Дозиметрія

ДОЗИМЕ́ТРІЯ (від грец. δόσις — давання, частина, порція і …метрія) — розділ прикладної ядерної фізики, що вивчає фізичні процеси, які характеризують дію іонізуючих випромінювань (ІВ) на речовину або біологічні об’єкти, та розробляє методи визначення доз. Знаходить практичне застосування у матеріалознавстві, біології, аналізі ризиків та нормуванні шкідл. впливів (радіац. гігієна). Дозу ІВ використовують для оцінки впливу ІВ, інтерпретації результатів дослідж. «доза–ефект» та оцінки ризику виникнення віддалених ефектів радіації, нормування безпеч. рівнів опромінення. За класифікацією Міжнар. комісії з радіац. одиниць і вимірювань розрізняють дозиметр. величини фіз. (ті, що можна виміряти фіз. методами), величини для радіац. захисту (за якими здійснюють нормування безпеч. рівнів дії ІВ) та робочі, або операц. (які можна вимірювати з метою наближення величин для захисту). До фіз. величин належать поглинена доза (питома енергія випромінювання, поглинена одиницею маси речовини), керма (сумарна кінетична енергія усіх вторин. частинок, що утворилися у речовині завдяки дії ІВ) та флюенс (щільність потоку) частинок. Одиницею поглиненої дози та керми є грей (1 Гр = 1 Дж/кг). Величинами для радіац. захисту є еквівалентна доза (враховує різну біол. ефективність різних видів випромінювання і дорівнює добутку поглиненої дози у біол. тканині на відповід. радіац. ваговий фактор w_R) та ефективна доза (враховує різну чутливість окремих тканин і органів та складає зважену суму еквівалент. доз у окремих органах, помножених на відповідні тканинні вагові фактори w_T); одиницею дозового еквівалента й ефектив. дози є зіверт (Зв). У одиницях величин для радіац. захисту встановлено ліміти опромінення всього тіла (ліміт ефектив. дози) та окремих органів — кришталика ока, шкіри, кистей і стоп (ліміти еквівалент. дози). Операц. величини використовують для наближ. оцінки індивід. доз (індивід. дозовий еквівалент Нр(d) на заданій глибині d) та оцінки радіац. полів на робочих місцях (направлена еквівалентна доза H′(0,07,Ω) та амбієнтна еквівалентна доза H*(10) на глиб. 10 мм). Поруч із сучас. дозиметр. величинами подекуди використовують застарілі величини й одиниці, серед яких — величина експозиц. дози (вимірюється у рентґенах Р та характеризує іонізацію у сухому повітрі) й одиниці поглиненої дози рад (1 рад = 0,01 Гр), еквівалент. дози (біол. еквівалент рентґена 1 бер = 0,01 Зв). Сучасні величини дозового еквівалента й ефектив. дози відрізняються від величин-попередників (еквівалент. дози та ефектив. еквівалент. дози) значеннями вагових факторів w_R та w_T, а також набором органів і тканин, що враховуються при визначенні ефектив. дози. Розрізняють Д. зовн. та внутр. опромінення (залежно від розташування джерела випромінювання), ретроспективну, поточну (включно з дозиметр. контролем професій. опромінення) і прогнозну (залежно від часу, коли відбувається опромінення), клінічну та професій. опромінення (залежно від контингенту й обставин опромінення), індивід. й колективну або середньогрупову (залежно від потреб у визначенні доз), Д. гамма-, бета- і нейтрон. випромінювання (залежно від виду випромінювання). До арсеналу дозиметр. методів належать ядерно-фіз. (вимірювання випромінювань), радіохім., розрахункові (за допомогою радіоекол. і біофіз. моделей, визначення переносу випромінювання методом Монте-Карло), біол. (біол. Д.) тощо. В останні роки особливої актуальності набули проблеми Д. потенцій. опромінення (дози майбут. поколінь, спричинені сучас. похованнями радіоактив. відходів), ретроспективної (оцінка доз у випадках, коли саме опромінення відбувалося без дозиметр. контролю, напр., під час радіац. аварії чи терорист. атак), визначення доз на біоту (біол. елементи екосистем).

Потреба у точному визначенні доз ІВ виникла у зв’язку з відкриттям рентґенів. променів (1895) та радіоактивності (1896) і була зумовлена тим, що у перших дослідників радіоактивності й пацієнтів, які отримали рентґенів. процедури, виявлено радіац. ураження. Перші спроби визначення доз опромінення за допомогою рентґенів. плівки здійснив 1902 англ. учений В. Роллінз. 1921–22 незалежно у Великій Британії та США створ. комісії для визначення безпеч. рівнів опромінення при роботі з джерелами ІВ, а 1928 на 2-му Міжнар. радіол. конгресі у Стокгольмі створ. Міжнар. комісію з захисту від рентґенів. випромінювання та радію (від 1950 — Міжнар. комісія з радіол. захисту, МКРЗ). Окрім розробки методів визначення доз, Комісія встановлювала допустимі ліміти доз, поступово знижуючи їх від бл. 1,5 мЗв на добу (1931) до 20 мЗв на рік (1990). Знач. розвитку Д. набула із розгортанням від серед. 1940-х рр. програм зі створення ядер. зброї, коли до контакту із джерелами ІВ були залучені багатотисячні колективи у США, СРСР, Великій Британії, Франції та ін. країнах. Система радіац. захисту і методи визначення доз набули заг.-світ. характеру. Проблемами Д. у міжнар. масштабі нині опікуються 2-й комітет МКРЗ та Міжнар. комісія з радіац. одиниць і вимірювань (МКРО), також увагу приділяють МАГАТЕ, Міжнар. організація стандартів та ін.

В Україні перші дослідж. у галузі радіац. гігієни розпочато на поч. 1960-х рр. з ініціативи Д. Калюжного в НДІ заг. і комунал. гігієни (нині Інститут гігієни та мед. екології АМНУ), де була створ. лаб. радіац. гігієни під керівництвом І. Мухіна. Окремі аспекти Д. вивчали також радіол. підрозділи обл. СЕС МОЗ УРСР та Центру екол. проблем ядер. енергетики Інституту ядер. дослідж. АН УРСР (Київ), діяли дозиметр. лаб. на АЕС. Проте до 1986 в Україні не існувало повного комплексу дозиметр. дослідж., які б охоплювали усі аспекти цієї науки, в СРСР осн. кадровий і тех. потенціал та наук. школи у галузі Д. були зосереджені на теренах РФ, зокрема в Інституті біофізики МОЗ СРСР (Москва), Ленінгр. інституті радіац. гігієни (нині С.-Петербург) та окремих підрозділах при об’єктах ядер. комплексу СРСР. Отож, на початковому після аварії на ЧАЕС етапі осн. роботи з дозиметр. супроводу та радіац. захисту насел. здійснювали фахівці рос. н.-д. установ. Ситуація змінилася наприкінці 1986, коли у Києві був засн. Всесоюз. наук. центр радіац. медицини АМН СРСР (нині Наук. центр радіац. медицини АМНУ), до структури якого включено відділ Д. та радіац. гігієни під керівництвом І. Ліхтарьова, котрий створив однойм. наук. школу (серед вихованців — В. Чумак, О. Бондаренко, Л. Ковган); від перших років існування у Центрі працювали також І. Лось, В. Рєпін, В. Корзун, О. Перевозников. У стислий термін укр. наук. школа отримала всесвітнє визнання, зокрема у таких галузях як ретроспективна Д. (В. Чумак, С. Шолом, М. Пілінська), Д. внутр. опромінення (В. Берковський), прогноз доз (І. Ліхтарьов, Л. Ковган). Наукові праці укр. дозиметристів публікують у провід. міжнар. профільних журналах («Health Physics», «Radiation Research», «Radiation Protection Dosimetry», «Radiation Measurements»), результати дослідж. використовують Наук. комітет з дії атом. радіації ООН, МАГАТЕ, ВООЗ, крім того, укр. експертів залучають до роботи у даних організаціях, у МКРЗ (чл. її 2-го комітету кілька каденцій був І. Ліхтарьов, нині — В. Берковський) та МКРО. Серед вагомих досягнень укр. вчених у галузі Д. — розробки у напрямі ретроспективної Д. та реконструкції доз, зокрема відновлення індивід. доз суб’єктів масштаб. епідеміол. дослідж. (спільні укр.-амер. дослідж. виникнення лейкемії та катаракти в учасників ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС, дослідж. раку щитоподіб. залози), проведення заг.-укр. дозиметр. паспортизації територій, уражених внаслідок аварії на ЧАЕС, розробка Норм радіац. безпеки НРБУ-97 та НРБУ Д-2000. Окрім наук. проблем Д., велике значення для України як держави, де активно використовують джерела ІВ та ядерні технології, мають прикладні проблеми, зокрема піднесення на якісно новий сучас. рівень Д. професій. опромінення. Розв’язати ці проблеми покликана Єдина держ. система контролю та обліку індивід. доз, розроблення якої (зокрема держ. дозового реєстру) через відсутність держ. фінансування станом на 2008 призупинено.

Завантажити статтю