Эквивалентная доза — поглощенная доза для разных видов излучения (то есть умноженная на коэффициент для разных видов ионизирующего излучения), вызывающая тот же биологический эффект (основная дозиметрическая величина для оценки ущерба здоровью человека от хронического воздействия излучения произвольного состава). Коэффициент для бета-, гамма-, и рентгеновского излучения равен 1, для альфа-излучения — 20, для нейтронов — от 5 до 20 в зависимости от энергии. По системе СИ эквивалентная доза измеряется в Зивертах (сокращенно — Зв). Название этой единице измерения дано в память о Зиверте, шведском радиологе. Используется также единица бэр (биологический эквивалент Рентгена), 1 Зв равен 100 бэрам.
Производной от эквивалентной дозы является эффективная эквивалентная доза — Зиверт в единицу времени. Например, миллиЗиверт/год (сокращенно — мЗв/год), микроЗиверт/год (сокращенно мкЗв/год).
Активность радионуклидного источника или препарата есть количество радиоактивных превращений в нем в единицу времени. Единицей активности является беккерель (Бк) — активность источника, в котором происходит в среднем одно радиоактивное превращение за 1 секунду. Используется и единица активности — Кюри (Ки). 1 Ки соответствует активности 1 г радия-226 в равновесии с дочерними продуктами распада 1 Ки = 37 ГБк. Радиационное загрязнение выражается в Кюри на квадратный километр или в Беккерелях на квадратный километр. Радиоактивное загрязнение жидкости, продуктов и других веществ выражается в Беккерелях на литр или килограмм (Бк/л, Бк/кг).
Как видно, четкие физические определения имеют Грей, Беккерель, Кюри и Рентген, но именно поэтому они менее показательны, если речь идет о биологических применениях. Единицы Зиверт и Бэр — искусственные параметры, предназначенные именно для оценки воздействия на биологические объекты.
Кроме всего перечисленного существует понятие «горячие частицы» (не путать с элементарными частицами). Это микрочастички, пылинки, порошинки вещества, содержащие нуклид в количестве, опасном для человека при попадании внутрь. Для измерения их эффективности можно было бы ввести новую единицу измерения «труп», принимающую два значения — 0 и 1, и полагать, что эффективность составляет 1 Труп, если частица попала внутрь организма. Для некоторых горячих частиц возможны забавные эффекты, например из практики работы с радиоактивными веществами известно, что частицы изотопа полония 210Po могут перемещаться по помещению на макроскопические расстояния.
Что касается полония и вообще радиоактивности, укажем интересные исторические обзоры:
http://zhurnal.gpi.ru/articles/2007/151.pdf
http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/150.pdf
http://www.ozersk.ru/philosophy/portrets/kulikov.shtml
http://magazines.russ.ru/znamia/2000/7/rabotn.html
Теперь собственно об измерениях, которые в данном случае называются «дозиметрия». О принципах и методах измерений наиболее внятно рассказано тут:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1477.html
http://works.tarefer.ru/16/100038/index.html
а описание самих дозиметров в Сети имеется в:
http://www.bnti.ru/index.asp?tbl=04.05.02
http://ecodevice.ru/Katalog.aspx?ProductGroup=371
При этом все измеряемые ими параметры, как видно из изложенного выше, являются функциями от реального состава излучения, то есть от потоков и энергий. Реально прибор всегда измеряет нечто свое, а затем эти параметры им вычисляются. Например, если датчик в дозиметре — это счетчик Гейгера-Мюллера, то счетчик выдает сигнал при пролете через его объем каждой частицы, способной ионизовать газ и попавшей в него (если они пролетают не слишком часто). Поэтому α-излучение и нейтроны таким счетчиком игнорируется — первые задерживаются корпусом прибора и счетчика, вторые — не ионизируют газ. Поэтому для регистрации α-частиц надо использовать полупроводниковые детекторы или фоточувствительные материалы, для регистрации нейтронов — сцинтилляционные детекторы. Впрочем, сцинтилляционными детекторами можно регистрировать и другие частицы.
Метролог на необитаемом острове, или Измерения без приборов
Бывает, что нужно произвести измерение или хотя бы грубую оценку «без приборов» или по крайней мере без тех приборов, которые предназначены для измерения или оценки данной величины. Чаще всего это не измерения, а оценки, но даже перечень тех, которые первыми приходят в голову, выглядит забавно. Приведем несколько примеров, и станет ясно, как многообразна жизнь, и с какими ситуациями вам, может быть, придется столкнуться.