Физика здоровья, также называемая наукой о радиационной защите , — это профессия, посвященная защите людей и окружающей среды от потенциальной радиационной опасности, при этом позволяя наслаждаться полезным использованием радиации. Физики здоровья обычно требуют четырехлетней степени бакалавра и квалификационного опыта, который демонстрирует профессиональные знания теории и применения принципов радиационной защиты и тесно связанных наук. Физики здоровья в основном работают на объектах, где используются или производятся радионуклиды или другие источники ионизирующего излучения (например, рентгеновские генераторы ); к ним относятся исследования, промышленность, образование, медицинские учреждения, ядерная энергетика, армия, охрана окружающей среды, обеспечение соблюдения государственных постановлений, а также дезактивация и вывод из эксплуатации — сочетание образования и опыта для физиков здоровья зависит от конкретной области, в которой работает физик здоровья.
В области медицинской физики существует множество подспециальностей, [1] включая
Подотрасль оперативной физики здоровья, также называемая прикладной физикой здоровья в старых источниках, фокусируется на полевых работах и практическом применении знаний физики здоровья в реальных ситуациях, а не на фундаментальных исследованиях. [2]
Область физики здоровья связана с областью медицинской физики [3] , и они похожи друг на друга в том, что практикующие врачи полагаются на большую часть одной и той же фундаментальной науки (например, радиационную физику, биологию и т. д.) в обеих областях. Однако физики здоровья сосредоточены на оценке и защите здоровья человека от радиации, тогда как физики здоровья в медицине и медицинские физики поддерживают использование радиации и других технологий, основанных на физике, врачами-практиками для диагностики и лечения заболеваний. [4]
Практическое измерение ионизирующего излучения необходимо для физики здоровья. Оно позволяет оценивать меры защиты и дозу облучения, вероятно, или фактически полученную отдельными лицами. Предоставление таких приборов обычно регулируется законом. В Великобритании это Положения об ионизирующем излучении 1999 года.
Измерительные приборы радиационной защиты бывают как «стационарные» (устанавливаемые на фиксированном месте), так и переносные (ручные или переносные).
Установленные приборы фиксируются в положениях, которые, как известно, важны для оценки общей радиационной опасности в зоне. Примерами являются установленные радиационные мониторы "зоны", мониторы блокировки гамма-излучения, мониторы выхода персонала и мониторы загрязнения воздуха.
Зональный монитор измеряет окружающее излучение, обычно рентгеновское, гамма- или нейтронное; это излучения, которые могут иметь значительные уровни радиации на расстоянии более десятков метров от их источника и, таким образом, охватывать большую территорию.
Блокировочные мониторы используются для предотвращения непреднамеренного воздействия избыточной дозы на работников путем ограничения доступа персонала в зону с высоким уровнем радиации.
Мониторы загрязнения воздуха измеряют концентрацию радиоактивных частиц в атмосфере для предотвращения попадания радиоактивных частиц в легкие персонала.
Мониторы выхода персонала используются для контроля за работниками, которые покидают «контролируемую загрязнением» или потенциально загрязненную зону. Они могут быть в форме ручных мониторов, зондов для досмотра одежды или мониторов всего тела. Они контролируют поверхность тела и одежды работника, чтобы проверить, не отложилось ли какое-либо радиоактивное загрязнение . Они обычно измеряют альфа, бета или гамма, или их комбинации.
Национальная физическая лаборатория Великобритании опубликовала руководство по надлежащей практике на своем Форуме метрологии ионизирующего излучения, касающееся предоставления такого оборудования и методологии расчета уровней срабатывания сигнализации, которые следует использовать. [5]
Портативные приборы бывают ручными или переносными. Ручной прибор обычно используется в качестве контрольно-измерительного прибора для детальной проверки объекта или человека или оценки области, где не установлены приборы. Их также можно использовать для контроля выхода персонала или проверки загрязнения персонала в полевых условиях. Обычно они измеряют альфа, бета или гамма или их комбинации.
Переносные приборы — это, как правило, приборы, которые были бы установлены постоянно, но временно размещены в зоне, где существует вероятность возникновения опасности, для обеспечения постоянного мониторинга. Такие приборы часто устанавливаются на тележках для облегчения развертывания и связаны с временными эксплуатационными ситуациями.
Ниже перечислен ряд наиболее часто используемых приборов обнаружения.
Для более полного описания каждого из них необходимо перейти по ссылкам.
В Соединенном Королевстве HSE выпустила руководство пользователя по выбору правильного прибора для измерения радиации для соответствующего применения [2] Архивировано 2020-03-15 в Wayback Machine . Оно охватывает все технологии приборов для измерения ионизирующего излучения и является полезным сравнительным руководством.
Дозиметры — это устройства, которые носит пользователь, измеряющие дозу радиации , которую получает пользователь. Распространенные типы носимых дозиметров для ионизирующего излучения включают:
Основные единицы не учитывают количество повреждений, наносимых материи (особенно живой ткани) ионизирующим излучением. Это более тесно связано с количеством переданной энергии , а не с зарядом. Это называется поглощенной дозой .
Равные дозы различных типов или энергий излучения вызывают разное количество повреждений живой ткани. Например, 1 Гр альфа-излучения вызывает примерно в 20 раз больше повреждений, чем 1 Гр рентгеновских лучей . Поэтому была определена эквивалентная доза , чтобы дать приблизительную меру биологического эффекта излучения. Она рассчитывается путем умножения поглощенной дозы на весовой коэффициент W R , который отличается для каждого типа излучения (см. таблицу в разделе Относительная биологическая эффективность#Стандартизация ). Этот весовой коэффициент также называется Q (коэффициент качества) или RBE ( относительная биологическая эффективность излучения).
Для сравнения, средняя «фоновая» доза естественной радиации, получаемая человеком в день, по оценкам НКДАР ООН 2000 года, составляет BRET 6,6 мкЗв (660 мкБэр). Однако местные облучения различаются: среднегодовое значение в США составляет около 3,6 мЗв (360 мбэр), [6] а в небольшом районе Индии достигает 30 мЗв (3 бэр). [7] [8] Смертельная доза радиации на все тело для человека составляет около 4–5 Зв (400–500 бэр). [9]
В 1898 году Рентгеновское общество (ныне Британский институт радиологии ) создало комитет по рентгеновским повреждениям, положив тем самым начало дисциплине радиационной защиты. [10]
По словам Пола Фрейма: [11]
«Считается, что термин «физика здоровья» возник в Металлургической лаборатории Чикагского университета в 1942 году, но точное происхождение неизвестно. Термин, возможно, был придуман Робертом Стоуном или Артуром Комптоном , поскольку Стоун был главой Отдела здоровья, а Артур Комптон был главой Металлургической лаборатории. Первой задачей Секции физики здоровья было проектирование защиты для реактора CP-1 , который строил Энрико Ферми , поэтому первоначальными HP были в основном физики, пытавшиеся решить проблемы, связанные со здоровьем. Объяснение, данное Робертом Стоуном, состояло в том, что «...термин «физика здоровья» использовался в Плутониевом проекте для обозначения области, в которой физические методы используются для определения наличия опасностей для здоровья персонала».
Вариант был предложен Рэймондом Финклем, сотрудником Отдела здравоохранения того времени. «Сначала эта монета просто обозначала физический отдел Отдела здравоохранения... название также служило безопасности: « радиационная защита » могла вызвать нежелательный интерес; «физика здоровья» ничего не значила».
В следующей таблице приведены величины излучения в единицах СИ и вне системы СИ.
Хотя Комиссия по ядерному регулированию США разрешает использовать единицы кюри , рад и бэр наряду с единицами СИ [12] , директивы Европейского союза о европейских единицах измерения требуют, чтобы их использование в «целях общественного здравоохранения...» было прекращено к 31 декабря 1985 года. [13]
