Адзінкі вымярэння радыяцыі. Адзінкі вымярэння пранікальнай радыяцыі

З сярэдзіны мінулага стагоддзя ў навуку прыйшло новае слова - радыяцыя. Яе адкрыццё здзейсніла пераварот у розумах фізікаў усяго свету і дазволіла адкінуць некаторыя ньютонаўск тэорыі і зрабіць смелыя здагадкі адносна будовы Сусвету, яе адукацыі і нашага месца ў ёй. Але гэта ўсё - для спецыялістаў. Абывацелі ж толькі ўздыхаюць і спрабуюць скласці разам такія разрозненыя веды аб гэтым прадмеце. Ўскладняе працэс той факт, што адзінак вымярэння радыяцыі існуе даволі шмат, і ўсе яны правамоцныя.

тэрміналогія

Першы тэрмін, з якім варта пазнаёміцца, - гэта, уласна, радыяцыя. Так называюць працэс выпраменьвання якім-небудзь рэчывам драбнюткіх часціц, такіх як электроны, пратоны, нейтроны, атамы гелія і іншыя. У залежнасці ад выгляду часціцы ўласцівасці выпраменьвання адрозніваюцца адзін ад аднаго. Выпраменьванне назіраюць альбо пры распадзе рэчываў на больш простыя, альбо пры іх сінтэзе.

Адзінкі вымярэння радыяцыі - гэта ўмоўныя паняцці, якія паказваюць, колькі элементарных часціц вызваляецца з рэчыва. На дадзены момант фізіка аперуе сям'ю рознымі адзінкамі і іх камбінацыямі. Гэта дазваляе апісваць розныя працэсы, якія адбываюцца з матэрыяй.

Радыеактыўны распад - адвольнае змяненне будынкі нестабільных ядраў атамаў пры дапамозе вызвалення мікрачасцін.

Пастаянная распаду - гэта статыстычнае паняцце, прадказваць верагоднасць разбурэння атама на пэўны адрэзак часу.

Перыяд паўраспаду - гэта часовай прамежак, за які распадаецца палова усёй колькасці рэчыва. У некаторых элементаў ён вылічаецца хвілінамі, а ў іншых - гадамі, і нават дзесяцігоддзямі.

У чым вымяраецца радыяцыя

Адзінкі вымярэння радыяцыі - не адзіныя, якія выкарыстоўваюцца для ацэнкі уласцівасцяў радыеактыўных матэрыялаў. Акрамя іх ўжываюць такія велічыні, як:
- актыўнасць крыніцы радыяцыі;
- шчыльнасць патоку (колькасць іанізуючых часціц на адзінку плошчы).

Акрамя гэтага, існуе розніца ў апісанні ўздзеяння радыяцыі на жывыя і нежывыя аб'екты. Так, калі рэчыва нежывое, то да яго дастасавальныя паняцці:

- паглынутая доза;
- экспазіцыйная доза.

Калі ж выпраменьванне падзейнічала на жывую тканіну, то выкарыстоўваюць наступныя тэрміны:

- эквівалентная доза;
- эфектыўная эквівалентная доза;
- магутнасць дозы.

Адзінкамі вымярэння радыяцыі з'яўляюцца, як ужо гаварылася вышэй, ўмоўныя лікавыя значэння, прынятыя навукоўцамі для палягчэння разлікаў і пабудовы гіпотэз і тэорый. Магчыма, менавіта таму не існуе адзінай агульнапрынятай адзінкі вымярэння.

кюры

Адной з адзінак вымярэння радыяцыі з'яўляецца кюры. Яна не адносіцца да сістэмных (не належыць да сістэмы СІ). У Расеі яе выкарыстоўваюць у ядзернай фізіцы і медыцыне. Актыўнасць рэчывы будзе раўняцца аднаму кюры, калі за адну секунду ў ім будзе адбывацца 3,7 мільярда радыеактыўных распадаў. Гэта значыць можна сказаць, што адзін кюры роўны трох мільярдаў сямістах мільёнам бекерэляў.

Такі лік атрымалася дзякуючы таму, што Марыя Кюры (якая і ўвяла ў навуку дадзены тэрмін) праводзіла свае досведы на радии і ўзяла за аснову яго хуткасць распаду. Але з часам фізікі вырашылі, што лікавае значэнне гэтай адзінкі лепш прывязаць да іншай - бекерэляў. Гэта дазволіла пазбегнуць некаторых недахопаў у матэматычных разліках.

Акрамя кюры, часта можна сустрэць кратныя або дзельныя адзінкі, такія як:
- мегакюри (роўны 3,7 на 10 у 16 ступені бекерэляў);
- килокюри (3,7 тысячы мільярдаў бекерэляў);
- милликюри (37 мільёнаў бекерэляў);
- микрокюри (37 тысяч бекерэляў).

Пры дапамозе гэтай адзінкі можна выказаць аб'ёмную, павярхоўную або удзельную актыўнасць рэчывы.

бекерэль

Адзінка вымярэння дозы радыяцыі бекерэль з'яўляецца сістэмнай і ўваходзіць у Міжнародную сістэму адзінак (СІ). Яна з'яўляецца самай простай, таму што актыўнасць радыяцыі ў адзін бекерэль азначае, што ў рэчыве адбываецца ўсяго адзін радыеактыўны распад за секунду.

Яна атрымала сваю назву ў гонар Антуана Анры бекерэляў, французскага фізіка. Назва была ўхвалена ў канцы мінулага стагоддзя і выкарыстоўваецца да гэтага часу. Так як гэта досыць маленькая адзінка, то для абазначэння актыўнасці выкарыстоўваюць дзесятковыя прыстаўкі: кіля-, милли-, мікра- і іншыя.

У апошні час разам з бекерэляў сталі выкарыстоўвацца такія пазасыстэмныя адзінкі, як кюры і Радэрфорд. Адзін Радэрфорд раўняецца мільёну бекерэляў. У апісанні аб'ёмнай або павярхоўнай актыўнасці можна сустрэць абазначэння бекерэль на кілаграм, бекерэль на метр (квадратны або кубічны) і розныя іх вытворныя.

рэнтген

Адзінка вымярэння радыяцыі рэнтген таксама не з'яўляецца сістэмнай, хоць і выкарыстоўваецца паўсюдна для абазначэння экспазіцыйнай дозы атрыманага гама-выпраменьвання. Адзін рэнтген роўны такой дозе выпраменьвання, пры якой адзін кубічны сантыметр паветра пры стандартным атмасферным ціску і нулявой тэмпературы нясе ў сабе зарад, роўны 3,3 * (10 * -10). Гэта роўна двум мільёнам пар іёнаў.

Нягледзячы на тое, што па заканадаўстве РФ большасць пазасістэмная адзінак выкарыстоўваць забаронена, рэнтген выкарыстоўваецца ў маркіроўцы дазіметраў. Але і яны хутка перастануць выкарыстоўвацца, так як больш практычным аказалася запісваць і вылічаць усё ў греях і зіверты.

рады

Адзінка вымярэння радыяцыі рады знаходзіцца па-за сістэмай СІ і складае такой колькасці выпраменьвання, пры якім адным граме рэчывы перадаецца адна мільённая Джоўля энергіі. Гэта значыць адзін рад - гэта 0,01 джоўль на кілаграм матэрыі.

Матэрыялам, які паглынае энергію, можа быць як жывая тканіна, так і іншыя арганічныя і неарганічныя рэчывы і субстанцыі: глеба, вада, паветра. Як самастойная адзінка рады быў уведзены ў 1953 годзе і ў Расеі мае права выкарыстоўвацца ў фізіцы і медыцыне.

грэй

Гэта яшчэ адна адзінка вымярэння ўзроўню радыяцыі, якая прызнана Міжнароднай сістэмай адзінак. Яна адлюстроўвае паглынутую дозу радыяцыі. Лічыцца, што рэчыва атрымала дозу ў адзін грэй, калі энергія, якая перадалася з выпраменьваннем, роўная аднаму джоўль на кілаграм.

Гэтая адзінка атрымала сваю назву ў гонар ангельскага навукоўца Люіса Грэючы і была афіцыйна ўведзена ў навуку ў 1975 годзе. Па правілах, поўная назва адзінкі пішацца з маленькай літары, але яе скарочанае пазначэнне - з вялікай. Адзін грэй роўны ста Радаме. Акрамя простых адзінак, у навуцы выкарыстоўваюць яшчэ кратныя і дзельныя іх эквіваленты, такія як кілаграм, мегагрей, децигрей, сантигрей, микрогрей і іншыя.

зіверт

Адзінка вымярэння радыяцыі зіверт выкарыстоўваецца для абазначэння эфектыўнай і эквівалентнай доз выпраменьвання і таксама ўваходзіць у сістэму СІ, як грэй і бекерэль. Выкарыстоўваецца ў навуцы з 1978 года. Адзін зіверт роўны энергіі, якую паглынуў кілаграм тканіны пасля ўздзеяння аднаго грэючы гама-прамянёў. Назва сваё адзінка атрымала ў гонар Рольфа зіверты, вучонага са Швецыі.

Мяркуючы па вызначэнні, зіверты і греи роўныя, то ёсць эквівалентная і паглынутая дозы маюць аднолькавыя памеры. Але розніца паміж імі ўсё ж такі ёсць. Пры вызначэнні эквівалентнай дозы неабходна ўлічваць не толькі колькасць, але і іншыя ўласцівасці выпраменьвання, такія як даўжыня хвалі, амплітуда і якія часціцы яе прадстаўляюць. Таму лікавае значэнне паглынутай дозы памнажаюць на каэфіцыент якасці выпраменьвання.

Так, напрыклад, пры ўсіх іншых роўных умовах паглынуты эфект альфа-часціц будзе ў дваццаць разоў мацней, чым такая ж доза гама-выпраменьвання. Акрамя гэтага, неабходна ўлічваць тканкавай каэфіцыент, які паказвае, як органы рэагуюць на выпраменьванне. Таму эквівалентная доза выкарыстоўваецца ў радыебіялогіі, а эфектыўная - у гігіене працы (для нарміравання ўздзеяння выпраменьвання).

сонечная пастаянная

Існуе тэорыя, што жыццё на нашай планеце з'явілася дзякуючы сонечнай радыяцыі. Адзінкі вымярэння выпраменьвання ад зоркі - калорыі і ват, падзелу на адзінку часу. Так было вырашана таму, што велічыня радыяцыі ад Сонца вызначаецца па колькасці цяпла, якое атрымліваюць аб'екты, і інтэнсіўнасці, з якой яно паступае. Да Зямлі даходзіць усяго палова мільённай долі ад агульнай колькасці выкіданай энергіі.

Радыяцыя ад зорак распаўсюджваецца ў космасе з хуткасцю святла і ў нашу атмасферу патрапіць у выглядзе прамянёў. Спектр гэтага выпраменьвання даволі шырокі - ад «белага шуму», гэта значыць радыёхваль, да рэнтгенаўскіх прамянёў. Часціцы, якія таксама трапляюць разам з выпраменьваннем, - гэта пратоны, але часам могуць быць і электроны (калі выкід энергіі быў вялікім).

Выпраменьванне, якое атрымлiвае ад Сонца, з'яўляецца рухаючай сілай ўсіх жывых працэсаў на планеце. Колькасць атрыманай намі энергіі залежыць ад пары года, палажэнні зоркі над гарызонтам і празрыстасці атмасферы.

Ўздзеянне радыяцыі на жывых істот

Калі аднолькавыя па сваіх характарыстыках жывыя тканіны апрамяняць рознымі відамі радыяцыі (у аднолькавай дозе і інтэнсіўнасці), то вынікі будуць адрознівацца. Таму для вызначэння наступстваў мала толькі паглынутай або экспазіцыйнай дозы, як у выпадку з нежывымі аб'ектамі. На сцэне з'яўляюцца адзінкі вымярэння пранікальнай радыяцыі, такія як зіверты бэры і греи, якія паказваюць на эквівалентную дозу радыяцыі.

Эквівалентнай называецца доза, паглынутая жывы тканінай і памножаная на ўмоўны (таблічны) каэфіцыент, які ўлічвае, наколькі небяспечны той ці іншы выгляд радыяцыі. Часцей за ўсё для яе вымярэння выкарыстоўваецца зіверт. Адзін зіверт раўняецца ста бэрам. Чым больш каэфіцыент тым, адпаведна, яшчэ больш небяспечныя выпраменьванне. Так, для фатонаў гэта - адзінка, а для нейтронаў і альфа-часціц - дваццаць.

З часу аварыі на Чарнобыльскай АЭС у Расіі і іншых краінах СНД сталі асаблівую ўвагу надаваць узроўню радыяцыйнага ўздзеяння на чалавека. Эквівалентная доза ад натуральных крыніц выпраменьвання не павінна быць вышэй пяці миллизивертов у год.

Дзеянне радыенуклідаў на нежывыя аб'екты

Радыеактыўныя часціцы нясуць у сабе зарад энергіі, які яны перадаюць рэчыву, калі сутыкаюцца з ім. І чым больш часціц даткнецца на сваім шляху з вызначаным колькасцю рэчывы, тым больш яно атрымае энергіі. Колькасць яе ацэньваецца ў дозах.

1. Паглынутая доза - гэта тая колькасць радыеактыўнага выпраменьвання, якое было атрымана адзінкай рэчывы. Вымяраецца ў греях. Гэта велічыня не ўлічвае той факт, што ўздзеянне розных відаў выпраменьвання на матэрыю адрозніваецца.
2. Экспазіцыйная доза - уяўляе сабой пралітую на дозу, але з улікам ступені іянізацыі рэчывы ад ўздзеяння розных радыеактыўных часціц. Вымяраецца ў кулонах на кілаграм або рэнтгенах.