От средата на миналия век в науката навлиза нова дума - радиация. Откритието му направи революция в умовете на физиците по целия свят и позволи да се отхвърлят някои от нютоновите теории и да се направят смели предположения за структурата на Вселената, нейното формиране и нашето място в нея. Но това е всичко за експертите. Гражданите само въздишат и се опитват да съберат толкова разнородни знания по тази тема. Усложнява процеса е фактът, че има доста единици за измерване на радиация и всички те са допустими.
Терминология
Първият термин, с който трябва да се запознаете, всъщност е радиация. Това е името, дадено на процеса на излъчване от някакво вещество от най-малките частици, като електрони, протони, неутрони, хелиеви атоми и др. В зависимост от вида на частицата, свойствата на радиацията се различават едно от друго. Радиацията се наблюдава или при разпадането на веществата в по-прости, или по време на техния синтез.
Единиците за радиация са конвенционални понятия, които показват колко елементарни частици се освобождават от материята. В момента физиката оперира едно семействоразлични единици и техните комбинации. Това ви позволява да опишете различните процеси, които се случват с материята.
Радиоактивният разпад е произволна промяна в структурата на нестабилните атомни ядра чрез освобождаване на микрочастици.
Константата на разпадане е статистическа концепция, която предсказва вероятността атом да бъде унищожен за даден период от време.
Периодът на полуразпад е периодът от време, през който половината от общото количество на веществото се разпада. За някои елементи се изчислява в минути, докато за други са години и дори десетилетия.
Как се измерва радиацията
Радиационните единици не са единствените, използвани за оценка на свойствата на радиоактивните материали. В допълнение към тях се използват и такива количества като:
- активност на източника на лъчение;- плътност на потока (броя на йонизиращите частици на единица площ).
В допълнение, има разлика в описанието на въздействието на радиацията върху живи и неживи обекти. Така че, ако веществото е неодушевено, тогава понятията се отнасят за него:
- абсорбирана доза;- експозиционна доза.
Ако радиацията е засегнала жива тъкан, тогава се използват следните термини:
- еквивалентна доза;
- ефективна еквивалентна доза;- скорост на дозата.
Единиците за измерване на радиация, както бе споменато по-горе, са условни числови стойности, приети от учените за улесняване на изчисленията и изграждане на хипотези и теории. Може би затова няма единна общоприета мерна единица.
Кюри
Една от единиците за радиация е кюри. Не принадлежи към системата (не принадлежи към системата SI). В Русия се използва в ядрената физика и медицината. Активността на дадено вещество ще бъде равна на едно кюри, ако в него настъпят 3,7 милиарда радиоактивни разпада за една секунда. Тоест, можем да кажем, че едно кюри е равно на три милиарда седемстотин милиона бекерела.
Това число се дължи на факта, че Мария Кюри (която въведе този термин в науката) провежда експериментите си с радий и взема за основа скоростта му на разпад. Но с течение на времето физиците решиха, че числената стойност на тази единица е по-добре обвързана с друга - бекерела. Това направи възможно да се избегнат някои грешки в математическите изчисления.
В допълнение към кюри, често можете да намерите кратни или подмножители, като:
- мегакюри (равно на 3,7 пъти 10 на 16-та степен на бекерели);
- килокюри (3,7 хиляди милиарда бекерела);
- миликури (37 милиона бекерела);- микрокюри (37 хиляди бекерела).
Използвайки тази единица, можете да изразите обема, повърхността или специфичната активност на веществото.
Бекерел
Единицата за радиационна доза бекерел е системна и е включена в Международната система от единици (SI). Това е най-простото, защото радиационна активност от един бекерел означава, че има само един радиоактивен разпад в секунда в материята.
Получи името си в чест на Антоан Анри Бекерел, френски физик. Заглавието бешеодобрен в края на миналия век и се използва и до днес. Тъй като това е доста малка единица, десетичните префикси се използват за обозначаване на активност: кило-, мили-, микро- и други.
Напоследък несистемни единици като кюри и ръдърфорд се използват заедно с бекерели. Един Ръдърфорд е равен на един милион бекерела. В описанието на обемната или повърхностната активност могат да се намерят обозначенията бекерел на килограм, бекерел на метър (квадрат или кубичен) и техните различни производни.
рентгенова снимка
Единицата за измерване на радиацията, рентгеновите лъчи, също не е системна, въпреки че се използва навсякъде за указване на дозата на експозиция на получената гама-лъчение. Един рентген е равен на такава доза радиация, при която един кубичен сантиметър въздух при стандартно атмосферно налягане и нулева температура носи заряд, равен на 3,3(10-10). Това е равно на два милиона двойки йони.
Въпреки факта, че според законодателството на Руската федерация повечето несистемни единици са забранени, при маркирането на дозиметрите се използват рентгенови лъчи. Но те скоро ще спрат да се използват, тъй като се оказа по-практично да се записва и изчислява всичко в сиви и сиверти.
Rad
Единицата за измерване на радиация, рад, е извън системата SI и е равна на количеството излъчване, при което една милионна от джаул енергия се прехвърля на един грам вещество. Тоест, един рад е 0,01 джаул на килограм материя.
Материалът, който абсорбира енергия, може да бъде или жива тъкан, или друг органичен инеорганични вещества и вещества: почва, вода, въздух. Като самостоятелна единица, радът е въведен през 1953 г. и в Русия има право да се използва във физиката и медицината.
Сиво
Това е друга мерна единица за нивото на радиация, която е призната от Международната система от единици. Той отразява погълнатата доза радиация. Счита се, че дадено вещество е получило доза от един сив, ако енергията, която е била прехвърлена с радиация, е равна на един джаул на килограм.
Тази единица получи името си в чест на английския учен Люис Грей и беше официално въведена в науката през 1975 г. Съгласно правилата пълното име на единицата се изписва с малка буква, но съкратеното му обозначение е с главни букви. Едно сиво е равно на сто рада. В допълнение към простите единици, в науката се използват и множествени и подмножествени еквиваленти, като килогрей, мегагрей, децигрей, центигрей, микросив и други.
Sievert
Зивертната единица радиация се използва за обозначаване на ефективни и еквивалентни дози радиация и също е част от системата SI, като сивото и бекерела. Използва се в науката от 1978 г. Един сиверт е равен на енергията, погълната от килограм тъкан след излагане на едно нагряване на гама лъчи. Името на единицата е в чест на Ролф Сиверт, учен от Швеция.
По дефиниция сивертите и сивите са равни, тоест еквивалентните и абсорбираните дози имат еднакъв размер. Но все пак има разлика между тях. При определяне на еквивалентната дозанеобходимо е да се вземе предвид не само количеството, но и други свойства на излъчването, като дължина на вълната, амплитуда и кои частици го представляват. Следователно, числената стойност на погълната доза се умножава по качествен фактор на радиацията.
Така че, например, при равни други условия, абсорбираният ефект на алфа частиците ще бъде двадесет пъти по-силен от същата доза гама лъчение. Освен това е необходимо да се вземе предвид тъканният коефициент, който показва как органите реагират на радиация. Следователно, еквивалентната доза се използва в радиобиологията, а ефективната доза се използва в професионалното здраве (за нормализиране на излагането на радиация).
Слънчева константа
Има теория, че животът на нашата планета се е появил благодарение на слънчевата радиация. Единиците за измерване на радиацията от звезда са калории и ватове, разделени на единица време. Това беше решено, защото количеството лъчение от Слънцето се определя от количеството топлина, което обектите получават, и интензитета, с който идва. Само половин милионна от общото количество излъчвана енергия достига Земята.
Излъчването от звездите се разпространява в космоса със скоростта на светлината и навлиза в нашата атмосфера под формата на лъчи. Спектърът на това излъчване е доста широк - от "бял шум", тоест радиовълни, до рентгенови лъчи. Частиците, които също се разбират с радиацията, са протони, но понякога може да има електрони (ако освобождаването на енергия е голямо).
Излъчването, получено от Слънцето, е движещата сила на всички живи процесипланета. Количеството енергия, което получаваме зависи от сезона, позицията на звездата над хоризонта и прозрачността на атмосферата.
Влияние на радиацията върху живите същества
Ако живи тъкани със същите характеристики се облъчват с различни видове радиация (при една и съща доза и интензитет), резултатите ще варират. Следователно, за да се определят последствията, само погълнатата или експозиционната доза не е достатъчна, както е при неодушевените предмети. На сцената се появяват единици проникваща радиация, като sieverts rems и grey, които показват еквивалентната доза радиация.
Еквивалент е дозата, погълната от жива тъкан и умножена по условен (таблицен) коефициент, който отчита колко опасно е този или онзи вид радиация. Най-често използваната мярка е сивертът. Един сиверт е равен на сто рема. Колкото по-висок е коефициентът, толкова по-опасно е радиацията, респ. И така, за фотоните това е едно, а за неутроните и алфа частиците е двадесет.
След аварията в атомната електроцентрала в Чернобил в Русия и други страни от ОНД, специално внимание беше обърнато на нивото на радиационно излагане на хората. Еквивалентната доза от естествени източници на радиация не трябва да надвишава пет милисиверта годишно.
Действието на радионуклидите върху неживи обекти
Радиоактивните частици носят заряд на енергия, който прехвърлят към материята, когато се сблъскат с нея. И колкото повече частици влизат в контакт по пътя си сопределено количество материя, толкова повече енергия ще получи. Количеството му се изчислява в дози.
- Погълната доза е количеството радиоактивно излъчване, което е било получено от единица вещество. Измерва се в сиви. Тази стойност не отчита факта, че ефектът на различните видове радиация върху материята е различен.
- Експозиционна доза - е абсорбираната доза, но като се вземе предвид степента на йонизация на веществото от въздействието на различни радиоактивни частици. Измерва се в кулони на килограм или рентгенови лъчи.
