VYBRANÉ DOSIMETRICKÉ VELIČINY A VZTAHY MEZI NIMI

Podobné dokumenty
Rozměr a složení atomových jader

Test z radiační ochrany

Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD.

Radiační ochrana pojetí a interpretace veličin a jednotek v souladu s posledními mezinárodními doporučeními

Senzory ionizujícího záření

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 12. Měření ionizujícího záření

JADERNÁ FYZIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

RADIOAKTIVITA A VLIV IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ

Česká republika. Abstrakt

Nebezpečí ionizujícího záření

Interakce záření s hmotou

1. ZDROJE IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ (Václav Hušák) 1.1 Přírodní zdroje ionizujícího záření

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

Nebezpečí ionizujícího záření

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

RADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření)

Letní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace

Radioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití. Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C

Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace:

13. RADIAČNÍ METODY MĚŘENÍ

3. Radioaktivita. Při radioaktivní přeměně se uvolňuje energie. X Y + n částic. Základní hmotnostní podmínka radioaktivity: M(X) > M(Y) + M(ČÁSTIC)

Radioterapie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

pro vybrané pracovníky radioterapeutických pracovišť č. dokumentu: VF A-9132-M0801T3 Jméno Funkce Podpis Datum

DETEKCE IONIZAČNÍHO ZÁŘENÍ

Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace)

Identifikace typu záření

JIHOČESKÁ UNIVERZITA - PEDAGOGICKÁ FAKULTA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

SLOVENSKEJ REPUBLIKY

264/2000 Sb. VYHLÁŠKA. Ministerstva průmyslu a obchodu. ze dne 14. července 2000,

RADIAČNÍ OCHRANA PRO VYBRANÉ PRACOVNÍKY. pro účastníky kurzů SPECIALIZACE: VVZ, VZ, SL

PŘÍRODNÍ RADIOAKTIVITA A STAVEBNICTVÍ

Atomové jádro, elektronový obal

Mezony π, mezony K, mezony η, η, bosony 1

( ) 2 2 MODUL 5. STAVBA ATOMU SHRNUTÍ


9. Jaderná energie. Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta

Základy toxikologie a bezpečnosti práce: část bezpečnost práce

Jaderné bloky v pokročilém vývoji FBR (Fast Breeder Reactor)

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE

HLAVA 3 POUŽÍVÁNÍ NORMALIZOVANÝCH JEDNOTEK

Přírodní (přirozená) radioaktivita je jev, kdy dochází k samovolné přeměně nestabilních jader na jiná jádra. Tento proces se označuje jako

Výukový program. pro vybrané pracovníky radiodiagnostických RTG pracovišť č. dokumentu: VF A-9132-M0801T1

ČSN , doplněno dle ČSN ISO 31-9 a Ing. Oldřich Ott. Přehled témat: detektory záření

ZDROJE IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ A MY

Jaroslav Reichl. Střední průmyslová škola sdělovací techniky Panská 3 Praha 1 Jaroslav Reichl, 2017

Atom jeho složení a struktura Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Detekční trubice typu A ke geigeru ALPHA ix Kat. číslo

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

RADIUM fyzikální vlastnosti a radiobiologické účinky -

ZDROJE IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ A MY

- Uvedeným způsobem získáme obraz na detektoru (v konvenční radiografii na radiografickém filmu).

ÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY ATOMOVÉ JÁDRO

MOŽNOST VELMI RYCHLÉHO SEMIKVANTITATIVNÍHO ODHADU VYSOKÉ KONTAMINACE VODY A ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ALFA-RADIONUKLIDY MĚŘENÍ IN SITU

Stavba atomu: Atomové jádro

Ozařovací svazky dostupné v dozimetrické laboratoři SÚRO. Libor Judas, Jana Dobešová, Anna Michaelidesová, Vladimír Dufek

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Není-li uvedena ZÚ pro NES, pak se nestanovuje předem, ale až na základě vývoje konkrétní NES. ZÚ může být stanoveno několik pro různé zásahy.

Radioaktivita,radioaktivní rozpad

Biofyzikální chemie radiometrické metody. Zita Purkrtová říjen - prosinec 2015

Identifikace typu záření

EKOTOXIKOLOGIE EKO/ETXE. Ionizující záření v Životním prostředí. Petr Hekera Katedra ekologie a ŽP PřF UP Olomouc

Měření absorbce záření gama

Radiologická klinika FN Brno Lékařská fakulta MU Brno 2010/2011

Úvod do moderní fyziky. lekce 4 jaderná fyzika

4 N Vydáno dne: 22. prosince 2004 Aktualizace dne: 21. prosince 2016

ÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY ATOMOVÉ JÁDRO

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

8.1 Elektronový obal atomu

Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou?

ZKUŠEBNICTVÍ A TECHNOLOGIE

Přehled veličin elektrických obvodů

Vybrané technologie povrchových úprav. Základy vakuové techniky Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

NEUTRONOVÁ AKTIVAČNÍ ANALÝZA S MĚŘENÍM ZPOŽDĚNÝCH NEUTRONŮ

Radiační odstraňování vybraných kontaminantů z podzemních a odpadních vod

212 a. 5. Vyzáří-li radioaktivní nuklid aktinia částici α, přemění se na atom: a) radia b) thoria c) francia d) protaktinia e) zůstane aktinium

Přírodní radioaktivita

VÝUKA V OBLASTI NEBEZPEČNÝCH LÁTEK S DŮRAZEM NA HODNOCENÍ RADIOLOGICKÉHO NEBEZPEČÍ. Jozef Sabol, Jana Hudzietzová

Relativistická dynamika

4 N. Nebezpečí ionizujícího záření. Metodický list číslo. Vydáno dne: 22. prosince 2004 Stran: 5. I. Charakteristika

DUM č. 15 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Základy vakuové techniky

OCHRANA PŘI PRÁCI SE ZDROJI

Prvek, nuklid, izotop, izobar, izoton

v materiálech Atomové jádro a polotloušt ku pro γ-záření. Do jednoho grafu pro oba materiály vyneste závislost počtu

CZ.1.07/1.1.30/

Radiační monitorovací síť ČR metody stanovení a vybrané výsledky monitorování

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení

3.6 RADIOAKTIVITA. Základnípojmy RADIOAKTIVNÍZÁŘENÍ. Základní pojmy. Typy radioaktivního záření TYPY ZÁŘENÍ

Bezpečnost a ochrana zdraví při práci se zdroji ionizujícího záření. KFNT 13. dubna 2015 (revidováno 17. dubna 2015)

RADIOAKTIVITA RADIOAKTIVITA

K MOŽNOSTEM STANOVENÍ OLOVA

Záření kolem nás. Jaroslav Šoltés, Milan Štefánik Katedra jaderných reaktorů FJFI ČVUT v Praze

Základy pyrometrie. - pyrometrie = bezkontaktní měření teploty. 0.4 µm µm C C

Polovodičové součástky jako dozimetry ionizujícího záření křemíková dioda.

Domácí úlohy ke kolokviu z předmětu Panorama fyziky II Tomáš Krajča, , Jaro 2008

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Příklady Kosmické záření

Gama spektroskopie. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o.

Transkript:

VYBRANÉ DOSIMETRICKÉ VELIČINY A VZTAHY MEZI NIMI Přehled dosimrických veličin: Daniel KULA (verze 1.0), 1. Aktivita: Definice veličiny: Poč radioaktivních přeměn v radioaktivním materiálu, vztažený na jednotku času. dnsp A = [Bq; --, s ], (1) dt kde dn je poč samovolných přeměn v radioaktivním materiálu, k nimž dojde během sp časového intervalu dt. Jednotka SI: 1 Bq (Becquerel), [1 Bq = 1 s ] 10 10 Starší mimosoustavová jednotka: 1 Ci (Curie), [1Ci = 3,7 10 s = 3,7 10 Bq ] Definice mimosoustavové jednotky: Aktivita jeden Ci je aktivitou jednoho gramu 6 izotopu Ra. 1.1. Měrná aktivita: Definice veličiny: Aktivita vztažená na jednotku hmotnosti radioaktivního materiálu. A a = [ Bq. kg ; Bq,, () m kde A je aktivita zkoumaného vzorku radioaktivního materiálu a m je hmotnost tohoto vzorku. Podobně lze definovat i aktivitu objemovou, plošnou a lineární s příslušnými 3 jednotkami Bq. m, Bq. m, respektive Bq. m. 1 Jednotka SI: 1 Bq/kg [1 Bq. kg = 1 s 10 10 Starší mimosoustavová jednotka: 1 Ci/kg [1 Ci. kg = 3,7 10 s kg = 3,7 10 Bq.. Fluence (tok) částic: Definice veličiny: Poč částic dn, emitovaných v důstedku rozpadu radioaktivního materiálu, které vstoupí do koule o ploše hlavního řezu da, Jednotka SI: 1 / m dn Φ = [ m ; --, m ]. (3) da.1. Hustota toku částic: Definice veličiny: Poč částic dn, emitovaných v důstedku rozpadu radioaktivního materiálu, které vstoupí do koule o ploše hlavního řezu da, za jednotku času dt, Jednotka SI: 1 / m s dn ϕ = [ m s ; --, m, s]. (4) da dt

3 Častěji užívané jednotky: 1 / cm min [1 cm min = 6 10 m s ] 1 / cm 4 s [1 cm s = 10 m s 1 ] 3. Fluence (tok) energie: Definice veličiny: Souč energií (mimo klidových energií) N všech N částic, emitovaných v důstedku rozpadu radioaktivního materiálu, které vstoupí do koule o ploše hlavního řezu da, Jednotka SI: 1 J / m Ψ = N [ ; J, J. m m ]. (5) da 3.1. Hustota toku energie: Definice veličiny: Souč energií (mimo klidových energií) N všech N částic, emitovaných v důstedku rozpadu radioaktivního materiálu, které vstoupí do koule o ploše hlavního řezu da, za jednotku času dt, Jednotka SI: 1 J / m s ψ = N [J. m ; J,, s]. (6) da dt s m 4. Dávka: Definice veličiny: Střední energie sdělená ionizujícím zářením látce v objemovém elementu o hmotnosti D = [Gy ; J,. (7) Jednotka SI: 1 Gy (Gray) [1 Gy = 1 J. Starší jednotka CGS: 1 rad [1 rad = 1 erg. g = 0,01Gy = 0,01 J. 4.1 Dávkový příkon: Definice veličiny: Přírůstek střední energie sdělené ionizujícím zářením látce v objemovém elementu o hmotnosti, za jednotku času dt, Jednotka SI: 1 Gy/s [1. Gy s = 1W. Častěji užívaná jednotka: 1 Gy/h [1 Gy. h = 3600 W. D & = dt [ Gy. s ; J, kg, s]. (8) 1 1 Starší jednotka CGS: 1 rad/h [1 rad. h = 1. h erg g = 0,01Gy. h = 36W. 5. KERMA: Definice veličiny: Souč počátečních kinických energií všech nabitých částic uvolněných nepřímo ionizujícím zářením v látce v objemovém elementu o hmotnosti,

Jednotka SI: 1 J/kg KERMA... Kinic Energy Released in MAterial. K K = [ J. kg ; J,. (9) 6. Expozice: Definice veličiny: Absolutní hodnota celkového náboje všech iontů jednoho znaménka dq, vytvořených ve vzduchu při úplném zabrzdění všech elektronů, které jsou uvolněny z vazeb v objemovém elementu vzduchu o hmotnosti, prostřednictvím interakce s fotony nepřímo ionizujícího záření, dq X = [ C. kg ; C,. (10) Jednotka SI: 1 C/kg 4 Starší jednotka CGS: 1 R (Roentgen) [1 R =,58 10 C. Definice jednotky CGS: Expozice jeden R odpovídá množství náboje jednoho znaménka o velikosti jedné elektrostatické jednotky (0,336 nc), které je vytvořeno v objemu 3 vzduchu 1 cm (m = 0,00193 g), při normálním tlaku a teplotě (p = 101,3 kpa; T = 73,15 K), úplným zabrzděním elektronů uvolněných fotony ionizujícího záření. 6.1 Příkon Expozice: Definice veličiny: Přírůstek expozice za jednotku času dt. dq X & = dt [ A. kg ; C, kg, s]. (11) Jednotka SI: 1 A/kg Starší jednotka CGS: 1 R/h [1 R. h = 3600. Rs = 0,99 A. 7. Dávkový Ekvivalent: Definice veličiny: Ekvivalentní dávka ve sledovaném bodě ve tkáni, redukovaná z hlediska radiační hygieny jakostním faktorem Q, popřípadě dalšími modifikujícími faktory, jejichž součin se označuje N, která vystihuje účinky ionizujícího záření na biologické organismy, Jednotka SI: 1 Sv (Siert) [1 Sv = 1 J. kg Starší jednotka CGS: 1 rem [1 rem = 0,01 Sv = 0,01 H = DQN. (1) ], pro dávku meřenou v Gy. J. kg 7.1 Příkon dávkového ekvivalentu: Definice veličiny: Přírůstek dávkového ekvivalentu za jednotku času dt. ], pro dávku měřenou v rad. H & = DQN & (13) Jednotka SI: 1 Sv/s [1. Sv s = 1W.

Častěji užívaná jednotka: 1 Sv/h [1 Sv. h = 3600 W. Starší jednotka CGS: 1 rem/h [1 rem. h = 0,01 Sv. h ] Součin modifikujících faktorů N=1 pro zdroje ozáření nalézající se vně organismu, pro zdroje uvnitř organismu (radioaktivní materiál v plicích, trávicím traktu,v krním řečišti či deponovaný v kostech) se může od jednotky lišit. Jakostní faktor Q se vztahuje k lineární mikroskopické distribuci absorbované energie ionizujícího záření. Jeho přibližné hodnoty pro různé druhy primárního ionizujícího záření jsou uvedeny v tabulce. Primární záření Q RTG záření (paprsky X) 1 záření Gama 1 záření Ba (elektrony) 1 volné neutrony 10 jednoduše nabité ionty 10 částice Alfa 0 vícenásobně nabité ionty 0 Vztah dávky a expozice: Při splnění poínky rovnováhy nabitých částic platí mezi expozicí a dávkou ve vzduchu následující vztah: Dv = EIv X [ J. kg ; J. C, C., (14) kde střední ionizační energie pro vytvoření páru elektron - kladný iont ve vzduchu E v = 78%. 34,6 + 1%. 31,8 + 1%. 30,1 = 34 ev. Pro expozici a dávku ve vzduchu tedy platí: 1 C. kg = 34 Gy, 1 R = 8,76 mgy = 0,876 rad. Dávka ve tkáni µ = [ J. kg ; --, --, J., (15) D t Dv µ kde µ reprezentuje hmotnostní součinitel absorbce energie ve tkáni, respektive ve vzduchu. V prvním přiblížení lze uvažovat µ > µ, avšak µ µ, tudíž lze pro dávku ve tkáni přibližně uvažovat: 1 R = 10 mgy = 1 rad. Určení aktivity z expozičního příkonu: Aktivitu quasibodového zdroje záření gama, lze určit z expozičního příkonu měřeného ve vzdálenosti r od tohoto zdroje, pomocí ionizační komory či GM počítače, dle následujícího vztahu:

r A = KX& 1 1 [Bq; m,. Bq Am kg,--, A., (16) Γ kde Γ je expoziční konstanta měřeného radionuklidu pro záření gama ( pro 60 Co je 8 1 1 Γ =, 5 10. Bq 15 0 1 1 A m kg, pro I je Γ = 1 10 A. m kg Bq ) a K je opravný koeficient zahrnující absorbci záření ve vzduchu mezi zářičem a dektorem. Pro malé vzdálenosti mezi zdrojem a dektorem lze položit K=1. Měření aktivity bodového zdroje záření: Aktivitu izotropního bodového zdroje záření, u něhož jeden rozpad radioaktivního nuklidu emituje právě jednu částici, lze určit z následujícího vztahu. 4π A = N t [Bq; s, sr] (17) Ω kde N t je poč částic prošlých kruhovým okénkem (clonou) dektoru za jednotku času a prostorový úhel Ω = π 1 1 d 1 + 4 r, (18) kde d je průměr kruhového okénka dektoru (clony) a r je vzdálenost mezi zářičem a okénkem dektoru (clonou). Je-li dektor částic cejchován v jednotkách hustoty toku částicϕ, pak pro kruhovou clonu dektoru platí π d Nt = ϕ Sef = ϕ η [ s ; m s, --, m], (19) 4 kde S je efektivní plocha dektoru, respektive η je faktor ústí dektoru ( η 1). ef V praktických poínkách je třeba vztah (17) násobit opravnými koeficienty respektujícími účinnost dektoru, absorbci záření mezi zdrojem a dektorem, vliv mrtvé doby dektoru, samoabsorbci ve zdroji záření, odraz a rozptyl záření, c. Změna aktivity radioaktivního zdroje v čase Rychlost samovolných přeměn ve vzorku radioaktivního materiálu, tj. rychlost úbytku atomů radioaktivního nuklidu je v každém okamžiku úměrná okamžitému počtu atomů radioaktivního nuklidu ve vzorku. Pro aktivitu vzorku tedy platí A( t) = A(0) e λt [Bq; Bq, s, s], (0) kde A(0) je aktivita na počátku měřeného časového intervalu a přeměnová konstanta ln 0,693 λ = = [ s ; s], (1) T T 60 kde T je poločas rozpadu radionuklidu ve vzorku. Například pro Co T = 5,6 roků, pro pro 90 131 Sr T = 8,1 roků, pro I = 8,05 dne, pro 14 T C T = 5730 roků, pro Rn T = 3,8 dne, pro 41 = 458 roků, pro 35 9 6 Am T U T = 4, 5 10 roků, pro Ra T = 160 roků.