Номер 8, страница 258 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

8. Что такое эквивалентная доза? Что является единицей эквивалентной дозы в СИ?

Решение

Эквивалентная доза ионизирующего излучения — это величина, используемая в радиационной безопасности для оценки биологического воздействия ионизирующего излучения на живые организмы. В отличие от поглощенной дозы, которая измеряет только количество энергии, поглощенной единицей массы вещества, эквивалентная доза учитывает, что разные виды излучения (альфа, бета, гамма, нейтроны и т.д.) при одинаковой поглощенной дозе вызывают различные по степени тяжести биологические эффекты.

Это различие в биологической эффективности учитывается с помощью взвешивающего коэффициента излучения $w_R$ (также известного как коэффициент качества $Q$). Этот коэффициент является безразмерной величиной, которая показывает, во сколько раз биологическая опасность данного вида излучения выше, чем у рентгеновского или гамма-излучения при одинаковой поглощенной дозе.

Эквивалентная доза $H$ рассчитывается как произведение поглощенной дозы $D$ на взвешивающий коэффициент для данного вида излучения $w_R$:

$H = D \cdot w_R$

Например, для фотонов (рентгеновское и гамма-излучение) и электронов $w_R = 1$. Для нейтронов, в зависимости от их энергии, $w_R$ может составлять от 5 до 20. Для альфа-частиц и тяжелых ионов, обладающих высокой поражающей способностью, $w_R = 20$.

Единицей измерения эквивалентной дозы в Международной системе единиц (СИ) является зиверт (Зв), названный в честь шведского ученого Рольфа Зиверта.

Один зиверт ($1 \text{ Зв}$) — это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по своему воздействию поглощенной дозе гамма-излучения в 1 грей (Гр). Таким образом, связь между зивертом и греем выражается через взвешивающий коэффициент:

$1 \text{ Зв} = 1 \text{ Гр} \cdot w_R = 1 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot w_R$

Использование специальной единицы "зиверт" вместо "джоуль на килограмм" или "грей" позволяет четко разграничить поглощенную дозу (физическую величину) и эквивалентную дозу (биологическую величину). На практике часто используются дольные единицы: миллизиверт (мЗв, $10^{-3}$ Зв) и микрозиверт (мкЗв, $10^{-6}$ Зв).

Ответ: Эквивалентная доза — это мера биологического эффекта ионизирующего излучения, равная произведению поглощенной дозы на специальный коэффициент, учитывающий тип излучения (взвешивающий коэффициент). Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв).