Под поглощенной дозой (ПД) понимают такую дозу, которая характеризует энергию излучения, переданную единице массы вещества. Однако определить поглощенную в организме энергию невозможно, поэтому было введено такое понятие, как экспозиционная доза (ЭД). ЭД представляет собой меру ионизации воздуха под действием гамма- или рентгеновского излучения. За единицу ЭД принят кулон на килограмм (Кл/кг). В свою очередь, внесистемной единицей ЭД является рентген (Р).
Между единицами ЭД и ПД существует следующая связь:
,D = f x X где
- D – поглощенная доза;
- X – экспозиционная доза;
- f — переходный коэффициент (ПК), который зависит от энергии фотонов и облучаемого вещества.
Для костной ткани переходный коэффициент (далее – ПК) варьируется от 1 до 4,5, для воздуха ПК составляет 0,88, а для воды этот показатель равен 1. В последнем случае ПД в радах численно равна ЭД в рентгенах (1 рад = 1 Р). Собственно, это обуславливает удобство применения внесистемных единиц рентген и рад.
ПД в любом веществе может быть определена по следующей формуле:
- q – плотность воды и вещества соответственно;
- µл –– линейные коэффициенты поглощения излучений в веществе и воде соответственно;
- Х – экспозиционная доза.
Средняя энергия, которая необходима для образования пары ионов в воздухе под воздействием излучения, составляет 33,7 эВ. Так как 1 эВ = 1,602 · 10-19 Дж, то 1 Р соответствует ПД излучения в воздухе, которая равна 0,0088 Гр (8,8 мГр). Одно и то же излучение, создающее ЭД в воздухе, будет давать разные ПД в разных телах.
Так, например, если в воздухе 1 Р соответствует 8,8 мГр, то в биологической ткани ПД составит порядка 9,3 мГр. Столь небольшая разница связана с тем, что 1 кг биологической ткани поглощает немного больше энергии излучения, чем при тех же условиях 1 кг воздуха. Для многих практических задач такая разница является несущественной, поэтому в основном используют следующие приближение: 1 Р ~ 0,01 Гр.