Дозиметрија: Разлика помеѓу преработките

[непроверена преработка]

Избришана содржина Додадена содржина

Во редови

Преработка од 01:58, 22 декември 2015

Додека Дозиметрија во неговата оригинална смисла е мерењето на дозата апсорбирана од јонизирачкото зрачење, терминот е повеќе познат како научна под-специјалност во полињата на здравствената физика и медицинската физика, каде дозиметрија претставува пресметка и проценка на дозата на зрачењето добиена од човековото тело.

Внатрешната дозиметрија, која се должи на ингестија и инхалација на радиоактивни материјали, се потпира на неколку физиолошки техники и техники на снимање. Надворешната дозиметрија, која се должи на зрачење од надворешни извори, е базирана на пресметки со дозиметар, или изведена од други инструменти со радиолошка заштита.

Дозиметријата се употребува за заштита од радијација и е рутински применета од професионални работници со радијација, каде зрачењето се очекува, но регулаторните нивоа не треба да бидат надминати. Исто така се употребува и каде што радијацијата не се очекува, како и кај последицата во Островот Три Милји, Чернобил или Фукушима од инцидентите на ослободување на радиација, каде што јавното зрачење е измерено и пресметано од разни индикатори како на пример амбиенталните мерења на зрачењето и радиоактивна контаминација.

Другаи значајни области се медицинската дозиметрија, каде што секоја доза од третманската апсорпција и секоја доза на колатерална апсорпција се набљудува, и дозимертија на животната средина, како радонското набљудување во градбите.

Мерење на дозата на радијација

Надворешна доза

Има неколку начини да се измери апсорбираната доза од јонизирачото зрачење. Луѓе со професионален контакт со радиоактивните супстанци или кои што можат да бидат изложени на радијација, рутински користат персонални дозиметари. Тие се специјално дизајнирани да снимаат и да ги индицираат апсорбираните дози кои се примени. Традиционално тоа биле беџови кои што користат фотографски филм, кои хемиски ќе се разложат за да ја покажат дозата што ја примиле. Филмските беџови се денес заменети со други уреди како TLD беџот кој користи Термолуминисцентна дозиметрија или оптичко стимулирана луминисценција (OSL) беџови.

Неколку електронски уреди познати како Електронски Персонални Дозиметри (EPDs) дојдоа во општа употреба поради користењето на детекција на полупроводници и процесорска технологија која може да се програмира. Овие се носат како беџови, но се способни брзо да индицираат на стапката на дозата и да дадат визелен и звучен аларм ако стапката на дозата е надмината. Добар дел од информациите се веднаш достапни до носителите на снимените дози и ја покажуваат тековната брзина на дозата преку екранот. Тие може да се користат како главни самостојни дозиметри, или како додатокци на пример на TLD значката. Овие уреди се особено корисни за следење на реалното време на дозата каде што се очекува висока брзина на дозата која ќе ја лимитира изложеноста на носителот.

Во ICRP се наведува дека ако личниот дозиметар се носи во позиција на тело кон неговата изложеност, претпоставувајќи изложување на целото тело, вредноста на амбиенталниот дозен еквивалент Н (10) е доволен за да се обезбеди ефективна вредност на дозата погодни за радиолошка заштита.^[1]

Во одредени околности, дозата може да се изведе од исчитувањата добиени со фиксна инструментација во областа во која лицето работи. Ова најчесто би се користело само ако на него не му е издадена персонална дозиметрија, или доколку личниот дозиметар е оштетен или изгубен. Ваквите пресметки би имале песимистички поглед за веројатното примената доза.

Внатрешна доза

Внатрешната дозиметрија се користи за да се измери дозата добиена при примањето на радионуклеиди во човечкото тело.

Медицинска дозиметрија

Медицинска дозиметрија е пресметката на апсорбираната доза и оптимизација на дозата во радиотерапијата. Често се изведува од страна на професионален Медицински дозиметрист со специјализирана обука во оваа област. Со цел да се планира доставата во терапијата со зрачење, зрачењата произведени од страна на изворите обично се карактеризираат со процентна длабочина на дозата и профилот на дозата, и се мери од страна на Медицински физичари. Во терапијата со зрачење, три-димензионални дистрибуции на дозата често се оценуваат со користење на техника на дозиметријата позната како гел дозиметрија.^[2]

Дозиметрија на животната средина

Дозиметријата на животната средина се користи таму каде што е веројатно дека ќе се генерира значителна доза на зрачење. Еден пример за ова е радон следењето. Радонот е радиоактивен гас, генериран од распаѓање на ураниумот, кој е присутен во различни количини во земјината кора. Одредени географски области, поради основната геологија, постојано генерираат радон кој се шири по неговиот пат кон површината на земјата. Во некои случаи, дозата може да биде значајна во зградите каде што како гас може да се акумулира. Се користат голем број на специјализирани техники на оваа дозиметрија за да се оцени дозата што станарите на зградата може да добијат.

Мерења на дозата

За да се овозможи разгледување на стохастичкиот ризик за здравјето, се вршат пресметки за да се конвертира физичката големина на апсорбираната доза во еквивалентни и ефективни дози, чии детали зависат од типот на зрачење и биолошкиот контекст. За апликации во радиациска заштита и проценка, дозиметријата на Меѓународниот комитет за заштита од радијација (ICRP) и Меѓународна комисија за радијациона единици и мерења (ICRU) ги објавија препораките и податоците што се користат да се пресметаат дозите.

Постојат неколку различни пресметки на радиациската доза, вклучувајќи ја абсорбитаната доза (D) измерена во грејови (Gy), доза на еквиваленти (H) измерена во сиеверти (Sv), ефективна доза (E) (исто така измерена во сиеверти) и керма (K) измерена во грејови, заедно со продуктот во средината на дозата (DAP) и продуктот на должината на дозата (DLP). Секое мерење е најчесто едноставно кажано како ‘доза’, кое што може да доведе до збунување. Не-SI единиците сеуште се користат, особено во САД, каде што дозата е претставена во радијани и еквивалентот на дозата во ремови. По дефиниција, 1 Gy = 100 rad и 1 Sv = 100 rem.

Природното количество е апсорбираната доза (D), која што е дефинирана како основната енергија која доведена од [јонизирачката радијација] (dE) при единица маса (dm) на материјал (D = dE/dm)^[3] SI единицата за апсорбираната доза е греј (Gy) дефинирана како џул врз килограм. Апсорбираната доза, како мерење во точка, е соодветно за да се опишат изложеностите на локалните (т.е. одделните органи) како што е дозата на тумор во радиотерапијата.Може да се користи за да се процени стохастичкиот ризик, предвидениот износо и видот на ткивото кое е вклучено. Локалните дијагностички дози се обично во опсег од 0-50 mGy. Со доза од 1 милигреј (mGy) на фотонско зрачење, секоја клетка во јадрото е помината во просек од 1 ослободен електронски пат.^[4]

Еквивалентна доза

Апсорбираната доза потребна за производство на одреден биолошки ефект варира помеѓу различни видови на радијација, како фотони, неутрони или алфа честички. Ова е земено во предвид од страна на еквивалентната доза (H), која е дефинирана како средна доза на органот T со зрачење тип R ( d _{T, Р}), помножено со фактор на пондерирање W _R. Ова е со цел да се земе во предвид биолошката ефикасност (RBE) од типот на зрачењето, ^[3] На пример, за истата апсорбирана доза во Gy, алфа честичките се 20 пати побиолошки потентни како рендгенските и гама-зраците. Мерката на 'дозен еквивалент' не е органот во просек и да се користи само за "оперативни количини". Еквивалентна доза е наменета за проценка на ризиците од зрачењето при стохастичките изложености. Стохастички ефектот е дефиниран за проценка на дозата на зрачењето како веројатност на индукција на ракот и генетските оштетувања. ^[5]

Како што дозата е во просек во целиот орган; еквивалентна доза ретко е подобна за испитување на акутните зрачења или на дозата на тумор кај радиотерапија. Во случај на проценка на стохастичките ефекти, претпоставувајќи го одговорот на линеарната доза, овој просек, надвор не би требало да направи разлика иако тоталната енергија останува непроменета.

Фактори за радијациско пондерирање W_R (како што порано се нарекувало Q фактор)
употребен за да се претстави релативната биолошка ефикасност
според ICRP извештај 103^[6]
Зрачење	Енергија	W_R (поранешно Q)
рендгенски зраци, гама-зраци, бета-зраци, миони		1
неутрони	< 1 MeV	2.5 + 18.2·e^-[ln(E)]²/6
	1 MeV - 50 MeV	5.0 + 17.0·e^{-[ln(2·E)]²/6}
	> 50 MeV	2.5 + 3.25·e^{-[ln(0.04·E)]²/6}
протони, наелектризирани пиони		2
алфа-зраци, производи на нуклеарен распад, тешки јадра		20

Ефективна доза

Ефективната доза е централното количество на доза за радиолошка заштита и се користи за одредување на лимитите на изложеноста, за да се осигура дека појавата на стохастички здравствени ефекти е под ниво и да се избегнат реакциите на ткивото.^[7]

Тешко е да се спореди стохастичкиот ризик од локализираната изложеност на различни делови од телото (на пример, на градите со Х-зраци во однос на КТ скен на главата), или да се споредат експозициите од истиот дел од телото, но со различни шеми на изложеност (на пример, срцев КТ скен со срцево скенирање во нуклеарната медицина). Еден начин да се избегне овој проблем е да се едностави просекот од локализирана доза по текот на целото тело. Проблемот со овој пристап е дека на стохастичкиот ризикот од индукција ма рак се разликува од едно до друго ткиво.

Ефективната доза Е , е дизајнирана за да смета на оваа варијанта, со примена на специфични фактори на тежина за секое ткиво (W_T). Ефективната доза обезбедува еквивалент со целата доза тело кое дава ист ризик како локализираните изложеност. Таа се дефинира како збир на еквивалентни дози на секој орган H_T), секоја помножена со својата соодветните фактор на пондерирано ткиво (W_T).

Факторите на пондерирање се пресметуваат од страна на Меѓународната комисија за радиолошка заштита (ICRP), врз основа на ризикот од индукција на рак за секој орган и прилагоденоста за смртноста, квалитетот на животот и годините од животот кои се изгубени. Органите кои се оддалечени од местото на зрачење ќе добијат малку еквивалентна доза (главно поради расипување) и затоа малку придонесуваат за ефективна доза, дури и ако коефициентот на факторот за тој орган е висок.

Ефективна доза се користи за проценка на стохастичките ризици за "референтното" лице, што е во просек од населението. Не е погодно да се проценува стохастичкиот ризик на индивидуални медицински изложености, и не се користи за да се процени ефектот на акутното зрачење.

Фактори на пондерирање за различни органи^[8]
Органи	Фактори на пондерирање на ткиво
Органи	ICRP30(I36) 1979	ICRP60(I3) 1991	ICRP103(I6) 2008
Гонади	0.25	0.20	0.08
Црвена коскена срцевина	0.12	0.12	0.12
Колон	-	0.12	0.12
Бели дробови	0.12	0.12	0.12
Желудник	-	0.12	0.12
Гради	0.15	0.05	0.12
Мочен меур	-	0.05	0.04
Џигер	-	0.05	0.04
Хранопровод	-	0.05	0.04
Тироидна жлезда	0.03	0.05	0.04
Кожа	-	0.01	0.01
Коскена површина	0.03	0.01	0.01
Плункови жлезди	-	-	0.01
Мозок	-	-	0.01
Остаток од телото	0.30	0.05	0.12

Доза наспроти извор или сила на полето

Дозата на зрачење се однесува на износот на енергија депонирана, со прашањето и / или биолошките ефекти на радијацијата, и не треба да се меша со единицата на радиоактивната активност (Бекерел, Bq) на изворот на зрачење, или силата на полето на зрачење (Флуенс). На написот на Сиверт е даден преглед на видовите дози и како тие се пресметуваат. Изложеноста на извор на зрачење ќе даде доза која е зависна од многу фактори, како што се на дејност, времетраење на изложеноста, енергијата на зрачење, растојанието од изворот и износот на заштитата.

Позадинско зрачење

Просекот во светот за позадинската доза за едно човечко битие е околу 3,5 mSv годишно [1], пред се од космичкото зрачење и природните изотопи на земјата. Најголемиот единствен извор на зрачење за пошироката јавност во природата е радонот како гас, кој се состои од околу 55% од годишната позадинска доза. Се проценува дека радонот е одговорен за 10% од рак на белите дробови во САД.

Стандарди за калибрација на мерни инструменти

Бидејќи човечкото тело има околу 70% вода и вкупната густина е блиску до 1 g / cm ³, мерењето на дозата обично се пресметува и калибрира како доза на водата.

Националните лабораториски стандарди, како што се NPL обезбедија фактори на калибрација за јонизација на комори и други мерни уреди за конвертирање на отчитувањето на инструментот на апсорбираната доза. Стандардните лаборатории работат со Примарен стандард, што е нормално да се калибрира со апсолутна калориметрија, затоплување на супстанции, кога тие ја апсорбираат енергијата. Корисникот ги праќа своите второстепени Стандарди до лабораторија, каде што е изложен на познатата количина на зрачење (изведени од Примарниот стандард) и факторот е издаден за да конвертира читање на инструментот за таа доза. Корисникот може потоа да го користи ниговиот второстепен Стандард за да се изведат фактори на калибрација за други инструменти што се користат, кои потоа стануваат терцијарно стандардни, или поле на инструменти.

На NPL во Велика Британија работи графит-калориметар за апсолутна фотон-дозиметрија. Графитот се користи наместо вода бидејќи нејзиниот специфичен топлински капацитет е една шестина од тој на водата, а со тоа зголемувањето на температурата во графитот е 6 пати повеќе од износот во вода и мерењата се поточни. Постојат значајни проблеми во изолираниот графит од лабораторија со цел да се измерат мали температурни промени. Смртоносна доза на зрачење на човечко е околу 10-20 Gy. Ова е 10-20 џули по килограм. А 1 & nbsp; м ^{3 </ sup> парче графит со тежина 2 & nbsp; грама би апсорбирало околу 20-40 mJ. Со специфичен топлински капацитет од околу 700 J · Kg ^{-1 </ sup> · К ^{-1 </ sup>, ова е еднакво на порастот на температурита за само 20 mK.}}}

Дозиметријата во радиотерапијата (линеарен акцелератор на честички во надворешната терапија со зрак) рутински се калибрира со користење на јонизациска комора ^[9] или технологија на диоди или гел дозиметри.^[10]

Количини поврзани со зрачење

Следната табела покажува количини на зрачење на SI и не-SI единици.

Количина	Име	Симбол	Единица	Година	Систем
Изложеност (X)	рендген	R	esu / 0.001293 g воздух	1928	не-SI
Апсорбирана доза (D)			erg·g⁻¹	1950	не-SI
	rad	rad	100 erg·g⁻¹	1953	не-SI
	греј	Gy	J·kg⁻¹	1974	SI
Активност (A)	кири	c	3.7 × 10¹⁰ s⁻¹	1953	не-SI
Активност (A)	бекерел	Bq	s⁻¹	1974	SI
Еквивалентна доза (H)	рендгенски еквивалент	rem	100 erg·g⁻¹	1971	не-SI
Еквивалентна доза (H)	сиверт	Sv	J·kg⁻¹	1977	SI
Флуенца (Φ)	(реципрочна област)		cm⁻² или m⁻²	1962	SI (m⁻²)

Иако Комисијата на САД за нуклеарна регулатива дозволува употреба на единиците Кири, Радијани и РЕМ заедно со SI единици,^[11] Европската единица кажа дека е потребно нивната употреба за "јавното здравје ... и цели" да се исфрли од 31 декември 1985 година.^[12]

Мониторинг озрачување

Евиденцијата на резултатите од дозиметрија обично се чуваат определен период, во зависност од законските барања на нацијата во која тие се користат.

следење на медицинската изложеносте практика на собирање на информации на дозата од радиологиската опрема и користење на податоците за да помогнат да се идентификуваат можностите за да се намалат непотребните дози во медицински ситуации.

References

↑ ICRP pub 103 para 138
↑ C Baldock, Y De Deene, S Doran, G Ibbott, A Jirasek, M Lepage, KB McAuley, M Oldham, LJ Schreiner 2010. Polymer gel dosimetry. Physics in Medicine and Biology 55 (5) R1
↑ ^3,0 ^3,1 International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU).Options for Characterizing Energy Deposition. Journal of the ICRU Vol 11 No 2 (2011) Report 86
↑ Feinendegen LE. The cell dose concept; potential application in radiation protection. 1990 Phys. Med. Biol. 35 597
↑ Во ICRP се вели "со мала доза, под околу 100 mSv, научно е веродостојно да се претпостави дека инциденцата на рак или наследни ефекти ќе се зголеми во директен сооднос со зголемување на еквивалентна доза во релевантните органи и ткива "објавувено во ICRP 103 став 64
↑ „The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection“. Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Посетено на 17 May 2012.
↑ ICRP publication 103, paragraph 112
↑ UNSCEAR-2008 Annex A page 40, table A1, retrieved 2011-7-20
↑ Hill R, Mo Z, Haque M, Baldock C, 2009. An evaluation of ionization chambers for the relative dosimetry of kilovoltage x-ray beams. Medical Physics. 36 3971-3981.
↑ Baldock C, De Deene Y, Doran S, Ibbott G, Jirasek A, Lepage M, McAuley KB, Oldham M, Schreiner LJ, 2010. Polymer gel dosimetry. Phys. Med. Biol. 55 R1–R63.
↑ 10 CFR 20.1004. US Nuclear Regulatory Commission. 2009.
↑ The Council of the European Communities (1979-12-21). „Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC“. Посетено на 19 May 2012.

External links

Eurados - The European radiation dosimetry group
Nucleonica Wiki on Dosimetry & Shielding
Nucleonica website
The Karlsruhe Nuclide Chart
[2] - "The confusing world of radiation dosimetry" - M.A. Boyd, U.S. Environmental Protection Agency. An account of chronological differences between USA and ICRP dosimetry systems.
Tim Stephens and Keith Pantridge, 'Dosimetry, Personal Monitoring Film' (a short article on Dosimetry from the point of view of its relation to photography, in Philosophy of Photography, volume 2, number 2, 2011, pp. 153–158.)

[1] ICRP pub 103 para 138

[2] C Baldock, Y De Deene, S Doran, G Ibbott, A Jirasek, M Lepage, KB McAuley, M Oldham, LJ Schreiner 2010. Polymer gel dosimetry. Physics in Medicine and Biology 55 (5) R1

[Measurements_2011-3] 3,0 ^3,1 International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU).Options for Characterizing Energy Deposition. Journal of the ICRU Vol 11 No 2 (2011) Report 86

[4] Feinendegen LE. The cell dose concept; potential application in radiation protection. 1990 Phys. Med. Biol. 35 597

[5] Во ICRP се вели "со мала доза, под околу 100 mSv, научно е веродостојно да се претпостави дека инциденцата на рак или наследни ефекти ќе се зголеми во директен сооднос со зголемување на еквивалентна доза во релевантните органи и ткива "објавувено во ICRP 103 став 64

[ICRP103-6] „The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection“. Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Посетено на 17 May 2012.

[7] ICRP publication 103, paragraph 112

[8] UNSCEAR-2008 Annex A page 40, table A1, retrieved 2011-7-20

[9] Hill R, Mo Z, Haque M, Baldock C, 2009. An evaluation of ionization chambers for the relative dosimetry of kilovoltage x-ray beams. Medical Physics. 36 3971-3981.

[10] Baldock C, De Deene Y, Doran S, Ibbott G, Jirasek A, Lepage M, McAuley KB, Oldham M, Schreiner LJ, 2010. Polymer gel dosimetry. Phys. Med. Biol. 55 R1–R63.

[11] 10 CFR 20.1004. US Nuclear Regulatory Commission. 2009.

[12] The Council of the European Communities (1979-12-21). „Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC“. Посетено на 19 May 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

@@ Ред 125: / Ред 125: @@
 ===Стандарди за калибрација на мерни инструменти===
-Бидејќи човечкото тело има околу 70% вода и вкупната густина е блиску до 1 g / cm <sup> 3 </ sup>, мерењето на дозата обично се пресметува и калибрира како доза на водата.
+Бидејќи човечкото тело има околу 70% вода и вкупната густина е блиску до 1 g / cm <sup> 3 </sup>, мерењето на дозата обично се пресметува и калибрира како доза на водата.
 Националните лабораториски стандарди, како што се [[Националната физичка лабораторија, Велика Британија | NPL]] обезбедија фактори на калибрација за јонизација на комори и други мерни уреди за конвертирање на отчитувањето на инструментот на апсорбираната доза. Стандардните лаборатории работат со Примарен стандард, што е нормално да се калибрира со апсолутна [[калориметрија]], затоплување на супстанции, кога тие ја апсорбираат енергијата. Корисникот ги праќа своите второстепени Стандарди до лабораторија, каде што е изложен на познатата количина на зрачење (изведени од Примарниот стандард) и факторот е издаден за да конвертира читање на инструментот за таа доза. Корисникот може потоа да го користи ниговиот второстепен Стандард за да се изведат фактори на калибрација за други инструменти што се користат, кои потоа стануваат терцијарно стандардни, или поле на инструменти.