Основная величина - поглощённая доза излучения или просто доза излучения (отношение энергии, переданной ионизирующим излучением элементарному объёму вещества, к массе этого объёма). Единица дозы излучения в системе СИ - грэй (названа в честь выдающегося учёного в области радиационной дозиметрии и радиобиологии Луиса Гарольда Грея). 1 грэй соответствует поглощению 1 джоуля энергии любого вида ионизирующего излучения в 1 кг облучённого вещества. Внесистемная единица поглощённой дозы - Рад. 1 Рад соответствует поглощению 100 эрг энергии любого вида в 1 г облучаемого вещества.
1 Рад=10-2 Дж/кг=10-2 Гр.
Кроме дозы излучения, в радиационной дозиметрии используют и величину экспозиционной дозы. Её определяют как отношение полного заряда всех ионов одного знака, созданных ионизирующим излучением в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме. Единица экспозиционной дозы в системе СИ - кулон на килограмм (Кл/кг). 1 Кл/кг - единица экспозиционной дозы ионизирующего излучения, при прохождении которого через 1 кг воздуха создаются ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). 1 рентген соответствует образованию в 1 см3 воздуха при 0 °С и давлении 760 мм рт.ст. 2,08x109 пар ионов.
1 Р=2,58x10-4 Кл/кг.
Существует связь между экспозиционной и поглощённой дозой: 1 Р соответствует дозе излучения в воздухе, равной 0,88x10-2 Гр, 1 Р соответствует дозе излучения в биологической ткани, равной 0,93x10-2 Гр.
Для оценки биологического воздействия излучения произвольного состава (нейтронов, αчастиц, электронов, γквантов, позитронов) ввели понятие эквивалентной дозы ионизирующего излучения. С чем это связано? Многочисленными исследованиями в области радиобиологии было установлено, что наблюдаемый биологический эффект облучения зависит не только от величины дозы излучения, но и от его вида или, как это принято называть в радиационной дозиметрии, от качества излучения. Дело в том, что такие виды ионизирующего излучения, как нейтроны, αчастицы, тяжёлые ионы, проходя через биологические ткани, создают в них большие плотности ионизации или, в терминах радиационной дозиметрии, эти виды излучений создают большие линейные потери энергии. Другие виды излучения (рентгеновское и γизлучение, электроны, позитроны, протоны больших энергий) обладают малыми линейными потерями энергии. Итак, ионизирующие излучения различаются не только, как указывалось выше, на непосредственно и косвенно ионизирующие вещества, но и на плотноионизирующие и редкоионизирующие. Именно этим объясняют один из основных феноменов радиобиологии - при одинаковых поглощённых дозах биологический эффект от плотно ионизирующих излучений значительно выше, чем от редкоионизирующих.