Siden midten av forrige århundre har det kommet et nytt ord inn i vitenskapen – stråling. Oppdagelsen gjorde en revolusjon i hodet til fysikere over hele verden og tillot å forkaste noen av de newtonske teoriene og gjøre dristige antagelser om universets struktur, dets dannelse og vår plass i det. Men det er alt for ekspertene. Byfolket bare sukker og prøver å sette sammen en så uensartet kunnskap om dette emnet. Det som kompliserer prosessen er det faktum at det er ganske mange enheter for strålingsmåling, og alle er kvalifisert.
Terminologi
Det første begrepet å bli kjent med er faktisk stråling. Dette er navnet som er gitt til prosessen med stråling fra noen stoffer av de minste partiklene, som elektroner, protoner, nøytroner, heliumatomer og andre. Avhengig av typen partikkel er strålingens egenskaper forskjellige fra hverandre. Stråling observeres enten under nedbrytning av stoffer til enklere, eller under deres syntese.
Strålingsenheter er konvensjonelle konsepter som indikerer hvor mange elementærpartikler som frigjøres fra materie. For øyeblikket opererer fysikk på en familieulike enheter og deres kombinasjoner. Dette lar deg beskrive de ulike prosessene som skjer med materie.
Radioaktivt forfall er en vilkårlig endring i strukturen til ustabile atomkjerner ved å frigjøre mikropartikler.
Forfallskonstanten er et statistisk konsept som forutsier sannsynligheten for at et atom blir ødelagt over en gitt tidsperiode.
Halveringstiden er tidsperioden der halvparten av den totale mengden av et stoff forfaller. For noen elementer beregnes det i minutter, mens det for andre er år, og til og med tiår.
Hvordan måles stråling
Strålingsenheter er ikke de eneste som brukes til å evaluere egenskapene til radioaktive materialer. I tillegg til dem brukes slike mengder som:
- aktiviteten til strålingskilden,- flukstetthet (antall ioniserende partikler per arealenhet)
I tillegg er det en forskjell i beskrivelsen av effektene av stråling på levende og ikke-levende objekter. Så hvis stoffet er livløst, gjelder begrepene for det:
- absorbert dose;- eksponeringsdose.
Hvis strålingen påvirket levende vev, brukes følgende termer:
- ekvivalent dose;
- effektiv ekvivalent dose;- dosehastighet.
Enhetene for strålingsmåling er, som nevnt ovenfor, betingede numeriske verdier vedtatt av forskere for å lette beregninger og bygge hypoteser og teorier. Kanskje det er grunnen til at det ikke finnes en enkelt generelt akseptert måleenhet.
Curie
En av strålingsenhetene er curie. Det tilhører ikke systemet (tilhører ikke SI-systemet). I Russland brukes det i kjernefysikk og medisin. Aktiviteten til et stoff vil være lik én curie hvis det skjer 3,7 milliarder radioaktive henfall i det i løpet av ett sekund. Det vil si at vi kan si at én curie er lik tre milliarder syv hundre millioner becquerel.
Dette tallet skyldtes det faktum at Marie Curie (som introduserte dette begrepet i vitenskapen) utførte sine eksperimenter på radium og tok dens nedbrytningshastighet som grunnlag. Men over tid bestemte fysikere at den numeriske verdien av denne enheten er bedre knyttet til en annen - becquerel. Dette gjorde det mulig å unngå noen feil i matematiske beregninger.
I tillegg til curies, kan du ofte finne multipler eller submultipler, for eksempel:
- megacurie (lik 3,7 ganger 10 til 16. potens av becquerel);
- kilocurie (3, 7 tusen milliarder becquerel);
- millicurie (37 millioner becquerel);- microcurie (37 tusen becquerel).
Med denne enheten kan du uttrykke volumet, overflaten eller den spesifikke aktiviteten til et stoff.
Becquerel
Becquerel-enheten for stråledose er systemisk og er inkludert i International System of Units (SI). Det er det enkleste, fordi en strålingsaktivitet på én becquerel betyr at det bare er ett radioaktivt forfall per sekund i materien.
Den fikk navnet sitt til ære for Antoine Henri Becquerel, en fransk fysiker. Tittelen vargodkjent på slutten av forrige århundre og brukes fortsatt i dag. Siden dette er en ganske liten enhet, brukes desimalprefikser for å indikere aktivitet: kilo-, milli-, mikro- og andre.
Nylig har ikke-systemiske enheter som curie og rutherford blitt brukt sammen med becquerel. En rutherford er lik en million becquerel. I beskrivelsen av volumetrisk eller overflateaktivitet kan man finne betegnelsene becquerel per kilogram, becquerel per meter (kvadrat eller kubikk) og deres ulike derivater.
røntgen
Måleenheten for stråling, røntgen, er heller ikke systemisk, selv om den brukes over alt for å angi eksponeringsdosen for mottatt gammastråling. Ett røntgen er lik en slik stråledose hvor én kubikkcentimeter luft ved standard atmosfærisk trykk og null temperatur bærer en ladning lik 3,3(10-10). Dette er lik to millioner par ioner.
Til tross for at i henhold til lovgivningen i den russiske føderasjonen er de fleste ikke-systemiske enheter forbudt, brukes røntgenstråler til merking av dosimetre. Men de vil snart slutte å brukes, siden det viste seg å være mer praktisk å skrive ned og regne ut alt i grått og sievert.
Rad
Måleenheten for stråling, rad, er utenfor SI-systemet og tilsvarer mengden stråling der en milliondel av en joule energi overføres til ett gram av et stoff. Det vil si at én rad er 0,01 joule per kilo materie.
Materialet som absorberer energi kan enten være levende vev eller annet organisk oguorganiske stoffer og stoffer: jord, vann, luft. Som en uavhengig enhet ble rad introdusert i 1953 og har i Russland rett til å bli brukt i fysikk og medisin.
Grå
Dette er en annen måleenhet for strålingsnivået, som er anerkjent av International System of Units. Den reflekterer den absorberte strålingsdosen. Et stoff anses å ha fått en dose på én grått hvis energien som ble overført med stråling er lik én joule per kilogram.
Denne enheten fikk navnet sitt til ære for den engelske forskeren Lewis Gray og ble offisielt introdusert i vitenskapen i 1975. I henhold til reglene er det fulle navnet på enheten skrevet med en liten bokstav, men dens forkortede betegnelse er stor. En grå er lik hundre rad. I tillegg til enkle enheter, brukes også multiple og submultiple ekvivalenter i vitenskapen, som kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray og andre.
Sievert
Sievert-enheten for stråling brukes til å betegne effektive og ekvivalente strålingsdoser og er også en del av SI-systemet, som grå og becquerel. Brukt i vitenskap siden 1978. En sievert er lik energien som absorberes av et kilo vev etter eksponering for én oppvarming av gammastråler. Navnet på enheten var til ære for Rolf Sievert, en vitenskapsmann fra Sverige.
Per definisjon er sievert og grått like, det vil si at ekvivalente og absorberte doser har samme størrelse. Men det er fortsatt forskjell på dem. Ved bestemmelse av ekvivalent dosedet er nødvendig å ta hensyn til ikke bare mengden, men også andre egenskaper ved strålingen, som bølgelengde, amplitude og hvilke partikler som representerer den. Derfor multipliseres den numeriske verdien av den absorberte dosen med strålingskvalitetsfaktoren.
Så for eksempel, alt annet likt, vil den absorberte effekten av alfapartikler være tjue ganger sterkere enn den samme dosen gammastråling. I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til vevskoeffisienten, som viser hvordan organene reagerer på stråling. Derfor brukes den ekvivalente dosen i radiobiologi, og den effektive dosen brukes i arbeidshelse (for å normalisere eksponering for stråling).
Solkonstant
Det er en teori om at livet på planeten vår dukket opp på grunn av solstråling. Måleenhetene for stråling fra en stjerne er kalorier og watt delt på en tidsenhet. Dette ble bestemt fordi mengden stråling fra solen bestemmes av mengden varme som objekter mottar, og intensiteten den kommer med. Bare en halv milliondel av den totale mengden energi som slippes ut når jorden.
Stråling fra stjerner forplanter seg i verdensrommet med lysets hastighet og kommer inn i atmosfæren vår i form av stråler. Spekteret til denne strålingen er ganske bredt - fra "hvit støy", det vil si radiobølger, til røntgenstråler. Partiklene som også kommer overens med strålingen er protoner, men noen ganger kan det være elektroner (hvis energifrigjøringen var stor).
Strålingen mottatt fra solen er drivkraften til alle levende prosesser påplanet. Mengden energi vi mottar avhenger av årstiden, posisjonen til stjernen over horisonten og atmosfærens gjennomsiktighet.
Effekt av stråling på levende vesener
Hvis levende vev med samme egenskaper bestråles med forskjellige typer stråling (med samme dose og intensitet), vil resultatene variere. Derfor, for å bestemme konsekvensene, er bare den absorberte dosen eller eksponeringsdosen ikke nok, slik tilfellet er med livløse gjenstander. Enheter med penetrerende stråling vises på scenen, for eksempel sieverts rems og gråtoner, som indikerer den ekvivalente dosen av stråling.
Ekvivalent er dosen absorbert av levende vev og multiplisert med en betinget (tabell) koeffisient, som tar hensyn til hvor farlig denne eller den typen stråling er. Det mest brukte tiltaket er sievert. En sievert er lik hundre rems. Jo høyere koeffisient, jo farligere er henholdsvis strålingen. Så for fotoner er dette én, og for nøytroner og alfapartikler er det tjue.
Siden ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl i Russland og andre CIS-land, har det blitt viet spesiell oppmerksomhet til nivået av strålingseksponering for mennesker. Den ekvivalente dosen fra naturlige strålingskilder bør ikke overstige fem millisievert per år.
Handlingen av radionuklider på ikke-levende objekter
Radioaktive partikler bærer en ladning av energi som de overfører til materie når de kolliderer med den. Og jo flere partikler kommer i kontakt på vei meden viss mengde materie, jo mer energi vil den motta. Mengden er beregnet i doser.
- Absorbert dose er mengden radioaktiv stråling som ble mottatt av en enhet av et stoff. Det måles i grått. Denne verdien tar ikke hensyn til det faktum at effekten av ulike typer stråling på materie er forskjellig.
- Eksponeringsdose - er den absorberte dosen, men tatt i betraktning graden av ionisering av stoffet fra effekten av ulike radioaktive partikler. Det måles i coulombs per kilogram eller røntgen.
