Od sredine prošlog stoljeća u znanost je došla nova riječ - zračenje. Njegovo otkriće napravilo je revoluciju u umovima fizičara diljem svijeta i omogućilo odbacivanje nekih Newtonovih teorija i stvaranje hrabrih pretpostavki o strukturi svemira, njegovom formiranju i našem mjestu u njemu. Ali to je sve za stručnjake. Građani samo uzdišu i pokušavaju spojiti tako raznorodna znanja o ovoj temi. Proces komplicira činjenica da postoji dosta jedinica mjerenja zračenja i sve su prihvatljive.
Terminologija
Prvi pojam s kojim se treba upoznati je, zapravo, zračenje. Ovo je naziv za proces zračenja neke tvari najmanjih čestica, kao što su elektroni, protoni, neutroni, atomi helija i drugi. Ovisno o vrsti čestice, svojstva zračenja se međusobno razlikuju. Zračenje se opaža ili tijekom raspada tvari na jednostavnije, ili tijekom njihove sinteze.
Jedinice zračenja su konvencionalni koncepti koji pokazuju koliko se elementarnih čestica oslobađa iz materije. U ovom trenutku fizika djeluje na obiteljrazličite jedinice i njihove kombinacije. To vam omogućuje da opišete različite procese koji se događaju s materijom.
Radioaktivni raspad je proizvoljna promjena u strukturi nestabilnih atomskih jezgri oslobađanjem mikročestica.
Konstanta raspada je statistički koncept koji predviđa vjerojatnost uništenja atoma u određenom vremenskom razdoblju.
Poluživot je vremenski period tijekom kojeg se raspada polovica ukupne količine tvari. Za neke elemente se računa u minutama, dok su za druge godine, pa čak i desetljeća.
Kako se mjeri zračenje
Jedinice zračenja nisu jedine koje se koriste za procjenu svojstava radioaktivnih materijala. Osim njih, koriste se i takve veličine kao što su:
- aktivnost izvora zračenja;- gustoća protoka (broj ionizirajućih čestica po jedinici površine).
Osim toga, postoji razlika u opisu utjecaja zračenja na žive i nežive objekte. Dakle, ako je tvar neživa, onda se na nju primjenjuju koncepti:
- apsorbirana doza;- doza izloženosti.
Ako je zračenje utjecalo na živo tkivo, tada se koriste sljedeći izrazi:
- ekvivalentna doza;
- učinkovita ekvivalentna doza;- brzina doze.
Jedinice mjerenja zračenja su, kao što je gore spomenuto, uvjetne numeričke vrijednosti koje su usvojili znanstvenici kako bi olakšali izračune i izgradili hipoteze i teorije. Možda zato ne postoji jedinstvena općeprihvaćena mjerna jedinica.
Curie
Jedna od jedinica za zračenje je curie. Ne pripada sustavu (ne pripada SI sustavu). U Rusiji se koristi u nuklearnoj fizici i medicini. Aktivnost tvari bit će jednaka jednom curiju ako se u njoj u jednoj sekundi dogodi 3,7 milijardi radioaktivnih raspada. Odnosno, možemo reći da je jedna curie jednaka tri milijarde sedamsto milijuna bekerela.
Ovaj broj je nastao zbog činjenice da je Marie Curie (koja je uvela ovaj termin u znanost) provela svoje eksperimente na radiju i uzela njegovu stopu raspadanja kao osnovu. No, s vremenom su fizičari odlučili da je brojčanu vrijednost ove jedinice bolje vezati za drugu - bekerel. To je omogućilo izbjegavanje nekih pogrešaka u matematičkim izračunima.
Pored kurija, često možete pronaći višekratnike ili podmnože, kao što su:
- megakuri (jednako 3,7 puta 10 na 16. stepen bekerela);
- kilokuri (3,7 tisuća milijardi bekerela);
- milicurie (37 milijuna becquerela);- microcurie (37 tisuća becquerela).
Upotrebom ove jedinice možete izraziti volumen, površinu ili specifičnu aktivnost tvari.
Becquerel
Becquerel jedinica doze zračenja je sustavna i uključena je u Međunarodni sustav jedinica (SI). Najjednostavniji je, jer radijacijska aktivnost od jednog bekerela znači da postoji samo jedan radioaktivni raspad u sekundi u materiji.
Dobio je ime u čast Antoinea Henrija Becquerela, francuskog fizičara. Naslov je bioodobrena krajem prošlog stoljeća i koristi se i danas. Budući da je ovo prilično mala jedinica, decimalni prefiksi koriste se za označavanje aktivnosti: kilo-, mili-, mikro- i drugi.
Odnedavno se uz bekerele koriste nesistemske jedinice kao što su curie i rutherford. Jedan rutherford jednak je milijunu bekerela. U opisu volumetrijske ili površinske aktivnosti mogu se pronaći oznake bekerel po kilogramu, bekerel po metru (kvadratni ili kubični) i njihove različite izvedenice.
X-zraka
Jedinica mjerenja zračenja, X-zraka, također nije sustavna, iako se svugdje koristi za označavanje doze izloženosti primljenom gama zračenju. Jedan rentgen jednak je takvoj dozi zračenja pri kojoj jedan kubični centimetar zraka pri standardnom atmosferskom tlaku i nultoj temperaturi nosi naboj jednak 3,3(10-10). To je jednako dva milijuna parova iona.
Unatoč činjenici da je prema zakonodavstvu Ruske Federacije većina nesustavnih jedinica zabranjena, X-zrake se koriste u označavanju dozimetara. Ali uskoro će se prestati koristiti, jer se pokazalo praktičnijim sve zapisivati i izračunavati u sivertima i sivertima.
Rad
Jedinica za mjerenje zračenja, rad, je izvan SI sustava i jednaka je količini zračenja pri kojoj se milijunti dio džula energije prenosi na jedan gram tvari. To jest, jedan rad je 0,01 džula po kilogramu materije.
Materijal koji apsorbira energiju može biti živo tkivo ili drugi organski ianorganske tvari i tvari: tlo, voda, zrak. Kao samostalna jedinica, rad je uveden 1953. godine i u Rusiji ima pravo da se koristi u fizici i medicini.
Siva
Ovo je još jedna jedinica mjere za razinu zračenja, koju priznaje Međunarodni sustav jedinica. Odražava apsorbiranu dozu zračenja. Smatra se da je tvar primila dozu od jednog sive ako je energija koja je prenesena zračenjem jednaka jednom džulu po kilogramu.
Ova jedinica je dobila ime u čast engleskog znanstvenika Lewisa Graya i službeno je uvedena u znanost 1975. godine. Prema pravilima, puni naziv jedinice piše se malim slovom, ali se njezina skraćena oznaka piše velikim slovom. Jedan sivi je jednak stotinu rada. Osim jednostavnih jedinica, u znanosti se koriste i višestruki i višestruki ekvivalenti, kao što su kilogray, megagray, decigray, centigray, mikrosiva i drugi.
Sievert
Sivertova jedinica zračenja koristi se za označavanje učinkovitih i ekvivalentnih doza zračenja i također je dio SI sustava, poput sivog i bekerela. U znanosti se koristi od 1978. Jedan sievert jednak je energiji koju apsorbira kilogram tkiva nakon izlaganja jednom zagrijavanju gama zraka. Naziv jedinice dobio je u čast Rolfa Sieverta, znanstvenika iz Švedske.
Po definiciji, sieverti i sivi su jednaki, odnosno, ekvivalentne i apsorbirane doze imaju istu veličinu. Ali ipak postoji razlika među njima. Prilikom određivanja ekvivalentne dozepotrebno je uzeti u obzir ne samo količinu, već i druga svojstva zračenja, kao što su valna duljina, amplituda, te koje čestice ga predstavljaju. Stoga se brojčana vrijednost apsorbirane doze množi faktorom kvalitete zračenja.
Tako, na primjer, pod svim ostalim jednakim uvjetima, apsorbirani učinak alfa čestica bit će dvadeset puta jači od iste doze gama zračenja. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir koeficijent tkiva, koji pokazuje kako organi reagiraju na zračenje. Stoga se ekvivalentna doza koristi u radiobiologiji, a učinkovita doza koristi se u zdravstvu na radu (za normalizaciju izloženosti zračenju).
Solarna konstanta
Postoji teorija da se život na našem planetu pojavio zbog sunčevog zračenja. Mjerne jedinice zračenja zvijezde su kalorije i vati podijeljeni jedinicom vremena. To je odlučeno jer je količina sunčevog zračenja određena količinom topline koju objekti primaju i intenzitetom s kojim dolazi. Samo pola milijuna od ukupne količine emitirane energije doseže Zemlju.
Zračenje zvijezda širi se u svemiru brzinom svjetlosti i ulazi u našu atmosferu u obliku zraka. Spektar ovog zračenja je prilično širok - od "bijelog šuma", odnosno radio valova, do X-zraka. Čestice koje se također slažu sa zračenjem su protoni, ali ponekad mogu postojati i elektroni (ako je oslobađanje energije veliko).
Zračenje primljeno od Sunca je pokretačka snaga svih živih procesaplaneta. Količina energije koju primamo ovisi o godišnjem dobu, položaju zvijezde iznad horizonta i transparentnosti atmosfere.
Učinak zračenja na živa bića
Ako se živa tkiva s istim karakteristikama zrače različitim vrstama zračenja (pri istoj dozi i intenzitetu), rezultati će varirati. Stoga za utvrđivanje posljedica nije dovoljna samo apsorbirana ili ekspozicijska doza, kao što je slučaj s neživim predmetima. Jedinice prodornog zračenja pojavljuju se na sceni, kao što su sivertovi removi i sivi, koji označavaju ekvivalentnu dozu zračenja.
Ekvivalent je doza koju apsorbira živo tkivo i pomnožena s uvjetnim (tablicnim) koeficijentom, koji uzima u obzir koliko je opasna ova ili ona vrsta zračenja. Najčešće korištena mjera je sivert. Jedan sivert jednak je sto rema. Što je koeficijent veći, to je zračenje opasnije. Dakle, za fotone je ovo jedan, a za neutrone i alfa čestice dvadeset.
Od nesreće u nuklearnoj elektrani u Černobilu u Rusiji i drugim zemljama ZND-a, posebna je pozornost posvećena razini izloženosti ljudi radijaciji. Ekvivalentna doza iz prirodnih izvora zračenja ne smije biti veća od pet milisiverta godišnje.
Djelovanje radionuklida na nežive objekte
Radioaktivne čestice nose naboj energije koji prenose na materiju kada se sudare s njom. I što više čestica dolazi u kontakt na svom putu sodređena količina materije, to će više energije primiti. Njegova se količina procjenjuje u dozama.
- Apsorbirana doza je količina radioaktivnog zračenja koju je primila jedinica tvari. Mjeri se u sivim bojama. Ova vrijednost ne uzima u obzir činjenicu da je učinak različitih vrsta zračenja na materiju različit.
- Ekspozicijska doza - je apsorbirana doza, ali uzimajući u obzir stupanj ionizacije tvari od djelovanja različitih radioaktivnih čestica. Mjeri se u kulonima po kilogramu ili rentgenima.
