Кіріспе

Денсаулық физикасы, сондай-ақ сәулеленуден қорғау ғылымы деп те аталады, – бұл адамдар мен олардың қоршаған ортасын сәулеленудің ықтимал қауіптерінен қорғауға арналған мамандық, сонымен бірге сәулеленудің пайдалы қолданылуынан пайдалануға мүмкіндік береді. Денсаулық физиктеріне әдетте төрт жылдық бакалавр дәрежесі және сәулеленуден қорғау принциптерінің теориясы мен қолданылуы, сондай-ақ оған тікелей байланысты ғылымдар туралы кәсіби білімін көрсететін біліктілік тәжірибесі қажет. Денсаулық физиктері көбінесе радионуклидтер немесе иондаушы сәулеленудің басқа да көздері (мысалы, рентген аппараттары) қолданылатын немесе өндірілетін объектілерде жұмыс істейді; олар ғылыми зерттеулер, өнеркәсіп, білім беру, медициналық мекемелер, ядролық энергетика, әскери сала, қоршаған ортаны қорғау, мемлекеттік ережелерді сақтау, сондай-ақ залалсыздандыру және тоқтату салаларын қамтиды. Денсаулық физигінің білімі мен тәжірибесі оның қызметін атқаратын нақты саласына байланысты болады.

Операциялық денсаулық физикасы

Операциялық денсаулық физикасының тармағы, кейбір ескі дереккөздерде қолданбалы денсаулық физикасы деп те аталады, негізгі зерттеулерден гөрі, далалық жұмыстарға және денсаулық физикасы білімін нақты жағдайларда қолдануға бағытталған.

Медициналық физика

Денсаулық физикасы саласы медициналық физика саласымен байланысты және екеуі де бір-біріне ұқсас, себебі мамандар екі салада да бірдей негізгі ғылымдарға (яғни, сәуле физикасы, биология сияқты) сүйенеді. Дегенмен, денсаулық физиктері адам денсаулығын сәулеленуден бағалау және қорғауға баса назар береді, ал медициналық денсаулық физиктері мен медициналық физиктер медицина қызметкерлеріне ауруды диагностикалау және емдеу үшін сәулелену және басқа да физикалық технологияларды қолдануда көмектеседі.

Радиациялық қорғау құралдары

Иондаушы сәулелерді практикалық өлшеу денсаулық физикасы үшін маңызды. Ол қорғау шараларын бағалауға, сондай-ақ адамдар алған немесе алуы мүмкін сәулелену дозасын анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай құралдарды қамтамасыз ету әдетте заңмен реттеледі. Ұлыбританияда бұл 1999 жылғы Иондаушы сәулелену ережелері. Радиациялық қорғанысқа арналған өлшеу құралдары орнатылған (бекітілген) және портативті (қолда ұсталатын немесе тасымалданатын) болып бөлінеді.

Орнатылған аспаптар

Орнатылған құралдар аймақтағы жалпы радиациялық қауіпті бағалауда маңызды деп танылған орындарға бекітіледі. Мысал ретінде "аймақтық" радиация мониторлары, гамма-бұғаттағыш мониторлары, персоналдың шығу мониторлары және ауадағы ластану мониторлары орнатылған. Аймақ мониторы қоршаған ортаның радиациясын өлшейді, әдетте рентген сәулелері, гамма немесе нейтрондар; бұл радиациялар олардың көзінен ондаған метрден астам қашықтықта маңызды радиация деңгейлерін тудыруы мүмкін және осылайша кең аумақты қамтиды. Бұғаттағыш мониторлар радиация деңгейі жоғары аймаққа персоналдың кіруіне кедергі келтіріп, жұмысшылардың артық дозаға кездейсоқ толуын болдырмау үшін қолданылады. Ауадағы ластану мониторлары атмосферадағы радиоактивті бөлшектердің концентрациясын өлшеуге арналған, бұл радиоактивті бөлшектердің персоналдың өкпесіне сіңуіне жол бермейді. Персоналдың шығу мониторлары "ластануды бақылау" немесе ықтимал ластанған аймақтан шығатын жұмысшыларды бақылау үшін қолданылады. Олар қол мониторлары, киімді тексеру зондтары немесе толық дене мониторлары түрінде болуы мүмкін. Олар жұмысшылардың денесі мен киімінің бетінде радиоактивті ластанудың бар-жоғын тексеру үшін бақылайды. Бұл әдетте альфа, бета немесе гамма сәулелерін немесе олардың комбинацияларын өлшеуге арналған. Ұлыбританияның Ұлттық физикалық зертханасы иондаушы радиация метрологиясы форумы арқылы мұндай жабдықтарды қамтамасыз ету және қолданылатын дабыл деңгейлерін есептеу әдістемесі туралы жақсы тәжірибелер нұсқаулығын жариялады.

Тасымалданатын аспаптар

Портативті аспаптар қолмен ұсталатын немесе тасымалданатын болады. Қолмен ұсталатын аспаптар көбінесе затты немесе адамды егжей-тегжейлі тексеруге, немесе орнатылған құралдары жоқ аумақты бағалауға арналған зерттеу өлшегіші ретінде қолданылады. Оларды персоналдың шығуын бақылауға немесе далада персоналдың ластануын тексеруге де пайдалануға болады. Бұл аспаптар әдетте альфа, бета немесе гамма сәулелерін, немесе олардың комбинацияларын өлшейді. Тасымалданатын аспаптар әдетте тұрақты орнатылатын, бірақ қауіпті жағдайлар болуы мүмкін аймақта үздіксіз бақылау үшін уақытша орналастырылатын құралдар болып табылады. Мұндай құралдар көбінесе оңай орналастыру үшін арбаларға бекітіледі және уақытша жұмыс жағдайларымен байланысты.

Пайдалану жөніндегі нұсқаулар

Ұлыбританияда HSE нақты қолданыс үшін дұрыс радиация өлшеу құралын таңдау бойынша пайдаланушыға арналған нұсқаулық жариялады. Бұл барлық иондаушы сәулелену құралдарының технологияларын қамтиды және пайдалы салыстырмалы анықтама болып табылады.

Абсорбцияланған доза

Негізгі бірліктер материяға (әсіресе тірі тіндерге) иондаушы сәулеленудің салдарша келтіретін зақымның мөлшерін ескермейді. Бұл зарядқа қарағанда, энергияның жұмсалған мөлшерімен тығыз байланысты. Бұл сіңірілген доза деп аталады. Грей (Gy), бірлігі Дж/кг, сіңірілген дозаның Халықаралық бірлік жүйесіндегі (SI) бірлігі болып табылады, ол кез келген материяның 1 килограмында 1 джоуль энергияны жұмсауға қажетті сәулелену мөлшерін көрсетеді. Рад (сәулеленудің сіңірілген дозасы) – бұл сәйкес келетін дәстүрлі бірлік, ол 1 кг-ға 0,01 Дж жұмсайды. 100 рад = 1 Грей.

Теңдес доза

Радиацияның әртүрлі түрлері мен энергияларының бірдей дозалары тірі тіндерге әртүрлі зиян келтіреді. Мысалы, 1 Гр альфа сәулеленуі, 1 Гр рентген сәулесіне қарағанда шамамен 20 есе көп зиян келтіреді. Сондықтан эквивалентті доза, радиацияның биологиялық әсерін шамамен өлшеу үшін анықталды. Ол сіңген дозаны, әр түрлі радиация үшін әртүрлі болатын WR салмақ коэффициентіне көбейту арқылы есептеледі (Relative biological effectiveness#Standardization тақырыбындағы кестеге қараңыз). Бұл салмақ коэффициенті сондай-ақ Q (сапа коэффициенті) немесе RBE (радиацияның салыстырмалы биологиялық тиімділігі) деп аталады. Сиверт (Св) – эквивалентті дозаның СИ бірлігі. Оның өлшем бірлігі грейге (Дж/кг) тең болғанымен, ол басқа нәрсені өлшейді. Белгілі бір организмнің белгілі бір дене бөлігіне қолданылатын радиацияның белгілі бір түрі мен дозасы үшін, ол организмнің бүкіл денесіне қолданылатын рентген немесе гамма сәулеленуінің дозасының мөлшерін өлшейді, сонда екі жағдайдың да қатерлі ісікті тудыру ықтималдығы қазіргі статистика бойынша бірдей болады. Рем (Рентген эквиваленті адам) – эквивалентті дозаның дәстүрлі бірлігі. 1 сиверт = 100 рем. Рем салыстырмалы түрде үлкен бірлік болғандықтан, әдетте эквивалентті доза миллиремде (мрем), 10−3 рем, немесе микросивертте (мкСв), 10−6 Св өлшенеді. 1 мрем = 10 мкСв. Радиацияның төмен деңгейлі дозаларын өлшеу үшін кейде BRET (Фондық радиация эквиваленттік уақыты) бірлігі қолданылады. Бұл – дозаның орташа адамның күндізгі фондық радиацияға тең келетін күндерінің саны. Бұл бірлік стандартталмаған және орташа фондық радиация дозасының мәніне байланысты. 2000 жылғы UNSCEAR мәнін (төменде) пайдаланғанда, бір BRET бірлігі шамамен 6,6 мкСв-қа тең. Салыстыру үшін, 2000 жылғы UNSCEAR бағалауы бойынша, адам күніне алатын табиғи радиацияның орташа "фондық" дозасы BRET 6,6 мкСв (660 мрем) құрайды. Дегенмен, жергілікті әсерлер әртүрлі, АҚШ-тағы жылдық орташа көрсеткіш шамамен 3,6 мСв (360 мрем), ал Үндістанның шағын аймағында 30 мСв (3 рем)-ге дейін жетеді. Адам үшін бүкіл денеге әсер ететін, өлімге алып келетін радиация дозасы шамамен 4–5 Св (400–500 рем) құрайды.

Тарих

1898 жылы Рентген қоғамы (қазіргі Британдық радиология институты) рентген сәулесінен болатын зиянды зерттеу үшін комиссия құрды, осылайша радиациялық қауіпсіздік саласының негізін қалады.

Сәулеленумен байланысты мөлшерлер

Төмендегі кестеде сәулелену шамалары SI және SI емес бірліктерде көрсетілген. АҚШ Ядролық реттеу комиссиясы SI бірліктерімен қатар кури, рад және рем бірліктерін пайдалануға рұқсат бергенімен, Еуропалық Одақтың өлшем бірліктері туралы директивалары оларды "халық денсаулығы үшін" қолдануды 1985 жылдың 31 желтоқсанына дейін жоюды талап етті.