Od polovice minulého storočia prišlo do vedy nové slovo – žiarenie. Jeho objav spôsobil revolúciu v mysliach fyzikov na celom svete a umožnil zahodiť niektoré z newtonovských teórií a urobiť odvážne predpoklady o štruktúre vesmíru, jeho formovaní a našom mieste v ňom. Ale to je všetko pre odborníkov. Obyvatelia mesta si len povzdychnú a snažia sa dať dokopy takéto nesúrodé poznatky o tejto téme. Proces komplikuje skutočnosť, že existuje pomerne veľa jednotiek merania žiarenia a všetky sú vhodné.
Terminológia
Prvým pojmom, s ktorým sa treba zoznámiť, je v skutočnosti žiarenie. Tak sa nazýva proces ožarovania nejakou látkou najmenších častíc, ako sú elektróny, protóny, neutróny, atómy hélia a iné. V závislosti od typu častice sa vlastnosti žiarenia navzájom líšia. Žiarenie pozorujeme buď pri rozpade látok na jednoduchšie, alebo pri ich syntéze.
Jednotky žiarenia sú konvenčné pojmy, ktoré udávajú, koľko elementárnych častíc sa uvoľní z hmoty. V súčasnosti fyzika pôsobí na rodinurôzne jednotky a ich kombinácie. To vám umožňuje opísať rôzne procesy, ktoré sa vyskytujú s hmotou.
Rádioaktívny rozpad je svojvoľná zmena v štruktúre nestabilných atómových jadier uvoľnením mikročastíc.
Konštanta rozpadu je štatistický koncept, ktorý predpovedá pravdepodobnosť zničenia atómu počas daného časového obdobia.
Polčas rozpadu je časový úsek, počas ktorého sa rozpadne polovica celkového množstva látky. Pre niektoré prvky sa počíta v minútach, zatiaľ čo pre iné sú to roky a dokonca desaťročia.
Ako sa meria žiarenie
Na hodnotenie vlastností rádioaktívnych materiálov sa nepoužívajú len radiačné jednotky. Okrem nich sa používajú také veličiny ako:
- aktivita zdroja žiarenia,- hustota toku (počet ionizujúcich častíc na jednotku plochy).
Okrem toho je rozdiel v popise účinkov žiarenia na živé a neživé predmety. Ak je teda látka neživá, potom sa na ňu vzťahujú tieto pojmy:
- absorbovaná dávka;- expozičná dávka.
Ak žiarenie ovplyvnilo živé tkanivo, potom sa používajú nasledujúce výrazy:
- ekvivalentná dávka;
- efektívna ekvivalentná dávka;- dávkový príkon.
Jednotky merania žiarenia sú, ako je uvedené vyššie, podmienené číselné hodnoty prijaté vedcami na uľahčenie výpočtov a vytváranie hypotéz a teórií. Možno preto neexistuje jediná všeobecne akceptovaná merná jednotka.
Curie
Jednou z jednotiek žiarenia je curie. Nepatrí do sústavy (nepatrí do sústavy SI). V Rusku sa používa v jadrovej fyzike a medicíne. Aktivita látky sa bude rovnať jednej kúrii, ak v nej za jednu sekundu dôjde k 3,7 miliardám rádioaktívnych rozpadov. To znamená, že môžeme povedať, že jedna curie sa rovná trom miliardám sedemsto miliónom becquerelov.
Toto číslo bolo spôsobené tým, že Marie Curie (ktorá zaviedla tento pojem do vedy) uskutočnila svoje experimenty s rádiom a za základ vzala rýchlosť jeho rozpadu. Ale časom sa fyzici rozhodli, že číselná hodnota tejto jednotky je lepšie zviazaná s inou - becquerelom. To umožnilo vyhnúť sa niektorým chybám v matematických výpočtoch.
Okrem kurií môžete často nájsť aj násobky alebo podnásobky, ako napríklad:
- megakúrie (rovná sa 3,7-krát 10 až 16. mocnina becquerel);
- kilokúrie (3,7 tisíc miliárd becquerelov);
- milicurie (37 miliónov becquerelov);- microcurie (37 tisíc becquerelov).
Pomocou tejto jednotky môžete vyjadriť objem, povrch alebo špecifickú aktivitu látky.
Becquerel
Becquerelova jednotka dávky žiarenia je systémová a je zahrnutá v medzinárodnom systéme jednotiek (SI). Je to najjednoduchšie, pretože radiačná aktivita jedného becquerelu znamená, že v hmote nastáva iba jeden rádioaktívny rozpad za sekundu.
Svoj názov dostal na počesť Antoina Henriho Becquerela, francúzskeho fyzika. Názov bolschválený koncom minulého storočia a používa sa dodnes. Keďže ide o pomerne malú jednotku, na označenie aktivity sa používajú desatinné predpony: kilo-, mili-, mikro- a iné.
V poslednej dobe sa spolu s becquerelmi používajú aj nesystémové jednotky ako curie a rutherford. Jeden rutherford sa rovná miliónu becquerelov. V popise objemovej alebo povrchovej aktivity možno nájsť označenie becquerel na kilogram, becquerel na meter (štvorcový alebo kubický) a ich rôzne deriváty.
Röntgen
Jednotka merania žiarenia, röntgen, tiež nie je systémová, hoci sa všade používa na označenie expozičnej dávky prijatého gama žiarenia. Jeden röntgen sa rovná takej dávke žiarenia, pri ktorej jeden kubický centimeter vzduchu pri štandardnom atmosférickom tlaku a nulovej teplote nesie náboj rovnajúci sa 3,3(10-10). To sa rovná dvom miliónom párov iónov.
Napriek tomu, že podľa legislatívy Ruskej federácie je väčšina nesystémových jednotiek zakázaná, pri označovaní dozimetrov sa používa röntgen. Čoskoro sa však prestanú používať, pretože sa ukázalo praktickejšie zapisovať a počítať všetko v sivej a sievertovej farbe.
Rad
Jednotka merania radiácie, rad, je mimo sústavy SI a rovná sa množstvu žiarenia, pri ktorom sa jedna milióntina joulu energie prenesie na jeden gram látky. To znamená, že jeden rad je 0,01 joule na kilogram hmoty.
Materiál, ktorý absorbuje energiu, môže byť buď živé tkanivo, alebo iné organické aanorganické látky a látky: pôda, voda, vzduch. Ako nezávislá jednotka bol rad predstavený v roku 1953 av Rusku má právo byť používaný vo fyzike a medicíne.
Sivá
Toto je ďalšia merná jednotka pre úroveň žiarenia, ktorú uznáva Medzinárodný systém jednotiek. Odráža absorbovanú dávku žiarenia. Látka sa považuje za látku, ktorá dostala dávku jednej šedej, ak energia, ktorá bola prenesená žiarením, sa rovná jednému joulu na kilogram.
Táto jednotka dostala svoje meno na počesť anglického vedca Lewisa Graya a do vedy bola oficiálne uvedená v roku 1975. Podľa pravidiel sa celý názov jednotky píše s malým písmenom, no jej skrátené označenie je veľké. Jedna šedá sa rovná sto radom. Okrem jednoduchých jednotiek sa vo vede používajú aj viacnásobné a viacnásobné ekvivalenty, ako napríklad kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray a iné.
Sievert
Sievert jednotka žiarenia sa používa na označenie efektívnych a ekvivalentných dávok žiarenia a je tiež súčasťou sústavy SI, ako je šedá a becquerel. Vo vede sa používa od roku 1978. Jeden sievert sa rovná energii absorbovanej kilogramom tkaniva po vystavení jednému zahriatiu gama lúčom. Názov jednotky bol na počesť Rolfa Sieverta, vedca zo Švédska.
Sieverts a grays sú podľa definície rovnaké, to znamená, že ekvivalentné a absorbované dávky majú rovnakú veľkosť. Ale stále je medzi nimi rozdiel. Pri stanovení ekvivalentnej dávkyje potrebné brať do úvahy nielen množstvo, ale aj ďalšie vlastnosti žiarenia, ako je vlnová dĺžka, amplitúda a aké častice ho reprezentujú. Preto sa číselná hodnota absorbovanej dávky vynásobí faktorom kvality žiarenia.
Takže napríklad, ak sú všetky ostatné veci rovnaké, absorbovaný účinok alfa častíc bude dvadsaťkrát silnejší ako rovnaká dávka gama žiarenia. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy tkanivový koeficient, ktorý ukazuje, ako orgány reagujú na žiarenie. Preto sa ekvivalentná dávka používa v rádiobiológii a efektívna dávka sa používa v oblasti ochrany zdravia pri práci (na normalizáciu vystavenia žiareniu).
Slnečná konštanta
Existuje teória, že život na našej planéte vznikol v dôsledku slnečného žiarenia. Jednotky merania žiarenia hviezdy sú kalórie a watty delené jednotkou času. Rozhodlo sa tak preto, že množstvo žiarenia zo Slnka je určené množstvom tepla, ktoré objekty prijímajú, a intenzitou, s ktorou prichádza. Len pol milióntiny z celkového množstva vyžarovanej energie sa dostane na Zem.
Žiarenie z hviezd sa šíri vesmírom rýchlosťou svetla a do našej atmosféry sa dostáva vo forme lúčov. Spektrum tohto žiarenia je pomerne široké – od „bieleho šumu“, teda rádiových vĺn, až po röntgenové žiarenie. Častice, ktoré tiež vychádzajú so žiarením, sú protóny, ale niekedy tam môžu byť elektróny (ak bola uvoľnená energia veľká).
Žiarenie prijaté zo Slnka je hnacou silou všetkých živých procesovplanéta. Množstvo energie, ktorú prijímame, závisí od ročného obdobia, polohy hviezdy nad obzorom a priehľadnosti atmosféry.
Účinok žiarenia na živé bytosti
Ak sú živé tkanivá s rovnakými charakteristikami ožarované rôznymi typmi žiarenia (rovnakou dávkou a intenzitou), výsledky sa budú líšiť. Na určenie následkov teda nestačí len absorbovaná alebo expozičná dávka, ako je to u neživých predmetov. Na scéne sa objavujú jednotky prenikavého žiarenia, ako sú sieverty rem a šedé, ktoré označujú ekvivalentnú dávku žiarenia.
Ekvivalent je dávka absorbovaná živým tkanivom a vynásobená podmieneným (tabuľkovým) koeficientom, ktorý zohľadňuje, aký nebezpečný je ten či onen typ žiarenia. Najčastejšie používanou mierou je sievert. Jeden sievert sa rovná sto remov. Čím je koeficient vyšší, tým je žiarenie nebezpečnejšie, resp. Takže pre fotóny je to jedna a pre neutróny a častice alfa je to dvadsať.
Od havárie v jadrovej elektrárni v Černobyle v Rusku a ďalších krajinách SNŠ sa osobitná pozornosť venuje úrovni ožiarenia ľudí. Ekvivalentná dávka z prírodných zdrojov žiarenia by nemala presiahnuť päť milisievertov za rok.
Pôsobenie rádionuklidov na neživé predmety
Rádioaktívne častice nesú náboj energie, ktorý pri zrážke s hmotou prenášajú. A čím viac častíc prichádza na svojej ceste do kontaktuurčité množstvo hmoty, tým viac energie dostane. Jeho množstvo sa odhaduje v dávkach.
- Absorbovaná dávka je množstvo rádioaktívneho žiarenia, ktoré bolo prijaté jednotkou látky. Meria sa v sivej farbe. Táto hodnota nezohľadňuje skutočnosť, že vplyv rôznych druhov žiarenia na hmotu je rôzny.
- Expozičná dávka - je absorbovaná dávka, avšak zohľadňujúca stupeň ionizácie látky z účinkov rôznych rádioaktívnych častíc. Meria sa v coulombách na kilogram alebo röntgenoch.
