Absorboitunut annos

Absorboitunut annos (tunnus D) on fysikaalinen suure, joka kuvaa ionisoivan säteilyn aiheuttamaa todellista säteilyannosta kohdeaineessa. Absorboituneella annoksella ilmoitetaan, kuinka suuren energiamäärän säteily on jättänyt kohdeaineeseen massayksikköä kohden, joten suureen yksikkö on joulea/kilogramma (J/kg), josta käytetään nimitystä gray (tunnus Gy). Gray on yleensä liian suuri yksikkö, joten yleisemmin käytetään yksiköitä milli- tai mikrogray. Matemaattisesti merkittynä absorboitunut annos saadaan kaavalla:

${\displaystyle D={\frac {\Delta \,E}{\Delta \,m}}}$,

jossa E on säteilyn energiamäärä ja m on absorboivan kohteen massa.

Absorboituneen annoksen suure on myös kerma (engl. kinetic energy released per unit mass; tunnus K), joka kuvaa varauksettomien hiukkasten (kuten fotonien ja neutronien) sekundaarihiukkasiin luovuttamaa liike-energiaa väliaineen massayksikköä kohti^[1]. Suure ilmakerma (K_a) on varauksettomien ionisoivien hiukkasten ilma‐alkiossa tuottamien varauksisten hiukkasten syntyhetken liike‐energioiden summa jaettuna ilma‐alkion massalla.^[2]

Ekvivalenttiannos puolestaan kuvaa säteilyn aiheuttamaa biologista vaikutusta. Ekvivalenttiannos voidaan laskea absorboituneesta annoksesta säteilyn luonteesta riippuvien painotuskertoimien avulla.

Ionisoivaa säteilyä lähettävän kappaleen aktiivisuuden vaikutus vieressä olevaan kappaleeseen absorboituneeseen säteilyannokseen on ainekohtaista. Eri materiaalit absorboivat säteilyä eri määriä.

Säteilyannoksen vaikutuksia

Absorboitunut säteilyannos saa aikaan näkyviä vaikutuksia elävässä kudoksessa ja myös kiinteissä kuolleissa materiaaleissa, kuten puussa. Puun sisäinen rakenne haurastuu (selluloosakuidut hajoavat) hieman 1 miljoonan grayn säteilyannoksella ja puun rakenne hajoaa täysin 6 MGy annoksella.^[3] Vastaavia ilmiöitä on havaittavissa esimerkiksi muoveilla. Elävässä kudoksessa säteily aiheuttaa vaurioita paljon pienemmällä annosmäärällä. Ihmisellä koko ruumiseen kohdistuva noin 6 grayn kerta-annos tuhoaa luuytimen, mikä johtaa kuolemaan joidenkin päivien kuluessa. Röntgentutkimuksessa saatavat annokset ovat 1,4 milligrayn luokkaa.

Muita yksiköitä

Absorboituneelle annokselle on myös SI-järjestelmään kuulumaton yksikkö rad (tunnus rad). Yksi rad on 0,01 Gy,^[4] eli

1 Gy = 100 rad.

Lähteet

1. Marttila, O.J.: Suureet ja yksiköt STUK. Viitattu 4.8.2022.
2. STUK: Säteilyturvakeskuksen määräys ionisoivan säteilyn mittauksista S/7/2021 STUK. Viitattu 27.1.2023.
3. Puun rakenne ja ominaisuudet, Prof. Pentti Kettunen, Tampereen teknillinen yliopisto, Materiaaliopin laitos, Tampere, 2004
4. Suomen Standardoimisliitto: SI-opas (myös painettuna, ISBN 952-5420-93-0) (PDF) (Sivu 25.) SFS-oppaat. 04.11.2002. Suomen Standardoimisliitto. Arkistoitu 31.8.2012. Viitattu 7.12.2013.