Od sredine prošlog veka u nauku je ušla nova reč - zračenje. Njegovo otkriće napravilo je revoluciju u umovima fizičara širom svijeta i omogućilo odbacivanje nekih njutnovskih 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 da spoje tako raznorodna znanja o ovoj temi. Komplikuje proces činjenica da postoji dosta jedinica mjerenja radijacije i sve su prihvatljive.
Terminologija
Prvi pojam s kojim se treba upoznati je, u stvari, radijacija. Ovo je naziv koji je dat procesu zračenja neke supstance najsitnijih čestica, kao što su elektroni, protoni, neutroni, atomi helijuma i drugi. U zavisnosti od vrste čestice, svojstva zračenja se međusobno razlikuju. Zračenje se uočava ili pri raspadu supstanci na jednostavnije, ili prilikom njihove sinteze.
Jedinice zračenja su konvencionalni koncepti koji označavaju koliko se elementarnih čestica oslobađa iz materije. U ovom trenutku, fizika djeluje na porodicurazličite jedinice i njihove kombinacije. Ovo vam omogućava da opišete različite procese koji se dešavaju sa materijom.
Radioaktivni raspad je proizvoljna promjena u strukturi nestabilnih atomskih jezgara oslobađanjem mikročestica.
Konstanta raspada je statistički koncept koji predviđa vjerovatnoću uništenja atoma u datom vremenskom periodu.
Period poluraspada je vremenski period tokom kojeg se raspada polovina ukupne količine supstance. Za neke elemente se računa u minutima, dok su za druge godine, pa čak i decenije.
Kako se mjeri radijacija
Jedinice zračenja nisu jedine koje se koriste za procjenu svojstava radioaktivnih materijala. Pored njih, koriste se i takve veličine kao što su:
- aktivnost izvora zračenja;- gustina fluksa (broj jonizujućih čestica po jedinici površine).
Pored toga, postoji razlika u opisu efekata zračenja na žive i nežive objekte. Dakle, ako je supstanca neživa, onda se na nju primjenjuju koncepti:
- apsorbirana doza;- doza izloženosti.
Ako je zračenje uticalo na živo tkivo, tada se koriste sljedeći izrazi:
- ekvivalentna doza;
- efektivna ekvivalentna doza;- brzina doze.
Jedinice mjerenja zračenja su, kao što je gore spomenuto, uslovne numeričke vrijednosti koje su usvojili naučnici da bi olakšali proračune i izgradili hipoteze i teorije. Možda zato ne postoji jedinstvena opšteprihvaćena jedinica mere.
Curie
Jedna od jedinica za zračenje je kiri. Ne pripada sistemu (ne pripada SI sistemu). U Rusiji se koristi u nuklearnoj fizici i medicini. Aktivnost tvari bit će jednaka jednom kiriju ako se u njoj dogodi 3,7 milijardi radioaktivnih raspada u jednoj sekundi. To jest, možemo reći da je jedna kirija jednaka tri milijarde sedamsto miliona bekerela.
Ovaj broj je nastao zbog činjenice da je Marie Curie (koja je uvela ovaj termin u nauku) provodila svoje eksperimente na radijumu i uzela njegovu stopu raspadanja kao osnovu. Ali s vremenom su fizičari odlučili da je brojčana vrijednost ove jedinice bolje vezana za drugu - bekerel. Ovo je omogućilo da se izbjegnu neke greške u matematičkim proračunima.
Pored kirija, često možete pronaći višestruke ili podmnožne, kao što su:
- megakuri (jednako 3,7 puta 10 na 16. stepen bekerela);
- kilokuri (3,7 hiljada milijardi bekerela);
- milicurie (37 miliona becquerela);- mikrokiri (37 hiljada bekerela).
Upotrebom ove jedinice možete izraziti volumen, površinu ili specifičnu aktivnost supstance.
Becquerel
Bekerel jedinica doze zračenja je sistemska i uključena je u Međunarodni sistem jedinica (SI). Najjednostavniji je, jer aktivnost zračenja od jednog bekerela znači da postoji samo jedan radioaktivni raspad u sekundi u materiji.
Dobio je ime u čast Antoine Henri Becquerel, francuskog fizičara. Naslov je bioodobren krajem prošlog veka i koristi se i danas. Pošto je ovo prilično mala jedinica, decimalni prefiksi se koriste za označavanje aktivnosti: kilo-, mili-, mikro- i drugi.
U skorije vrijeme, nesistemske jedinice kao što su curie i rutherford su korištene zajedno s becquerelima. Jedan raterford je jednak milion bekerela. U opisu volumetrijske ili površinske aktivnosti mogu se naći oznake bekerel po kilogramu, bekerel po metru (kvadratni ili kubični) i njihove različite izvedenice.
rentgen
Jedinica mjerenja zračenja, rendgensko zračenje, također nije sistemska, iako se svuda koristi za označavanje doze izloženosti primljenom gama zračenju. Jedan rentgen jednak je takvoj dozi zračenja pri kojoj jedan kubni centimetar zraka pri standardnom atmosferskom tlaku i nultoj temperaturi nosi naboj jednako 3,3(10-10). Ovo je jednako dva miliona parova jona.
Uprkos činjenici da je prema zakonodavstvu Ruske Federacije većina nesistemskih jedinica zabranjena, rendgenski zraci se koriste u označavanju dozimetara. Ali uskoro će prestati da se koriste, jer se pokazalo praktičnijim sve zapisati i izračunati u sivim i sivertima.
Rad
Jedinica mjerenja radijacije, rad, je izvan SI sistema i jednaka je količini zračenja pri kojoj se milioniti dio džula energije prenosi na jedan gram supstance. To jest, jedan rad je 0,01 džula po kilogramu materije.
Materijal koji apsorbuje energiju može biti ili živo tkivo ili drugi organski ianorganske materije i materije: zemlja, voda, vazduh. Kao samostalna jedinica, rad je uveden 1953. godine iu Rusiji ima pravo da se koristi u fizici i medicini.
Siva
Ovo je još jedna jedinica mjere za nivo radijacije, koja je priznata od strane Međunarodnog sistema jedinica. Odražava apsorbovanu dozu zračenja. Smatra se da je supstanca primila dozu od jednog greja ako je energija koja je prenesena zračenjem jednaka jednom džulu po kilogramu.
Ova jedinica je dobila ime u čast engleskog naučnika Lewisa Greya i službeno je uvedena u nauku 1975. godine. Prema pravilima, puni naziv jedinice piše se malim slovom, ali se njena skraćena oznaka piše velikim slovom. Jedan sivi je jednak sto rad. Osim jednostavnih jedinica, u nauci se koriste i višestruki i podvišestruki ekvivalenti, kao što su kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray i drugi.
Sievert
Sivert jedinica radijacije se koristi za označavanje efektivnih i ekvivalentnih doza zračenja i također je dio SI sistema, kao sivi i bekerel. U nauci se koristi od 1978. Jedan sivert je jednak energiji koju apsorbuje kilogram tkiva nakon izlaganja jednom zagrijavanju gama zraka. Naziv jedinice dobio je u čast Rolfa Sieverta, naučnika iz Švedske.
Po definiciji, sieverti i sivi su jednaki, odnosno, ekvivalentne i apsorbovane doze imaju istu veličinu. Ali ipak postoji razlika između njih. Prilikom određivanja ekvivalentne dozepotrebno je uzeti u obzir ne samo količinu, već i druga svojstva zračenja, kao što su talasna dužina, amplituda i koje čestice ga predstavljaju. Stoga se numerička vrijednost apsorbirane doze množi faktorom kvaliteta zračenja.
Tako, na primjer, pod svim ostalim jednakim uvjetima, apsorbirani efekat alfa čestica bit će dvadeset puta jači od iste doze gama zračenja. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir i tkivni koeficijent koji pokazuje kako organi reagiraju na zračenje. Stoga se ekvivalentna doza koristi u radiobiologiji, a efektivna doza se koristi u zdravstvu na radu (za normalizaciju izloženosti zračenju).
Solarna konstanta
Postoji teorija da je život na našoj planeti nastao zahvaljujući sunčevom zračenju. Jedinice mjerenja zračenja zvijezde su kalorije i vati podijeljeni jedinicom vremena. Ovo je odlučeno jer je količina sunčevog zračenja određena količinom topline koju objekti primaju i intenzitetom kojim ona dolazi. Samo pola milioniti deo ukupne količine emitovane energije stigne do Zemlje.
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 rendgenskih zraka. Čestice koje se takođe slažu sa zračenjem su protoni, ali ponekad mogu postojati i elektroni (ako je oslobađanje energije bilo veliko).
Zračenje primljeno od Sunca je pokretačka snaga svih živih procesaplaneta. Količina energije koju primamo zavisi od godišnjeg doba, položaja zvijezde iznad horizonta i transparentnosti atmosfere.
Uticaj zračenja na živa bića
Ako se živa tkiva sa 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 objektima. Jedinice prodornog zračenja se pojavljuju na sceni, kao što su sivertovi removi i sivi, koji označavaju ekvivalentnu dozu zračenja.
Ekvivalent je doza koju apsorbuje živo tkivo i pomnožena sa uslovnim (tabelim) koeficijentom, koji uzima u obzir koliko je opasna ova ili ona vrsta zračenja. Najčešće korištena mjera je sivert. Jedan sivert je jednak 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 Černobil u Rusiji i drugim zemljama ZND-a, posebna pažnja je posvećena nivou izloženosti ljudi radijaciji. Ekvivalentna doza iz prirodnih izvora zračenja ne bi trebala prelaziti pet miliseverta godišnje.
Dejstvo 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 putuodređena količina materije, to će više energije primiti. Njegova količina je procijenjena u dozama.
- Apsorbirana doza je količina radioaktivnog zračenja koju je primila jedinica supstance. Mjeri se u sivim bojama. Ova vrijednost ne uzima u obzir činjenicu da je djelovanje različitih vrsta zračenja na materiju različito.
- Ekspozicijska doza - je apsorbovana doza, ali uzimajući u obzir stepen jonizacije supstance od dejstva različitih radioaktivnih čestica. Mjeri se u kulonima po kilogramu ili rendgenima.
