Приборы, используемые в дозиметрии

Содержание

Введение

Важнейшая задача дозиметрии - определение дозы излучения в различных средах и особенно в тканях живого организма. Для этого используют различные расчетные и экспериментальные методы. Количественное определение дозы ионизирующего излучения, действующего на живой организм необходимо прежде всего для выявления, оценки и предупреждения возможной радиационной опасности для человека. Использование источников ионизирующего излучения во всем мире сопровождалось возникновением радиационных аварий, при которых пострадало значительное число как персонала, так и населения. Наиболее тяжелые аварии произошли в 50-80-е годы прошлого столетия, а также недавнее происшествие 2011 года в районе Фукусимы:

• радиоактивное загрязнение в районе Семипалатинского ядерного полигона. Образовалось в ходе испытаний ядерного оружия в районе города Семипалатинск в 50-х-80-х годах XX века. Загрязнению подвергся также сопредельный Алтайский край.
• радиоактивное загрязнение в районе Чернобыльской АЭС. Произошло после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. В результате аварии территория около 200 тыс. квадратных километров подвергалась загрязнению — в основном изотопами ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, которые выпали с осадками и сконцентрировались в верхних слоях почвы. Наибольшее загрязнение получили юго-восточная часть Белоруссии (Могилевская и Гомельская области), Россия (Брянская область), северная часть Украины (Киевская и Житомирская области). Организована зона отчуждения.
• радиоактивное загрязнение в районе Фукусимы. Образовалось после аварии на японской АЭС Фукусима-1 в марте 2011 года. Введена зона отчуждения в 30 км от станции. Территория и море рядом со станцией имеют сильное загрязнение радиоактивным цезием и плутонием.

Данные  дозиметрии при этом были, как правило, весьма скудными либо отсутствовали  вовсе. В то же время с медицинской  и социальной точек зрения подтверждение  факта повышенного облучения  и определение величины аварийной дозы для установления причинной связи нарушений состояния здоровья с перенесенным в прошлом радиационным воздействием является весьма актуальной задачей.

Актуальность данного проекта можно обосновать следующим: наш город почти со всех сторон окружен различными заводами, и никто нам не сможет дать гарантию, что не будет построен очередной завод по производству ядерного оружия или полигон по переработке радиоактивных отходов, потому что во всем мире увеличивается использование в хозяйственной деятельности человека источников ионизирующих излучений. И мы должны быть способны оградить себя от негативного действия радиации. Это может быть достигнуто только в том случае, если мы будем информативно подкованы в данной теме, т.е знать как можно больше o самой радиации, методах и приборах ее измерения, а так же иметь представление o нормах радиационной безопасности и защиты от нее. Из этого вытекает практическая значимость моего курсового проекта. На таком крупном заводе, как Павлодарский Нефтехимический Завод проводится мониторинг радиационной безопасности. На предприятии ведется дозиметрический контроль промышленных отходов и состояния накопителя твердых отходов.

Цель проекта: цель проводимого мною исследования заключается в расчете формирователя импульсов записи и сброса для портативного цифрового радиометра, который в дальнейшем будет использоваться на Павлодарском Нефтехимическом Заводе для мониторинга радиационной безопасности.

Задачи проекта. Для достижения поставленной в курсовом проекте цели, мной будут рассматриваться следующие вопросы:

• понятие об ионизирующих излучениях;

• понятие o дозиметрии;
• портативный цифровой радиометр.

Оценка радиационного качества нефтяного сырья выполняется  РГП «Павлодарский областной  центр санитарно-эпидемиологической экспертизы». Санитарно-эпидемиологическое заключение удостоверяет, что исследованная  продукция безопасна и соответствует  гигиеническим требованиям. По контролируемым ингредиентам в течение первого полугодия 2012 года превышений ПДК не обнаружено.

На базе  «НПЦ СЭЭиМ» КГСЭН МЗ РК с 09 июля по 20 июля 2012 года прошел учебный курс: «Основные вопросы обеспечения радиационной безопасности и дозиметрии».

В учебном курсе приняли участие  специалисты, работающие в области  обеспечения радиационной безопасности на предприятиях и организациях.

Лекционные занятия проводили  специалисты отдела радиационной гигиены и радиологии. Помимо основных теоретических положений, уделялось внимание практическим вопросам в области организации службы радиационной безопасности и использования приборов для радиометрии ионизирующих излучений и дозиметрии.

В учебной программе курса были использованы лекционные материалы  специалистов  НПЦ «СЭЭиМ» КГСЭН МЗ РК, международных организаций МАГАТЭ, Всемирной организации здравоохранения, Международной комиссии по радиационной защите, Центрально-Азиатского офиса Центра США по контролю и профилактике заболеваний.

В первой части будет рассмотрено понятие радиоактивности, её виды, а так же характеристика радиоактивных излучений и нормы радиационной безопасности.

Во второй части будет рассмотрено понятие дозиметрии, её методы, а так же приборы, используемые в дозиметрии.

В третьей  части курсового проекта будет рассчитаны формирователи импульсов записи и сброса для портативного цифрового радиометра.

1 Понятие об ионизирующих излучениях

1.1Виды ионизирующих излучений

Появление ионизирующих излучений как одного из факторов физической среды обитания связано с открытиями явлений  искусственной и естественной радиоактивности  рентгеновских лучей. Открытие радиоактивности было в известной степени связано с обнаружением в 1895 году Рентгеном лучей, названных впоследствии его именем. В 1895 году Беккерель открыл естественную радиоактивность. Он обнаружил, что соли урана излучают проникающие лучи, подобные рентгеновским. За открытием Беккереля последовали многочисленные исследования таких известных ученых, как Кюри, Резерфорд, Содди. Вскоре стало известно, что уран и торий являются предками почти всех естественных радиоактивных атомов.

С появлением ядерных реакторов и ускорителей  возникла возможность получать искусственные  радионуклиды. 

Под ионизирующим излучением понимают любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Ионизирующее излучение представляет собой поток заряженных и (или) незаряженных частиц (к частицам мы относим и фотоны). Различают непосредственно ионизирующее излучение и косвенное ионизирующее излучение.

Непосредственно ионизирующее излучение состоит  из заряженных частиц, кинетическая энергия которых достаточна для ионизации при столкновении с атомом вещества. В качестве примера могут быть протоны, электроны, альфа-частицы и т.д.

Косвенно  ионизирующее излучение- это поток  незаряженных частиц, например, нейтронов, гамма-квантов, взаимодействие которых со средой приводит к появлению заряженных частиц, способных непосредственно вызвать ионизацию.

Ионизирующие  излучения, состоящие из частиц одного вида одинаковой энергии, называется моноэнергетическим однородным излучением.

Ионизирующие  излучения, состоящие из частиц одного вида различных энергий, называется немоноэнергетическим. Так, бета-излучение  радиоактивных нуклидов всегда является немоноэнергетическим. Излучение, состоящее из частиц различного вида, называют смешанным.

В зависимости  от характера распространения в  пространстве различают направленное и ненаправленное ионизирующее излучение. Направленным называют излучение с выделенным направлением распространения. Если все направления распространения излучения равновероятны, говорят, что излучение изотропно. Например, излучение одного точечного источника в вакууме и коллимированный пучок излучения от ускорителя в вакууме являются направленными излучениями. Если бы эти излучения распространялись не в вакууме, а в рассеивающей среде, то, строго говоря, мы имели бы дело с ненаправленными излучениями, поскольку рассеянное излучение приходило бы в рассматриваемую точку по различным направлениям.

Излучение распространяется в пространстве и  во времени. В зависимости от характера  распространения во времени различаю непрерывное и импульсное излучение. Это два крайних случая поведения  излучения во времени. Излучение будет считаться непрерывным, если его характеристика( точнее, характеристика поля излучения) за рассматриваемый промежуток времени остаются постоянными. Однако за время наблюдения характеристики излучения могут измениться. Под импульсным понимается такое излучение, продолжительность действия которого значительно меньше времени наблюдения.

Обычно  различают первичное и вторичное  ионизирующие излучения. Под первичным  понимается ионизирующее излучение, которое  в рассматриваемом процессе взаимодействия со средой принимается за исходное. Вторичное ионизирующее излучение возникает в результате взаимодействия первичного ионизирующего излучения с данной средой.

Исторически сложилось так, ионизирующее излучение разделяют на два вида: корпускулярное и фотонное.

Корпускулярное  излучение состоит из частиц с  массой покоя, отличной от нуля, а именно:

• альфа-излучение, представляющее собой поток, объединенных в единое целое двух протонов и двух нейтронов (ядро атома гелия );
• бета-излучение, представляющее собой поток электронов е- или позитронов ;
• протонное излучение, представляющее собой поток протонов р (ядер водорода );
• нейтронное излучение, представляющее собой поток нейтронов п;
• дейтронное излучение, представляющее собой поток ядер изотопа водорода – дейтерия ;
• потоки многозарядных ионов;
• продукты ядерных реакций деления.

Фотонное излучение включает в себя косвенно ионизирующие:

• гамма-излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер (включая радиоактивный распад) или при аннигиляции частиц, то есть при столкновении частицы с античастицей (при аннигиляции, например, электрона с позитроном возникают фотоны, то есть кванты электромагнитного излучения);
• рентгеновское излучение – тормозное и характеристическое излучения.

Под полем излучения в дозиметрии понимают область пространства, в каждой точке которой поставлены в соответствие физические величины (скалярные или векторные), являющиеся характеристиками поля излучения. Характеристики поля определяют пространственно-временное распределение излучения в рассматриваемой среде.

Существуют  следующие виды распада радионуклидов.

1. Альфа-распад (или испускание ядер гелия). Впервые альфа излучение открыл Э. Резерфорд. Изучая радиоактивные элементы, в частности изучая такие радиоактивные элементы как уран радий и актиний, Э. Резерфорд пришел к выводу что все радиоактивные элементы испускают альфа- и бета-лучи. И, что еще более важно, радиоактивность любого радиоактивного элемента через определенный конкретный период времени уменьшается. Он характерен для естественных радиоактивных элементов с большими порядковыми номерами и, следовательно, с малыми энергиями связи. Альфа-распад приводит к уменьшению массового числа на четыре единицы и к уменьшению порядкового номера на две единицы. Например: . Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии со средой, чем объясняется их низкая проникающая и высокая ионизирующая способность.  Энергия, освобождающаяся при α-распаде,

обычно заключена  в интервале 2–9 МэВ (1 МэВ = 1.6*10^-13 Дж) и основная её часть (≈98%) уносится α-частицей в виде её кинетической энергии. Оставшиеся 2% - это кинетическая энергия конечного ядра. Периоды полураспада альфа-излучателей изменяются в очень широких пределах: от 5*10^-8 сек до 8*10¹⁸ лет. Столь широкий разброс периодов полураспада, а также огромные значения этих периодов для многих альфа-радиоактивных ядер объясняется тем, что α-частица не может “мгновенно” покинуть ядро, несмотря на то, что это энергетически выгодно. Для того чтобы покинуть ядро, α-частица должна преодолеть потенциальный барьер - область на границе ядра, образующуюся за счёт потенциальной энергии электростатического отталкивания α-частицы и конечного ядра и сил притяжения между нуклонами. С точки зрения классической физики α-частица не может преодолеть потенциальный барьер, так как не имеет необходимой для этого кинетической энергии. Однако квантовая механика допускает такую возможность - α-частица имеет определенную вероятность пройти сквозь потенциальный барьер и покинуть ядро. Это квантовомеханическое явление называют “туннельным эффектом” или “туннелированием”. Чем выше барьер, тем меньше вероятность туннелирования, а период полураспада больше. Огромный диапазон периодов полураспада α-излучателей объясняется различным сочетанием кинетических энергий α-частиц и высот потенциальных барьеров. Если бы барьера не существовало, то альфа-частица за время ≈10^-21 – 10^-23 с покинула бы ядро. Известно свыше 300 альфа-активных ядер, большинство из которых получено искусственно. Подавляющее большинство последних сосредоточено в области транссвинцовых ядер с Z>82. Имеется группа альфа-активных ядер в области редкоземельных элементов (А=140-160), а также небольшая группа в промежутке между редкоземельными и тяжелыми ядрами. В ядерных реакциях с тяжелыми ионами синтезированы несколько альфа-излучающих нейтронно-дефицитных ядер с А~110. Наблюдаемые времена жизни альфа-активных ядер лежат в пределах от 10¹⁷ лет (²⁰⁴Pb) до с(²¹²Po). Кинетические энергии альфа-частиц изменяются от 1,83 МэВ (¹⁴⁴Nd) до 11,65 МэВ (изомер ^212mPo). Пробег альфа-частиц в воздухе составляет 2 – 11 см, а в биологических тканях – несколько десятков микрометров. Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

2. β-распад. Бета-излучение - поток β-частиц, испускаемых атомными ядрами при β-распаде радиоактивных изотопов. β-распад - радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона. Этот процесс обусловлен самопроизвольным превращением одного из нуклонов ядра в нуклон другого рода, а именно: превращением либо нейтрона (n) в протон (p), либо протона в нейтрон. Вылетающие при β-распаде электроны и позитроны носят общее название бета-частиц. Взаимные превращения нуклонов сопровождаются появлением ещё одной частицы- нейтрино (n) в случае β+ -распада или антинейтрино в случае β-распада.

Масса β-частиц в абсолютном выражении равна 9,1*г. β-частицы несут один элементарный электрический заряд и распространяются в среде со скоростью от 100 тыс. км/с до 300 тыс. км/с (т.е. до скорости света) в зависимости от энергии излучения. Энергия β-частиц колеблется в значительных пределах. Это объясняется тем, что при каждом β-распаде радиоактивных ядер образующаяся энергия распределяется между дочерним ядром, β-частицами и нейтрино в разных соотношениях, причем энергия β-частиц может колебаться от нуля до какого-то максимального значения. Максимальная энергия лежит в пределах от 0,015-0,05 МэВ (мягкое излучение) до 3-13,5 МэВ (жесткое излучение).

Так как β-частицы имеют заряд, то под действием электрического и магнитного полей они отклоняются от прямолинейного направления. Обладая очень малой массой, β-частицы при столкновении с атомами и молекулами также легко отклоняются от своего первоначального направления (т.е. происходит сильное рассеяние их). Поэтому определить длину пути β-частиц очень трудно - этот путь слишком извилистый. Пробег β -частиц в связи с тем, что они обладают различным запасом энергии, также подвергается колебаниям. Длина пробега в воздухе может достигать 25 см, а иногда и нескольких метров. В биологических тканях пробег частиц составляет до 1 см. На путь пробега влияет также плотность среды.

Периоды полураспада заключены  в широком интервале: от 1,3*сек (12N) до 2* лет (природный радиоактивный изотоп 180W).

β-распад имеет место у элементов всех частей периодической системы. Тенденция к β-превращению возникает вследствие наличия у ряда изотопов избытка нейтронов или протонов по сравнению с тем количеством, которое отвечает максимальной устойчивости. Таким образом, тенденция к β+- распаду или К-захвату характерна для нейтронодефицитных изотопов, а тенденция к β-распаду -для нейтроноизбыточных изотопов.

Если изотоп имеет меньшее массовое число, чем указано в периодической  системе Менделеева, то велика вероятность того, что он будет β+ -активным, т.е. протон внутри такого ядра будет стремиться превратиться в нейтрон. Если масса изотопа больше, чем указано в периодической системе Менделеева, то возрастает вероятность того, что он будет β-активным, т.е. в таком ядре нейтрон будет стремиться превратиться в протон. В обоих случаях ядро становится неустойчивым, и его распад ведёт к восстановлению соотношения протонов и нейтронов.

Природа β-распада.

Исследование β-распада ядер неоднократно ставило учёных перед неожиданными загадками. После открытия радиоактивности явление β-распада долгое время рассматривалось как аргумент в пользу наличия в атомных ядрах электронов; это предположение оказалось в явном противоречии с квантовой механикой. Затем непостоянство энергии электронов, вылетающих при β-распаде, даже породило у некоторых физиков неверие в закон сохранения энергии, т.к. было известно, что в этом превращении участвуют ядра, находящиеся в состояниях с вполне определённой энергией. Максимальная энергия вылетающих из ядра электронов как раз равна разности энергий начального и конечного ядер. Но в таком случае было непонятно, куда исчезает энергия, если вылетающие электроны несут меньшую энергию. Предположение немецкого учёного В. Паули о существовании новой частицы - нейтрино - спасло не только закон сохранения энергии, но и другой важнейший закон физики - закон сохранения момента количества движения.

Источник.

Взаимные превращения нуклонов в легких и тяжелых ядрах при  участии слабых взаимодействий.

Энергия.

Для того чтобы ядро было неустойчиво  по отношению к одному из типов  β-превращения, сумма масс частиц в  левой части уравнения реакции  должна быть больше суммы масс продуктов превращения. Поэтому при β-распаде происходит выделение энергии.

Энергия β- распада распределяется между тремя частицами: электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и ядром; каждая из лёгких частиц может уносить практически любую энергию т. е. их энергетические спектры являются сплошными. Лишь при К-захвате нейтрино уносит всегда одну и ту же энергию.

Существует  три вида β-распада.

а) Электронный β-распад. Он характерен для естественных, так и для искусственных радиоактивных элементов. Этот распад в основном характерен для тяжелых радиоактивных изотопов. Электронному β-распаду подвергается около 46 % всех радиоактивных изотопов. После вылета -частицы порядковый номер нового атома увеличивается на единицу, а масса практически не изменяется. Этот распад типичен для ядер, содержащих избыточное число нейтронов, и эквивалентен превращению нейтрона ядра в протон согласно реакции:

Пример 

.

Спектр β-распада -непрерывный, так как вылет электронов сопровождается вылетом из ядра нейтрино-элементарной частицы с массой, равной около 0,002 массы покоя электрона. Суммарная энергия -частицы и нейтрино равна максимальной энергии, характерной для данного радионуклида.

б) Позитронный  β-распад. Наблюдается у некоторых искусственных радиоактивных изотопов, у которых в ядре имеется излишек протонов. Он характерен для 11 % радиоактивных изотопов, находящихся в первой половине таблицы Д.И.Менделеева (Z<45). При позитронном β - распаде один из протонов превращается в нейтрон, заряд ядра и, соответственно, атомный номер уменьшаются на единицу, а массовое число остается без изменений. Ядро испускает позитрон и нейтрино.

Пример

Позитрон, вылетев из ядра, срывает с оболочки атома «лишний» электрон или взаимодействует  со свободным электроном, образуя  пару «позитрон-электрон», которая мгновенно превращается в два γ-кванта с энергией, эквивалентной массе частиц. Процесс превращения пары «позитрон-электрон» в два γ-кванта получил название аннигиляции (уничтожения), а возникающее электромагнитное излучение - аннигиляционного. В данном случае происходит превращение одной формы материи (частиц вещества) в другую - γ-фотоны.

в) Электронный К-захват (захват ядром  орбитального электрона). Это такой вид радиоактивного превращения, когда ядро атома захватывает электрон из ближайшего к ядру энергетического К-уровня (электронный К-захват) или, реже, в 100 раз - из L уровня. В результате один из протонов ядра нейтрализуется электроном превращаясь в нейтрон. Порядковый номер нового ядра становится на единицу меньше, а массовое число не изменяется. Ядро испускает антинейтрино. Освободившееся место, которое занимал в К или L-уровне захваченный электрон, заполняется электроном из более удаленных от ядра энергетических уровней. Избыток энергии, освободившийся при таком переходе, испускается атомом в виде характеристического рентгеновского излучения.

Пример 

.

Электронный К-захват характерен для 25% всех радиоактивных ядер, но в  основном для искусственных радиоактивных  изотопов, расположенных в другой половине таблицы Д.И. Менделеева и имеющих излишек протонов (Z = 45-105). Только три естественных элемента претерпевают К-захват: калий-40, лантан-139, лютеций-176 .

Некоторые ядра могут распадаться  двумя или тремя способами: путем и β-распада и К-захвата. Калий-40 подвергается, как уже отмечалось, электронному распаду 88% и К-захвату - 12%. Медь-64 превращается в никель (позитронный распад - 19%, К-захват - 42%,электронный распад - 39%).

Позитронный распад и К-захват являются конкурирующими процессами. Если энергетически  возможно испускание позитрона, то безусловно возможен и процесс К-захвата. Для  испускания позитрона необходимо, чтобы  максимальная энергия γ-кванта была больше энергии покоя электрона (>). Если < единственным энергетически возможным процессом является К-захват.

3. Изомерные переходы. Метастабильное состояние - это такое возбужденное состояние ядра атома, период «высвечивания» которого во много раз больше периода высвечивания при простом возбуждении ядра. Радионуклидами, находящиеся в разных энергетических состояниях, называются изомерами.

Ядро может перейти в метастабильное состояние при ядерных превращениях в результате захвата медленных нейтронов, бомбардировки ядер заряженными частицами и т.д.

Явление ядерной изомерии, т.е. существование (с измеримой продолжительностью жизни) ядер с одинаковыми значениями Z и A в различных энергетических состояниях, обычно объясняют запрещением γ-переходов, благодаря чему возбужденные состояния становятся метастабильными. Для перехода ядра атома из метастабильного состояния в основное есть два пути: γ-переход, при котором избыток энергии выделяется в виде коротковолнового излучения - γ-квантов, и конверсионный переход, при котором избыток энергии передается ядром одному из электронов с К- или L-оболочками, причем электрон вылетает за пределы атома. Электроны, получившие энергию и покинувшие атом, называются конверсионными электронами, а само явление - явлением внутренней конверсии. Внутренняя конверсия - это дополнительный путь разрядки ядра, конкурирующий с радиационным переходом. Отношение числа конверсионных электронов к числу испускаемых ядром за то же время γ-квантов называется коэффициентом внутренней конверсии.

Рисунок 1 - Схема распада кобальта-60

Радиоактивные превращения принято  изображать в виде схем распада (рис.1). В схемах распада горизонтальными линиями обозначаются уровни энергий исходных, промежуточных и конечных продуктов распада. Расстояния между горизонтальными линиями пропорциональны разности энергии этих уровней. Вертикальные линии соответствуют ядерному переходу с излучением  γ-кванта. С левой стороны от исходного уровня указывается период полураспада радионуклида. Между горизонтальными линиями приведено значение энергии в мегаэлектронвольтах и процентное содержание данного вида излучения, характеризующего его выход. Уровни энергии с более высокими порядковыми номерами сдвигаются вправо от исходного ядра (электронный распад), а с более низкими - влево (позитронный и α-распад, К-захват).

Рисунок 2 - Принципы распадов

1.2 Характеристика ионизирующих  излучений и их

единицы измерения

Ионизирующие излучения имеют ряд общих свойств, два из которых - способность проникать через материалы различной толщины и ионизировать воздух и живые клетки организма - заслуживают особенно пристального внимания.

При излучении действия излучения  на организм были определены следующие особенности:

1)  высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызывать глубокие биологические изменения в организме;

2)  наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах;

3)  действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией;

4)  излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект;

5) различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002 - 0,005 Гр уже наступают изменения в крови;

6) не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7) облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Вещества, способные создавать  ионизирующие излучения, различаются  активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени. Активность равна отношению числа самопроизвольно ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение  в секунду (распад/с). Эта единица  получила название беккерель (Бк).

Внесистемной единицей измерения  активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 · актов распада в одну секунду, т.е. 1 Ки = 3,7·Бк.

Для установления закономерностей распространения  и поглощения ионизирующих излучений в среде, в том числе и в биологической ткани, введены следующие основные характеристики: энергия частиц и гамма-квантов, плотность потока частиц (фотонов), флюенс-частиц (фотонов), и др.