Знаете ли, че радиацията е емисия, която е естествена в средата, в която живеем? Е, така е и може да бъде произведено и от дейности, свързани с индустрията и дори с медицински диагностични процеси. Ти искаш да знаеш как се измерва радиацията?
Рентгенови лъчи върху тялото
Обикновено рентгеновите лъчи се използват в диагностичните процеси в медицината.Когато преминават през човешкото тяло, част от тях се абсорбира и тази, която пресича, създава рентгеновите изображения. Този, който успее да премине през тялото, не предизвиква увеличаване на радиацията при пациентите, но този, който се абсорбира, предизвиква увеличение, поради тази причина бременните жени не трябва да правят рентгенови лъчи, поради ефектите, които произвеждат и ние трябва да знам Как се измерва радиоактивността?
Мярката на радиацията, която притежава цялото тяло, се нарича ефективна доза, а нейната мерна единица е милисиверт (mSv). Лекарите използват тази ефективна доза, когато се позовават на вероятните вторични ефекти, които те произвеждат, и вземат предвид чувствителността към радиация на органите, които я поддържат.
естествено йонизиращо лъчение
Всички хора са изложени на естествени източници на радиация. Според последните научни оценки средностатистическият човек в Съединените щати страда от ефективна доза от около 3 mSv годишно от естествена радиация, която включва космическа радиация от космоса, както и Характеристики на слънчевата радиация.
По същия начин има променливи като надморската височина на мястото, където живеят, тъй като хората, които живеят на голяма надморска височина, получават около 1,5 mSv повече годишно от хората, които живеят в райони близо до морското равнище. Най-големият източник на радиация в дома е от газ радон, който е около 2 mSv годишно.
Как се измерва радиацията?
Как се измерва и контролира количеството на тази радиация, т.е.как се измерва радиацията? Извършва се с инструменти, наречени дозиметри. И има голямо разнообразие от тях, така че е важно да изберете този, който е най-подходящ, според предназначението, за което ще се използва. Затова ще обясним, че има две големи групи:
- Персонални дозиметри, които се използват, когато е необходимо да се измери дозата, получена от конкретно лице. Има няколко вида дозиметри за лична употреба, тип пръстен, за китките или за използване на ревера.
- Площни дозиметри, които се използват, когато е необходимо да се знаят дозите, получени от хората на места или работни места.
История на измерване на радиация
Още от най-далечни времена хората са изпитвали необходимост от измерване, поради което са се занимавали със създаването на инструменти за тази цел, както и за постигане на споразумение относно употребите, за които могат да се използват тези измервания, дейност, която е била никак не е лесно. За щастие сега имаме международна система от мерни единици.
Галилео Галилей вече каза, че е италиански астроном, философ, математик и физик, чието влияние върху съвременната научна революция е неоспоримо. Той стигна до потвърждението, че е необходимо да се мери това, което е измеримо и да се опита да измери това, което все още не е било. Просто трябва да погледнете история на физиката за да се провери желанието за измерване, което човекът винаги е имал.
Когато се наблюдава природен феномен като цяло, се смята, че получените данни са непълни, освен ако не е получена количествена информация, тоест че е направено съответното измерване за това, което трябва да се знае как се измерва радиацията. За да се получи информация, която се счита за надеждна, е необходимо измерване на физическо свойство.
Измерването е практика, чрез която имаме способността да присвоим число на физическо свойство, което се получава в резултат на сравнението на това свойство с друго подобно, което се приема като модел, което ще наречем мерната единица.
Искаме да ви покажем чрез сравнение как се измерва радиацията. Ако в стаята има под, покрит с плочки и вземем плочката като мерна единица, като преброим броя на плочките и добавим техните измервания, ще можем да разберем каква е повърхността на тази стая. Измерването на една и съща физическа величина или повърхност може да доведе до появата на две различни величини, тъй като могат да се използват различни мерни единици.
Поради тази причина е необходимо да се стандартизира или да се определи един модел на мерна единица за всяка величина, така че данните, произхождащи от всяко измерване, да могат да бъдат разбрани от всички хора.
По този начин йонизиращото лъчение не е изключение от необходимостта от измерване, така че е жизнено важно да се определи кои величини ще се използват по стандартизиран начин и да се установят уникални единици за всяка от гореспоменатите величини.
Йонизиращото лъчение е без мирис, без вкус, безшумно, безцветно и невидимо и не може да бъде докоснато, следователно определено не може да бъде открито от нормалните човешки сетива. Възможно е обаче те да бъдат открити и измерени чрез различни процеси, както е описано в бъдещ раздел на тази публикация.
Тъй като не е възможно да ги открием чрез нашите естествени сетива, това може да ни накара да мислим погрешно, че те не съществуват или че не могат да окажат никакъв биологичен ефект върху нас. Нормално е обаче да можем да разпознаем тяхното съществуване поради ефектите, които произвеждат, тъй като те имат голям капацитет да йонизират материята и да се абсорбират от нея, така че е необходимо да знаем ¿как се измерва радиацията?
Оттук произтича, че е необходимо те да бъдат количествено определени, което произтича от реализирането на редица вредни за живите организми ефекти. Отдавна е известно, че високите дози йонизиращо лъчение могат да причинят увреждане на човешката тъкан. Всъщност, само шест месеца след откриването на рентгеновите лъчи от Рентген през 1895 г., първите вредни ефекти на йонизиращото лъчение вече са описани.
За да имате знания, за да можете да тълкувате единица за измерване на радиация с които може да бъде свързано, ние посочваме, че величините и техните еквивалентни единици, които най-често се използват за количествено определяне на йонизиращо лъчение и радиоактивни съединения, са:
Количество Измерен физически процес SI единици
Активност Ядрено разпадане Бекерел (Bq)
Абсорбирана доза Енергия отложена Сиво (Gy)
Еквивалентна доза Биологичен ефект Сиверт (Sv)
Ефективна доза Рискове Sievert (Sv)
Сега за В какви единици се измерва радиацията?, всяка единица има своите кратни и подмножители. В международната система (SI) подмножествата, които ще използваме най-много, ще бъдат:
- мили(т) = 10-3
- микро(ц)= 10-6
- нано(n)=10-9
радиоактивна активност
Обикновено се измерва в бекерели (Bq), което е стандарт, извлечен от Международната система от единици и е еквивалент на един ядрен разпад в секунда. Бекерелите ще ни кажат каква е скоростта, с която се разпада радиоактивното вещество. Следователно, колкото по-голям е броят на бекерелите, толкова по-бързо ще се разпадне ядреният елемент и следователно, толкова по-активен би бил елементът.
Въпреки това, активността или броят на бекерели няма да ни предоставят информация за вероятните ефекти, които източникът на радиация може да има върху нашето здраве. Източник, в който можем да измерим около 100.000 XNUMX милиона Bq, може да бъде напълно безвреден, ако е бил защитен или далеч от тялото ни, или може да причини сериозни щети на здравето ни, ако погълнем този елемент случайно.
Щети, които могат да бъдат причинени от експозиция
За да можем да знаем какви са вероятните ефекти, които ще се наблюдават в нашето здраве, поради излагане на йонизиращо лъчение, е необходимо да знаем понятията, които ни информират за частта енергия, която се абсорбира от тъканите и ни позволява да можем да определим количествено биологичните щети, които могат да бъдат причинени. Тоест трябва да сме наясно с получената радиационна доза.
Йонизиращото лъчение успява да взаимодейства с материята, оставяйки енергия в нея, причинявайки йонизации и поради тази причина ще предизвика модификации в молекулите на клетките. Биологичното увреждане, което е продукт на йонизиращо лъчение, е свързано с количеството енергия, което е отложено на единица маса, което се нарича величина, известна като погълната доза.
Както вече знаем, енергията в международната система се измерва в джаули (J) и масата в килограми (Kg), следователно погълнатата доза трябва да се измерва в J/Kg, което е единица, известна с името на единицата Грей (Gy ).
Друг факт, който трябва да се има предвид, е, че биологичното увреждане, което се получава поради радиация, не е свързано само с количеството енергия, което е отложено в тъкан или орган, но също така влияе върху вида на радиацията. Не всички видове радиация произвеждат еднакво количество йонизация, когато преминават през живата материя.
Например, алфа частиците причиняват по-висока йонизираща плътност в материята, през която преминават, отколкото гама лъчите, за същото количество абсорбирана доза. Известно е, че лъченията, които причиняват по-висока плътност на йонизацията, са по-вредни, дори ако дозите са равни.
Еквивалентната доза е това, което се дефинира като величината, използвана за изразяване на количеството енергия, което може да се отложи на единица маса, която е погълнатата доза и вида на радиацията, която излъчва споменатата енергия. Тази величина може също да бъде измерена в J/Kg, но се нарича Sievert (Sv).
И накрая, известно е, че увреждането, което йонизиращото лъчение може да причини на живо същество, освен че се подчинява на погълнатата доза и вида на радиацията, е свързано и с тъканта или органа, който е получил облъчването.
Причината за това е, че не всички тъкани на човешкото тяло имат еднаква чувствителност към радиация и следователно не всички ще допринесат еднакво за щетите, които експозицията ще причини на нашето здраве. За да се вземат предвид тези данни, е създадена величината на ефективната доза, която, както и еквивалентната доза, се измерва в Sv (J/Kg).
За да можем да разберем всички тези величини, ви предлагаме да си представите, че сте под градушка. Количеството паднала градушка е това, което ще представлява радиоактивната активност, но не цялата градушка, която пада, ще ни въздейства. Тези, които ни удрят, са тези, които ще причинят щети, следователно броят на градушките, които ни удрят, представлява количеството погълната доза.
Сега щетите, които градушката може да ни причини, не само ще зависят от количеството градушка, която ни удари, но трябва да се вземе предвид и нейният размер. Следователно, колкото по-голямо е количеството градушка, която ни удря, толкова по-голяма е градушката, толкова повече щети ще ни причини. Количеството градушки, които достигат до нас, и техният размер е това, което за йонизиращо лъчение ще покаже каква ще бъде еквивалентната доза.
И накрая, ако наистина искаме да знаем щетите, които градушката ще причини, както и броя на градушките, които са ни ударили и техния размер, трябва също да преценим коя част от човешкото тяло е била засегната, тъй като не всички имат еднаква чувствителност. Е, всичко това са съображенията, които трябва да се вземат предвид, когато говорим за йонизиращо лъчение и тъканите на нашето тяло и поради тази причина е необходимо да се използва мярката за ефективната доза.
Тоест величините, които са свързани с дозата на йонизиращо лъчение са:
- Абсорбирана доза: енергия, отложена на единица маса, измерена в сиво (Gy)/(J/Kg).
- Еквивалентна доза: абсорбираната доза, умножена по коефициент на тежест, който взема предвид вида йонизиращо лъчение, което произвежда експозицията, което се измерва в Sievert (Sv)/ (J/Kg).
- Ефективна доза: сума от еквивалентната доза във всеки орган/тъкан, умножена по коефициент на тежест, който отчита различната чувствителност на органите и тъканите към йонизиращо лъчение и се измерва в Sievert (Sv)/(J/Kg)
Има величина, която също ще повлияе на ефекта, който йонизиращото лъчение ще произведе върху нашето здраве и това е дозата, която ще покаже дозата на радиация, която е била получена за единица време. Научно е известно, че доза, получена за дълъг период от време, е по-малко вредна, отколкото ако същата доза е получена, но само за период от секунди или минути.
Как да ги открием?
Както вече посочихме, нашите сетива не са в състояние да открият йонизиращо лъчение. В момента обаче има голямо разнообразие от инструменти, с които йонизиращи лъчения могат да бъдат открити и измерени, които вероятно познавате като броячи на радиоактивност и дозиметри.
Но не всички дозиметри използват един и същ метод за измерване на дозите на йонизиращо лъчение. Няколко от използваните инструменти са:
Дозиметър с писалка, наречен заради формата си, който използва електрическия заряд и напрежението на кондензатора за откриване и измерване на йонизиращо лъчение. Тези дозиметри могат да записват гама и рентгеново лъчение, както и бета лъчение.
Филмов дозиметър, който използва лист филм, който става черен в зависимост от по-малкото или по-голямото количество радиация, което може да възприеме.
Термолуминесцентни дозиметри, които използват специални кристали, в които рентгеновото или гама лъчение произвежда микроскопични промени, които водят до видима светлина, когато погълната радиационна енергия се освобождава чрез нагряване на кристала.
Цифровите дозиметри използват електронни сензори и обработват сигнала, като показват на екран получената доза радиация. И те се конфигурират така, че да излъчват звук, когато нивото на получената радиация е опасно.
