

Поглощение одного джоуля энергии на килограмм материала соответствует одному Грею. Более длительное время воздействия приводит к большему поглощению энергии и, соответственно, к более высокой дозе. Одна и та же поглощенная доза разных типов излучения может вызвать разное количество биологических повреждений из-за различий в ионизирующей и проникающей способности.

При рассмотрении биологического повреждения поглощенная доза умножается на весовой коэффициент излучения для определения эквивалентной дозы"Ее единица измерения Зиверт. Ткани тела имеют разную чувствительность к ионизирующему излучению, выраженную в виде весовых коэффициентов ткани. Когда эквивалентная доза больше в одной области, дозы корректируются с помощью весовых коэффициентов ткани суммируются для определения эффективной дозы"для всего тела.

Точное определение эффективной дозы требует выбора соответствующего радиационного детектора, поскольку детекторы различаются по способности измерять дозу или активность, по типам излучения, которое они обнаруживают, и по способности различать эти типы излучений. Счетчик Гейгера-Мюллера широко известное устройство для измерения активности альфа-бета-рентгеновского и гамма-излучения. Его можно изменить, чтобы он реагировал пропорционально энергии излучения, позволяя измерять дозу рентгеновских и гамма-лучей.