Ионизирующие излучения бывают двух видов — электромагнитные волны и частицы. Они называются ионизирующими благодаря своей способности вызывать ионизацию атомов и молекул в веществе. К электромагнитным относятся рентгеновское и гамма-излучение от радиоактивных элементов. Электромагнитными являются по своей природе и радиоволны, видимый свет и ультрафиолетовое излучение, однако их энергии для ионизации недостаточно. Все остальные ионизирующие излучения представляют собой частицы. Например, бета-частицы — это отрицательно заряженные электроны; альфа-частицы — положительно заряженные ядра элемента гелия; нейтроны — частицы, не имеющие зарядов.
Для количественного выражения действия радиации на человека используется понятие доза.
Энергия излучения, поглощенная телом (поглощенная доза), измеряется в греях (Гр). Она соответствуют энергии, поглощенной в единице массы вещества: 1 Гр = 1 Дж/кг. Кроме нее на практике может использоваться внесистемная единица рад.
Разные виды излучения действуют на живые организмы с разной эффективностью. При одной и той же поглощенной дозе нейтронное излучение определенной энергии вызовет в 10, а альфа-излучение — в 20 раз больше повреждений, чем рентгеновское излучение. Для учета этого фактора появилось понятие эквивалентная доза; единицей эквивалентной дозы измерения являются зиверт (Зв) и старая единица — бэр. Последствия облучения разных органов и тканей могут быть различными даже при одинаковой поглощенной дозе, поэтому существует понятие эффективной дозы. Она отражает вклад облучения того или иного органа при неравномерном облучении тела в развитие в будущем таких отдаленных последствий, которые могли бы наступить при равномерном облучении организма, и также измеряется в зивертах.
В радиационной безопасности используется также понятие годовой эффективной дозы — суммы полученной за календарный год эффективной дозы внешнего облучения и ожидаемой дозы внутреннего облучения, обусловленного поступлением в организм радионуклидов за тот же год.
Излучение может характеризоваться и способностью вызывать ионизацию воздуха. Для рентгеновского и гамма-излучения долгие годы применялась внесистемная единица рентген, отражающая число образовавшихся ионов в 1см3 воздуха. И хотя официально в настоящее время эта единица выведена из списка дозиметрических показателей, на практике она все еще широко используется.
В очень грубом приближении можно принять, что 13в = 1Гр = 100 рад=100 бэр = 100 Р.
Часто пользуются величинами миллизиверт (1 мЗв = 0,001 Зв), сантигрей (1 сГр = 0,01 Гр) и т.п., так же, например, как небольшие предметы измеряются не в метрах, а в сантиметрах и миллиметрах.
Поглощенная энергия может нарушать ход нормальных биологических процессов в организме. Нарушения, возникающие при действии радиации, объясняются специфическими механизмами его взаимодействия с молекулами, клетками, тканями, организмами. Удивительный факт: энергия, поглощаемая телом человека при смертельной дозе 10 Гр, соответствует тепловой энергии стакана горячего чая, которая приведет к повышению температуры тела всего лишь на одну сотую долю градуса, когда человек выпьет этот стакан чая.
Кроме общей величины дозы имеет значение и интенсивность облучения, характеризуемая мощностью дозы. Она измеряется, например, в миллизивертах в час или миллизивертах в год — в зависимости от величины (как и скорость измеряется в км/час, или м/сек, или км/сек — в зависимости оттого, насколько быстро движется предмет).
Дозиметры часто показывают не накопленную дозу, а ее мощность. Чтобы определить значение дозы, полученной за промежуток времени, необходимо умножить среднюю мощность дозы на продолжительность облучения. Обратите внимание на то, чтобы время измерялось в одних и тех же единицах — часах, минутах, годах и т.д. Определение дозы на основе значения мощности будет аналогично тому, как определяется расстояние — умножением средней скорости на время в пути.
Для измерения уровня загрязнения радионуклидами различных объектов пользуются мерой радиоактивности, равной числу распадов радиоактивных атомов за единицу времени. Скорость распада, равная 1 распад/сек, называется беккерель (Бк). Загрязненность местности измеряется в Бк/м2, пищевых продуктов — в Бк/кг или Бк/л, воздуха — Бк/м3. Старая единица называлась кюри (Ки); 1 кюри равняется 37 миллиардам беккерелей.