Номер 3, страница 173 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. В чем различие дозы излучения от эквивалентной дозы излучения?

3. Решение

Основное различие между поглощенной дозой излучения и эквивалентной дозой заключается в том, что они описывают разные аспекты воздействия ионизирующего излучения. Поглощенная доза — это физическая величина, а эквивалентная доза — биологическая, учитывающая вред для живых организмов.

Поглощенная доза ($\text{D}$) — это количество энергии ионизирующего излучения $\text{E}$, которое было поглощено единицей массы $\text{m}$ облучаемого вещества. Она показывает чисто физический эффект — переданную энергию.

$D = \frac{E}{m}$

Единицей измерения поглощенной дозы в системе СИ является грей (Гр). 1 Гр равен поглощению 1 джоуля энергии на килограмм массы (1 Гр = 1 Дж/кг). Эта величина не делает различий между типами излучения (альфа, бета, гамма, нейтронное и т.д.).

Эквивалентная доза ($\text{H}$) — это величина, которая используется для оценки биологического ущерба, наносимого здоровью человека. Она введена потому, что разные виды излучения при одинаковой поглощенной дозе вызывают различный биологический эффект. Например, альфа-частицы гораздо опаснее для живых тканей, чем гамма-кванты с той же энергией.

Для расчета эквивалентной дозы поглощенную дозу $\text{D}$ умножают на взвешивающий коэффициент излучения $W_R$ (ранее — коэффициент качества), который отражает относительную биологическую опасность данного вида излучения.

$H = D \cdot W_R$

Значения коэффициента $W_R$ определены экспериментально. Например:
- для фотонов (гамма- и рентгеновское излучение) и электронов (бета-излучение) $W_R = 1$;
- для протонов $W_R \approx 2$;
- для альфа-частиц, осколков деления, тяжелых ионов $W_R = 20$.

Это означает, что при поглощенной дозе в 1 Гр альфа-излучение нанесет организму в 20 раз больше биологического вреда, чем гамма-излучение.

Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв). Если поглощенная доза от гамма-излучения равна 1 Гр, то эквивалентная доза составит $1 \text{ Гр} \cdot 1 = 1 \text{ Зв}$. Если же поглощенная доза в 1 Гр создана альфа-излучением, то эквивалентная доза будет равна $1 \text{ Гр} \cdot 20 = 20 \text{ Зв}$.

Ответ: Поглощенная доза — это физическая величина, измеряющая количество энергии, поглощенной единицей массы вещества (измеряется в греях, Гр), и не учитывающая тип излучения. Эквивалентная доза — это биологическая величина, оценивающая вред для здоровья с учетом типа излучения. Она рассчитывается путем умножения поглощенной дозы на специальный взвешивающий коэффициент, который отражает биологическую опасность конкретного вида излучения (измеряется в зивертах, Зв).