Номер 3, страница 204 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Что такое эквивалентная доза?

3. Эквивалентная доза ионизирующего излучения — это величина, используемая в радиационной безопасности для оценки биологического воздействия ионизирующего излучения на организм человека. Она введена для того, чтобы учесть тот факт, что при одинаковой поглощенной дозе разные виды излучения могут вызывать различные по степени тяжести биологические эффекты.

Если поглощенная доза ($\text{D}$) характеризует количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества (измеряется в греях, Гр), то эквивалентная доза ($\text{H}$) оценивает меру биологического ущерба от этой энергии с учетом типа излучения.

Для расчета эквивалентной дозы поглощенную дозу ($\text{D}$), усредненную по органу или ткани, умножают на специальный безразмерный множитель — взвешивающий коэффициент излучения ($W_R$). Этот коэффициент (ранее его называли коэффициентом качества) отражает относительную биологическую эффективность разных видов излучения.

Формула для расчета эквивалентной дозы:
$H = D \cdot W_R$
где:
$\text{H}$ – эквивалентная доза;
$\text{D}$ – поглощенная доза;
$W_R$ – взвешивающий коэффициент излучения.

Значения взвешивающего коэффициента ($W_R$) установлены международными рекомендациями и зависят от типа и энергии частиц:
• Для фотонов (рентгеновское и гамма-излучение), электронов и мюонов: $W_R = 1$.
• Для протонов и заряженных пионов: $W_R = 2$.
• Для нейтронов: $W_R$ изменяется в диапазоне от 5 до 20 в зависимости от их энергии.
• Для альфа-частиц, осколков деления, тяжелых ионов: $W_R = 20$.

Высокий коэффициент для альфа-частиц ($W_R=20$) означает, что при попадании в организм они наносят в 20 раз больший биологический вред, чем гамма-кванты при той же поглощенной дозе. Это связано с высокой плотностью ионизации, которую они создают на своем коротком пути в тканях.

Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв). 1 зиверт равен эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 грей фотонного излучения ($1 \text{ Зв} = 1 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$). Используется также внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рентгена), где $1 \text{ Зв} = 100 \text{ бэр}$.

Ответ: Эквивалентная доза — это мера биологического эффекта, производимого ионизирующим излучением на живой организм, которая учитывает тип излучения. Она рассчитывается как произведение поглощенной дозы на специальный взвешивающий коэффициент, отражающий биологическую опасность данного вида излучения. Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв).