Номер 3, страница 223 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 61. Биологическое действие радиоактивных излучений. Глава 7. Физика атомного ядра - номер 3, страница 223.

3. Дайте определение эквивалентной дозы поглощённого излучения. В каких единицах она измеряется?

Дайте определение эквивалентной дозы поглощённого излучения.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения — это физическая величина, используемая для оценки биологического эффекта, производимого излучением на живые организмы, в частности на человека. В отличие от поглощённой дозы, которая измеряет только количество энергии, поглощённой единицей массы вещества, эквивалентная доза учитывает, что различные виды излучения (например, альфа-, бета-частицы, гамма-кванты, нейтроны) при одинаковой поглощённой энергии вызывают разную степень биологического повреждения тканей.

Эквивалентная доза $H_T$ для органа или ткани $T$ определяется как произведение средней поглощённой дозы $D_T$ в этом органе на взвешивающий коэффициент для данного вида излучения $W_R$. Если облучение происходит несколькими видами излучения, то эквивалентная доза является суммой доз от каждого вида: $$H_T = \sum_R W_R \cdot D_{T,R}$$ В этой формуле $D_{T,R}$ — это средняя поглощённая доза в органе $T$ от излучения вида $R$, измеряемая в Греях (Гр), а $W_R$ — это безразмерный взвешивающий коэффициент излучения (ранее назывался коэффициентом качества $Q$). Коэффициент $W_R$ показывает, во сколько раз биологическая эффективность данного вида излучения выше, чем у рентгеновского или гамма-излучения при одинаковой поглощённой дозе. Например, для фотонов и электронов $W_R = 1$, для протонов $W_R = 2$, а для альфа-частиц $W_R = 20$. Таким образом, эквивалентная доза позволяет сравнивать и суммировать биологические эффекты от разных видов ионизирующих излучений.

В каких единицах она измеряется?

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Один зиверт ($1$ Зв) равен эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощённой одним килограммом биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощённая доза в один грей ($1$ Гр) фотонного излучения. Таким образом, размерность зиверта такая же, как у грея — джоуль на килограмм ($1 \text{ Зв} = 1 \text{ Дж/кг}$).

Поскольку на практике дозы облучения часто бывают малы, используются дольные единицы: миллизиверт (мЗв), где $1 \text{ мЗв} = 10^{-3} \text{ Зв}$, и микрозиверт (мкЗв), где $1 \text{ мкЗв} = 10^{-6} \text{ Зв}$.

Также применяется внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рентгена, англ. rem). Соотношение между зивертом и бэром следующее: $1 \text{ Зв} = 100 \text{ бэр}$.

Ответ: Эквивалентная доза — это величина, характеризующая биологическое воздействие ионизирующего излучения на организм и равная произведению поглощённой дозы на взвешивающий коэффициент, зависящий от вида излучения ($H = D \cdot W_R$). Она измеряется в зивертах (Зв) в системе СИ, а также во внесистемных единицах — бэрах (1 Зв = 100 бэр).