Номер 2, страница 223 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 61. Биологическое действие радиоактивных излучений. Глава 7. Физика атомного ядра - номер 2, страница 223.

2. Что характеризует коэффициент относительной биологической активности (коэффициент качества)?

Коэффициент относительной биологической активности (ОБЭ), также известный как коэффициент качества (K), — это безразмерный поправочный коэффициент, который используется в радиологии и дозиметрии для оценки биологического эффекта ионизирующего излучения. Он характеризует способность различных видов излучения вызывать биологические повреждения в живых тканях при одинаковой поглощенной дозе.

Суть в том, что при одной и той же энергии, поглощенной единицей массы ткани (измеряется в греях, Гр), разные виды излучения (например, альфа-частицы, бета-частицы, гамма-кванты, нейтроны) наносят разный по степени тяжести ущерб. Это связано с различной плотностью ионизации, которую они создают в веществе.

• Излучения с высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ), такие как альфа-частицы и тяжелые ионы, создают очень плотную ионизацию в малом объеме ткани. Это приводит к более серьезным и трудно восстанавливаемым повреждениям на клеточном уровне (например, к множественным разрывам обеих цепей ДНК).
• Излучения с низкой ЛПЭ, такие как рентгеновское и гамма-излучение, распределяют свою энергию более равномерно и на большем пути, создавая менее концентрированные повреждения, которые клетки могут легче восстановить.

В качестве эталонного излучения, с которым производится сравнение, принято рентгеновское или гамма-излучение. Для него коэффициент качества принимается равным 1. Коэффициенты для других видов излучения показывают, во сколько раз их биологическая эффективность выше, чем у эталонного.

Примеры значений коэффициента качества (K), рекомендованные Международной комиссией по радиационной защите:

• Рентгеновское, гамма- и бета-излучение: $K = 1$
• Тепловые нейтроны: $K \approx 5$
• Протоны и быстрые нейтроны (с энергией до 10 МэВ): $K \approx 10$
• Альфа-частицы и тяжелые ядра отдачи: $K = 20$

Коэффициент качества является ключевым для расчета эквивалентной дозы ($H$), которая лучше отражает биологический риск для организма, чем просто поглощенная доза ($D$). Эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв) и рассчитывается по формуле: $H = K \cdot D$

Использование эквивалентной дозы позволяет сравнивать и суммировать биологические эффекты от облучения разными видами радиации на единой шкале риска.

Ответ: Коэффициент относительной биологической активности (коэффициент качества) характеризует степень биологической опасности различных видов ионизирующего излучения. Он показывает, во сколько раз повреждающий эффект данного вида излучения больше, чем у эталонного (рентгеновского или гамма-) излучения при одинаковой поглощенной дозе.