De la mijlocul secolului trecut, un nou cuvânt a apărut în știință - radiația. Descoperirea sa a făcut o revoluție în mintea fizicienilor din întreaga lume și a permis să renunțăm la unele dintre teoriile newtoniene și să facem presupuneri îndrăznețe despre structura universului, formarea lui și locul nostru în el. Dar asta e tot pentru experți. Oamenii doar suspină și încearcă să pună laol altă cunoștințe atât de disparate despre acest subiect. Complicarea procesului este faptul că există destul de multe unități de măsurare a radiațiilor și toate sunt eligibile.
Terminologie
Primul termen cu care trebuie să vă familiarizați este, de fapt, radiația. Acesta este numele dat procesului de radiație de către o substanță dintre cele mai mici particule, cum ar fi electroni, protoni, neutroni, atomi de heliu și altele. În funcție de tipul de particule, proprietățile radiațiilor diferă unele de altele. Radiația se observă fie în timpul descompunerii substanțelor în altele mai simple, fie în timpul sintezei lor.
Unitățile de radiație sunt concepte convenționale care indică câte particule elementare sunt eliberate din materie. În prezent, fizica operează pe o familiediferite unități și combinațiile lor. Acest lucru vă permite să descrieți diferitele procese care au loc cu materie.
Dezintegrarea radioactivă este o modificare arbitrară a structurii nucleelor atomice instabile prin eliberarea de microparticule.
Constanta de dezintegrare este un concept statistic care prezice probabilitatea ca un atom să fie distrus într-o anumită perioadă de timp.
Timpul de înjumătățire este perioada de timp în care jumătate din cantitatea totală de substanță se descompune. Pentru unele elemente, se calculează în minute, în timp ce pentru altele este de ani și chiar decenii.
Cum se măsoară radiația
Unitățile de radiație nu sunt singurele folosite pentru a evalua proprietățile materialelor radioactive. În plus față de acestea, se folosesc astfel de cantități ca:
- activitatea sursei de radiație;- densitatea fluxului (numărul de particule ionizante pe unitate de suprafață).
În plus, există o diferență în descrierea efectelor radiațiilor asupra obiectelor vii și nevii. Deci, dacă substanța este neînsuflețită, atunci i se aplică conceptele:
- doza absorbită;- doza de expunere.
Dacă radiația a afectat țesutul viu, atunci se folosesc următorii termeni:
- doză echivalentă;
- doză echivalentă eficientă;- rata de doză.
Unitățile de măsurare a radiațiilor sunt, după cum sa menționat mai sus, valori numerice condiționate adoptate de oamenii de știință pentru a facilita calculele și a construi ipoteze și teorii. Poate de aceea nu există o singură unitate de măsură general acceptată.
Curie
Una dintre unitățile de radiație este curia. Nu aparține sistemului (nu aparține sistemului SI). În Rusia, este folosit în fizica nucleară și medicină. Activitatea unei substanțe va fi egală cu un curie dacă în ea au loc 3,7 miliarde de descompunere radioactive într-o secundă. Adică, putem spune că un curie este egal cu trei miliarde șapte sute de milioane de becquerel.
Acest număr s-a datorat faptului că Marie Curie (care a introdus acest termen în știință) și-a efectuat experimentele pe radiu și a luat ca bază rata de dezintegrare a acestuia. Dar, de-a lungul timpului, fizicienii au decis că valoarea numerică a acestei unități este mai bine legată de alta - becquerel. Acest lucru a făcut posibilă evitarea unor erori în calculele matematice.
Pe lângă curii, puteți găsi adesea multipli sau submultipli, cum ar fi:
- megacurie (egal cu 3,7 ori 10 la puterea a 16-a a becquerelilor);
- kilocurie (3, 7 mii de miliarde de becquereli);
- milicurie (37 de milioane de becquereli);- microcurie (37 de mii de becquereli).
Folosind această unitate, puteți exprima volumul, suprafața sau activitatea specifică a unei substanțe.
Becquerel
Unitatea becquerel de doză de radiații este sistemică și este inclusă în Sistemul Internațional de Unități (SI). Este cel mai simplu, deoarece o activitate de radiație a unui becquerel înseamnă că există o singură descompunere radioactivă pe secundă în materie.
A primit numele în onoarea lui Antoine Henri Becquerel, un fizician francez. Titlul eraaprobat la sfarsitul secolului trecut si este folosit si astazi. Deoarece aceasta este o unitate destul de mică, prefixele zecimale sunt folosite pentru a indica activitatea: kilo-, mili-, micro- și altele.
Recent, unități non-sistemice precum curie și rutherford au fost folosite împreună cu becquerele. Un rutherford este egal cu un milion de becquerel. În descrierea activității volumetrice sau de suprafață, se pot găsi denumirile becquerel pe kilogram, becquerel pe metru (pătrat sau cub) și diferitele lor derivate.
Raze X
Unitatea de măsură a radiației, razele X, nu este, de asemenea, sistemică, deși este folosită peste tot pentru a indica doza de expunere a radiațiilor gamma primite. Un roentgen este egal cu o astfel de doză de radiație la care un centimetru cub de aer la presiunea atmosferică standard și temperatura zero poartă o sarcină egală cu 3,3(10-10). Aceasta este egală cu două milioane de perechi de ioni.
În ciuda faptului că, conform legislației Federației Ruse, majoritatea unităților nesistemice sunt interzise, razele X sunt utilizate la marcarea dozimetrelor. Dar ele vor înceta în curând să fie folosite, deoarece s-a dovedit a fi mai practic să scrieți și să calculați totul în gri și sieverts.
Rad
Unitatea de măsură a radiației, rad, se află în afara sistemului SI și este egală cu cantitatea de radiație la care o milioneme dintr-un joule de energie este transferată la un gram de substanță. Adică, un rad este 0,01 joule pe kilogram de materie.
Materialul care absoarbe energie poate fi fie țesut viu, fie altul organic șisubstanțe și substanțe anorganice: sol, apă, aer. Ca unitate independentă, radul a fost introdus în 1953 și în Rusia are dreptul de a fi folosit în fizică și medicină.
gri
Aceasta este o altă unitate de măsură pentru nivelul de radiație, care este recunoscută de Sistemul Internațional de Unități. Reflectă doza de radiație absorbită. Se consideră că o substanță a primit o doză de un gri dacă energia care a fost transferată cu radiație este egală cu un joule pe kilogram.
Această unitate și-a primit numele în onoarea savantului englez Lewis Gray și a fost introdusă oficial în știință în 1975. Conform regulilor, numele complet al unității este scris cu o literă mică, dar denumirea sa prescurtată este scrisă cu majuscule. Un gri este egal cu o sută de rad. Pe lângă unitățile simple, în știință se folosesc și echivalente multiple și submultiple, cum ar fi kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray și altele.
Sievert
Unitatea de radiație sievert este folosită pentru a desemna doze eficiente și echivalente de radiație și face, de asemenea, parte din sistemul SI, cum ar fi gri și becquerel. Folosit în știință din 1978. Un sievert este egal cu energia absorbită de un kilogram de țesut după expunerea la o încălzire a razelor gamma. Numele unității era în onoarea lui Rolf Sievert, un om de știință din Suedia.
Prin definiție, sieverts și gri sunt egale, adică dozele echivalente și absorbite au aceeași dimensiune. Dar există încă o diferență între ele. La determinarea dozei echivalenteeste necesar să se ia în considerare nu numai cantitatea, ci și alte proprietăți ale radiației, cum ar fi lungimea de undă, amplitudinea și ce particule o reprezintă. Prin urmare, valoarea numerică a dozei absorbite este înmulțită cu factorul de calitate a radiației.
Deci, de exemplu, toate celel alte lucruri fiind egale, efectul absorbit al particulelor alfa va fi de douăzeci de ori mai puternic decât aceeași doză de radiație gamma. În plus, este necesar să se țină cont de coeficientul de țesut, care arată modul în care organele răspund la radiații. Prin urmare, doza echivalentă este utilizată în radiobiologie, iar doza eficientă este utilizată în sănătatea muncii (pentru normalizarea expunerii la radiații).
Constantă solară
Există o teorie conform căreia viața pe planeta noastră a apărut din cauza radiației solare. Unitățile de măsură ale radiației de la o stea sunt caloriile și wații împărțiți la o unitate de timp. Acest lucru a fost decis deoarece cantitatea de radiație de la Soare este determinată de cantitatea de căldură pe care o primesc obiectele și de intensitatea cu care provine. Doar o jumătate de milione din cantitatea totală de energie emisă ajunge pe Pământ.
Radiațiile de la stele se propagă în spațiu cu viteza luminii și intră în atmosfera noastră sub formă de raze. Spectrul acestei radiații este destul de larg - de la „zgomot alb”, adică unde radio, până la raze X. Particulele care se înțeleg și cu radiația sunt protoni, dar uneori pot exista electroni (dacă eliberarea de energie a fost mare).
Radiația primită de la Soare este forța motrice a tuturor proceselor viiplanetă. Cantitatea de energie pe care o primim depinde de anotimp, de poziția stelei deasupra orizontului și de transparența atmosferei.
Efectul radiațiilor asupra ființelor vii
Dacă țesuturile vii cu aceleași caracteristici sunt iradiate cu diferite tipuri de radiații (la aceeași doză și intensitate), rezultatele vor varia. Prin urmare, pentru a determina consecințele, doar doza absorbită sau de expunere nu este suficientă, așa cum este cazul obiectelor neînsuflețite. Pe scenă apar unități de radiație penetrantă, cum ar fi sieverts rems și gri, care indică doza echivalentă de radiație.
Echivalent este doza absorbită de țesutul viu și înmulțită cu un coeficient condiționat (tabel), care ține cont de cât de periculoasă este cutare sau cutare tip de radiație. Cea mai des folosită măsură este sievert. Un sievert este egal cu o sută de rem. Cu cât coeficientul este mai mare, cu atât radiația este mai periculoasă. Deci, pentru fotoni, acesta este unul, iar pentru neutroni și particule alfa este douăzeci.
De la accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl din Rusia și alte țări CSI, s-a acordat o atenție deosebită nivelului de expunere la radiații a oamenilor. Doza echivalentă din sursele naturale de radiații nu trebuie să depășească cinci milisievert pe an.
Acțiunea radionuclizilor asupra obiectelor nevii
Particulele radioactive poartă o sarcină de energie pe care o transferă materiei atunci când se ciocnesc de ea. Și cu atât mai multe particule intră în contact pe drum cuo anumită cantitate de materie, cu atât va primi mai multă energie. Cantitatea sa este estimată în doze.
- Doza absorbită este cantitatea de radiație radioactivă care a fost primită de o unitate de substanță. Se măsoară în gri. Această valoare nu ține cont de faptul că efectul diferitelor tipuri de radiații asupra materiei este diferit.
- Doza de expunere - este doza absorbita, dar tinand cont de gradul de ionizare a substantei din efectele diferitelor particule radioactive. Se măsoară în coulombs pe kilogram sau roentgens.
