Мощность дозы и накопленная доза радиации - в чем разница ?

Существуют 2 разные единицы измерения радиации, впрочем взаимосвязанные, как по расчету, так и по смыслу, но с которыми может возникнуть путаница ввиду их "похожести". Но это только на первый взгляд. Поэтому мы разберем эти единицы "по полочкам". Поясним на аналогии, что облегчит понимание. Решим 2 практические задачи из жизни, чтобы закрепить результат обучения.
Начинаем наш урок ! Приятного чтения.
Радиация измеряется в двух разных единицах измерения, которые не следует путать.

• Первое (мощность дозы радиации) – это мера скорости, с которой вы подвергаетесь воздействию излучения от источника радиоактивности.
• Второй показатель (накопленная доза радиации) – это мера того, сколько ваше тело накопило радиации, за единицу времени.

Если звучит сложно, и это нормально и это не страшно, у нас тоже так было вначале, то приведем аналогию с передвижением на автомобиле. Вы перемещаетесь с определенной скоростью. То есть это относительная величина, зависящая от расстояния и времени. Вы ее видите и знаете здесь и сейчас. Но о том, сколько вы проедите за минуту, час и т.д. (то есть о пройденном расстоянии), скорость Вам ничего не скажет. Не хватает данных.
То есть мы говорим о скорости и о пути. Величины разные. Путаницы ведь не возникает ? Даже если вы не водитель. У которого эти две величины всегда перед глазами на приборной панели – текущая скорость и пройденный путь. Который так любят скручивать махинаторы – перекупы автомобилей.
Эта аналогия очень близка и к двум базовым понятиям при измерении радиации, с которыми вы будет сталкиваться при выборе соответствующих приборов для персонального или индивидуального радиационного контроля.

Мощность дозы и накопленная доза радиации - чем отличаются ?

Итак, имеем два показателя:

1. Мощность индивидуального эквивалента дозы.
2. Индивидуальный эквивалент дозы.

Мощность можно сравнить со скоростью. Только измеряется она не в м/с или км/ч, а мкЗв/час или мЗв/час.
Интуитивно понятно, что чем этот показатель больше, тем больше нужно сократить время пребывания в опасной зоне.
Мощность индивидуального эквивалента дозы измеряют радиометры. Это важно и так можно оценить опасность здесь и сейчас. Но этого не достаточно для того, чтобы понимать, сколько мы уже успели "нахватать" радиацию за единицу времени. Это уже расчетный показатель.
Справочно.
Безопасным уровнем для человека принято считать значение в 0,30 мкЗвт/ч, т.е. облучение дозой 0,30 мкЗв в течение часа.
Зиверт (Зв) – это единица измерения эквивалентной дозы и это большая величина, поэтому в ходу мЗв – миллизиверт (в 1000 раз меньше) и мкЗв – микрозиверт (в 1000000 меньше).
1 Рентген равен 0,01 Зв. Например 50 мкР = 0,50 мкЗв.
Для того, чтобы понимать, сколько же вы получили радиации за единицу времени (аналогично на нашем примере, сколько вы проехали по дороге), вам понадобится уже дозиметр, который пересчитывает скорость воздействия радиации в накопленную дозу, перемножая ее на время, в течение которого вы подвергаетесь излучению.

Для закрепления темы, чтобы вы могли на равных и компетентно вести диалог с менеджерами при выборе дозиметра, давайте решим пару задачек.

Задача 1. Пусть измеренный радиационный фон на побережье моря составляет 0,4 микроЗиверт/час.
Это мощность излучения. Какова же будет получена вами доза облучения через 1 год или в течение жизни – пусть это будет 70 лет ? Например, если вы прикупили недвижимость на побережье. Кстати, это хороший пример того, что дозиметр может быть инструментом … риелтора. Наравне с дальномером кстати. Последний поможет быстро проверить площадь, высоту потолков и т.д. С точностью до мм.
Ответ. Для начала еще раз подчеркнем, что мощность дозы может быть измерена радиометром.
Полученная доза за 1 год: 0,4 микроЗиверта/час х 24 часа х 365 дней = 3500 микроЗивертов. В данном случае удобнее перейти к более "грубой" единице измерения – миллиЗивертам. То есть имеем 3,5 миллиЗиверт. Согласитесь, что этой компактной цифрой оперировать гораздо удобнее, чем с несколькими нулями.
А за всю жизнь насколько мы облучимся ? Как мы сказали, условно примем - 70 лет.
Тогда общая доза составит 3,5 миллиЗеверта * 70 лет = 245 миллиЗивертов.

Задача 2. На стандартной высоте полета пассажирского самолета (10 км), мощность дозы составляет 5 мкЗт/час. Однако для самолетов "Конкорд", полеты которых осуществлялись до 2003 года, "потолок" полетов гораздо выше и составляет 18 км (!). Причем, и это самое главное – мощность дозы для пассажиров "Конкорда" составляет уже 15 мкЗв/час.

Почему ?! Потому что ближе к космосу. Человечество обязано своим существованием магнитному экрану, который нежно обволакивает нашу планету, принимая на себя удар потоков межзвездного излучения. Иначе бы смертоносная радиация сожгла бы все живое за Земле. Ну может, кроме тараканов и тихоходок, которые способны переносить высокие дозы радиации.
Обратите внимание, что зависимость между высотой над поверхностью земли и мощностью дозы не линейная. То есть мощность растет гораздо быстрее.
То есть, казалось бы, пассажиры "Конкорда" получают большую дозу радиации ? Не совсем так. Мы не учли время полета. Сам смысл разработки и эксплуатации реактивных конкордов в том, чтобы быстрее перелетать через океан.
И если условный Boeing или Airbus летит из Европы в Штаты 8 часов, то "Конкорд" - всего 3,5 часа.
Теперь у нас есть все данные, чтобы посчитать, какой же перелет безопаснее.

Да, если говорить строго о полученной дозе излучения, казалось бы, "Конкорд" более опасный. Но это однобокий поход. Во-первых, разница не столько уж велика: ((53-40)/40) x 100% = 33 %. Во-вторых, небольшой прирост полученной дозы радиации (на треть) компенсируется сокращенным более чем в 2 раза временем полета (8 часа и 3,5 часа). Как видим, и здесь зависимость нелинейная. Небольшой минус для здоровья (33 % рост облучения) почти полностью компенсируется резким сокрашением длительности полета. Еще бы, если крейсерская скорость Конкорда составляла 2100 км/м ! И за эту нелинейность пассажиры готовы платить большие деньги ! Подумаешь, немного больше облучился. Зато можно провести больше деловых встреч. И в целом, время потратить гораздо более эффективно, чем сидеть в кресле самолета.