Потужність дози та накопичена доза радіації - у чому різниця?

Існують 2 різні одиниці вимірювання радіації, взаємопов'язані по розрахунку, але з якими може виникнути плутанина через їх "схожість". Але це тільки на перший погляд. Тому ми розберемо ці одиниці "по поличках". Пояснимо на аналогії, що полегшить розуміння. Вирішимо 2 практичні завдання з життя, щоб закріпити результат навчання.
Починаємо наш урок! Приємного читання.
Радіація вимірюється в двох різних одиницях вимірювання, які не слід плутати.

• Перше (потужність дози радіації) – це міра швидкості, з якою ви піддаєтеся впливу випромінювання від джерела радіоактивності.
• Другий показник (накопичена доза радіації) – це міра того, скільки ваше тіло накопичило радіації за одиницю часу.

Якщо це звучить складно, і це нормально і це не страшно, у нас теж так було спочатку, то наведемо аналогію з переміщенням на автомобілі. Ви рухаєтеся з певною швидкістю. Тобто це відносна величина, залежна від відстані і часу. Ви бачите її і знаєте тут і зараз. Але про те, скільки ви проїдете за хвилину, годину і т.д. (тобто про пройдений шлях), швидкість вам нічого не скаже. Недостатньо даних.
Тобто ми говоримо про швидкість і про шлях. Величини різні. Плутанини ж не виникає? Навіть якщо ви не водій. У якого ці дві величини завжди перед очима на приборній панелі – поточна швидкість і пройдений шлях.
Ця аналогія дуже близька і до двох базових понять при вимірюванні радіації, з якими ви будете стикатися при виборі відповідних приладів для персонального або індивідуального радіаційного контролю.

Потужність дози і накопичена доза радиации - чим відрізніються ?

Отже, маємо два показники:

1. Потужність індивідуального еквіваленту дози.
2. Індивідуальний еквівалент дози.

Можемо порівняти потужність зі швидкістю. Тільки вимірюється вона не в м/с або км/год, а мкЗв/год або мЗв/год.
Інтуїтивно зрозуміло, що чим цей показник більше, тим більше потрібно скоротити час перебування в небезпечній зоні.
Потужність індивідуального еквіваленту дози вимірюють радіометри. Це важливо, і так можна оцінити небезпеку тут і зараз. Але цього недостатньо, щоб зрозуміти, скільки ми вже "назбирали" радіації за одиницю часу. Це вже розрахунковий показник.
Довідково.
Безпечним рівнем для людини прийнято вважати значення в 0,30 мкЗв/год, тобто опромінення дозою 0,30 мкЗв протягом години.
Зіверт (Зв) – це одиниця вимірювання еквівалентної дози і це велика величина, тому її замінюють на мЗв – мілізіверт (в 1000 разів менше) і мкЗв – мікрозіверт (в 1000000 разів менше).
1 Рентген дорівнює 0,01 Зв. Наприклад, 50 мкР = 0,50 мкЗв.
Щоб зрозуміти, скільки ж ви отримали радіації за одиницю часу (аналогічно на нашому прикладі, скільки ви проїхали по дорозі), вам знадобиться вже дозиметр, який перераховує швидкість впливу радіації в накопичену дозу, перемножуючи її на час, протягом якого ви піддаєтеся випромінюванню.

Для закріплення теми, щоб ви могли на рівних і компетентно розмовляти з менеджерами при виборі дозиметра, давайте вирішимо пару задачок.

Задача 1. Нехай виміряний радіаційний фон на узбережжі моря складає 0,4 мікроЗіверт/год.
Це потужність випромінювання. Яка ж буде отримана вами доза опромінення через 1 рік або протягом життя - нехай це буде 70 років? Наприклад, якщо ви придбали нерухомість на узбережжі. До речі, це хороший приклад того, що дозиметр може бути інструментом ... рієлтора. На рівні з дальномером до речі. Останній допоможе швидко перевірити площу, висоту стелі тощо. З точністю до мм.
Відповідь. Спочатку ще раз підкреслимо, що потужність дози може бути виміряна радіометром.
Отримана доза за 1 рік: 0,4 мікроЗіверта/год х 24 години х 365 днів = 3500 мікроЗівертів. У даному випадку зручніше перейти до більш "грубої" одиниці вимірювання - міліЗівертам. Тобто маємо 3,5 міліЗіверта. Погодьтеся, що такою цифрою оперувати значно зручніше, ніж з кількома нулями.
А за все життя наскільки ми опромінимося? Як ми сказали, умовно приймемо - 70 років.
Тоді загальна доза складе 3,5 міліЗіверта * 70 років = 245 міліЗівертів.

Задача 2. На стандартній висоті польоту пасажирського літака (10 км), потужність дози складає 5 мкЗт/год. Однак для літаків "Конкорд", польоти яких здійснювалися до 2003 року, "стеля" польотів набагато вище і складає 18 км (!). При цьому, і це саме головне - потужність дози для пасажирів "Конкорд" складає вже 15 мкЗв/год.

Чому ?! Тому що ближче до космосу. Людство зобов'язано своїм існуванням магнітному екрану, який ніжно "обіймає" нашу планету, приймаючи на себе удар потоків міжзіркового випромінювання. Інакше смертельна радіація спалила б усе живе на Землі. Ну може, окрім тарганів, які здатні переносити високі дози радіації.
Зверніть увагу, що залежність між висотою над поверхнею землі та потужністю дози не лінійна. Тобто потужність зростає набагато швидше.
Тобто, здавалося б, пасажири "Конкорда" отримують більшу дозу радіації? Не зовсім так. Ми не врахували час польоту. Сам сенс розробки та експлуатації реактивних конкордів у тому, щоб швидше перелітати через океан.
І якщо умовний Boeing або Airbus летить з Європи в Штати 8 годин, то "Конкорд" - лише 3,5 години.
Тепер у нас є всі дані, щоб порахувати, який переліт безпечніший.

Так, якщо говорити строго про отриману дозу випромінювання, здавалося б, "Конкорд" більш небезпечний. Але це однобічний погляд. По-перше, різниця не така суттєва: ((53-40)/40) x 100% = 33 %. По-друге, невеличкий приріст отриманої дози радіації (на третину) компенсується скороченим більш ніж у 2 рази часом польоту (8 годин і 3,5 години). Як бачимо, і тут залежність не лінійна. Невелика шкода для здоров'я (33 % зростання опромінення) майже повністю компенсується різким скороченням тривалості польоту. Ще б пак. Якщо крейсерська швидкість Конкорда становила 2100 км/год! І за цю нелинійність пасажири готові платити великі гроші! Подумаєш, трохи більше опромінився. Але ж можна провести більше ділових зустрічей. І в цілому, час витратити набагато ефективніше, ніж сидіти в кріслі літака.