Kas teadsite, et kiirgus on meie elukeskkonnas loomulik emissioon? No on ja seda saab toota ka tööstuse ja isegi meditsiinidiagnostika protsessidega seotud tegevus. Tahad teada kuidas kiirgust mõõdetakse?
Röntgenikiirgus kehal
Tavaliselt kasutatakse meditsiinis diagnostilistes protsessides röntgenikiirgust, mille inimkeha läbides osa neist neeldub ja see, mis ristub, loob röntgenipildid. See, mis jõuab kehast läbi, ei põhjusta patsientidel kiirguse suurenemist, kuid see, mis imendub, põhjustab tõusu, seetõttu ei tohiks rasedad naised röntgenikiirgust teha, kuna need tekitavad ja meie. peab teadma Kuidas radioaktiivsust mõõdetakse?
Kogu kehale avalduva kiirguse mõõtu nimetatakse efektiivdoosiks ja selle mõõtühikuks on millisiivert (mSv). Arstid kasutavad seda efektiivset annust, kui nad viitavad nende tekitatud tõenäolistele kõrvalmõjudele ja võtavad arvesse seda toetavate organite tundlikkust kiirguse suhtes.
looduslik ioniseeriv kiirgus
Kõik inimesed puutuvad kokku looduslike kiirgusallikatega. Viimaste teaduslike hinnangute kohaselt kannatab USA keskmine inimene loodusliku kiirguse efektiivdoosina ligikaudu 3 mSv aastas, mis hõlmab nii kosmosest tulevat kosmilist kiirgust kui ka Päikesekiirguse omadused.
Samuti on selliseid muutujaid nagu elukoha kõrgus merepinnast, sest kõrgel elavad inimesed saavad aastas umbes 1,5 mSv rohkem kui merepinna lähedal elavad inimesed. Suurim kiirgusallikas kodus on radoongaas, mis on umbes 2 mSv aastas.
Kuidas mõõdetakse kiirgust?
Kuidas mõõdetakse ja kontrollitakse selle kiirguse hulka, stkuidas kiirgust mõõdetakse? Seda tehakse mõõteriistadega, mida nimetatakse dosimeetriteks. Ja neid on väga erinevaid, seega on oluline, et saaksite valida sobivaima, vastavalt kasutusotstarbele. Seetõttu selgitame, et on kaks suurt rühma:
- Isiklikud dosimeetrid, mida kasutatakse siis, kui on vaja mõõta konkreetse isiku poolt saadud doosi. Isiklikuks kasutamiseks, rõnga tüüpi, randmete jaoks või revääril kasutamiseks mõeldud dosimeetreid on mitut tüüpi.
- Pindala dosimeetrid, mida kasutatakse siis, kui on vaja teada inimeste poolt kohtades või töökohtades saadavaid doose.
Kiirguse mõõtmise ajalugu
Alates kõige kaugematest aegadest on inimesed tundnud vajadust mõõta, mistõttu nad olid huvitatud selleks seadmete loomisest, aga ka kokkuleppe saavutamisest, millistel eesmärkidel neid mõõtmisi kasutada. pole sugugi lihtne. Õnneks on meil nüüd rahvusvaheline mõõtühikute süsteem.
Juba Galileo Galilei ütles, et ta on itaalia astronoom, filosoof, matemaatik ja füüsik, kelle mõju kaasaegsele teadusrevolutsioonile on vaieldamatu.Ta jõudis kinnitusele, et mõõdetavat on vaja mõõta ja mõõta seda, mis veel ei ole. Peate lihtsalt vaatama füüsika ajalugu et kontrollida mõõtmissoovi, mis inimesel on alati olnud.
Kui loodusnähtust üldiselt vaadeldakse, siis arvatakse, et saadud andmed on puudulikud, välja arvatud juhul, kui on saadud kvantitatiivset informatsiooni, st on tehtud vastav mõõtmine, mida on vaja teada. kuidas kiirgust mõõdetakse. Usaldusväärseks peetava teabe saamiseks on vaja mõõta füüsilist omadust.
Mõõtmine on praktika, mille kaudu on meil võimalus omistada füüsilisele omadusele arv, mis saadakse selle omaduse võrdlemisel teise sarnasega, mida võetakse mustrina, mida me hakkame nimetama. mõõtühik.
Tahame teile võrdluse abil näidata, kuidas kiirgust mõõdetakse. Kui ruumis on plaaditud põrand ja me võtame mõõtühikuks plaadi, siis plaatide arvu lugedes ja nende mõõdud liites saame teada, milline on selle ruumi pind. Sama füüsikalise suuruse või pinna mõõtmisel võib ilmneda kaks erinevat suurust, kuna kasutada saab erinevaid mõõtühikuid.
Sel põhjusel on vaja standardida või määrata ühe mõõtühiku muster mis tahes suurusjärgu jaoks, et kõik inimesed saaksid aru mis tahes mõõtmisel saadud andmetest.
Seega ei ole ioniseeriv kiirgus mõõtmisvajaduse erand, mistõttu on ülimalt oluline määratleda, milliseid suurusi standardiseeritud viisil kasutatakse, ja määrata igale eelnimetatud suurusele ainulaadsed ühikud.
Ioniseeriv kiirgus on lõhnatu, maitsetu, vaikne, värvitu ja nähtamatu ning seda ei ole võimalik puudutada, mistõttu ei ole seda kindlasti võimalik tuvastada ka inimese tavameeltega. Siiski on võimalik, et neid saab tuvastada ja mõõta erinevate protsesside abil, nagu on kirjeldatud selle postituse tulevases osas.
Kuna neid ei ole võimalik meie loomulike meelte kaudu tuvastada, võib see panna meid ekslikult arvama, et neid ei ole või et nad ei saa meile mingit bioloogilist mõju avaldada. Siiski on normaalne, et saame nende olemasolu ära tunda tänu nende tekitatud mõjudele, kuna neil on suur võime ainet ioniseerida ja neelduda, seega on vaja teada ¿kuidas kiirgust mõõdetakse?
Sellest tuleneb, et on vaja neid kvantifitseerida, mis tuleneb mitmete elusorganismidele kahjulike mõjude realiseerimisest. On juba ammu teada, et ioniseeriva kiirguse suured doosid võivad inimkudesid kahjustada. Tegelikult, vaid kuus kuud pärast röntgenikiirguse avastamist Roentgeni poolt 1895. aastal, kirjeldati juba ioniseeriva kiirguse esimesi kahjulikke mõjusid.
Et teil oleks teadmisi tõlgendamiseks kiirguse mõõtühik millega see võib olla seotud, näitame, et ioniseeriva kiirguse ja radioaktiivsete ühendite kvantitatiivseks määramiseks kõige enam kasutatavad suurused ja nende ekvivalentühikud on:
Kogus Füüsikalise protsessi mõõdetud SI ühikud
Aktiivsus Tuuma lagunemine Becquerel (Bq)
Imendunud annus Energia ladestunud hall (Gy)
Ekvivalentdoos Biological Effect Sievert (Sv)
Efektiivse annuse riskid Sievert (Sv)
Nüüd umbes Millistes ühikutes mõõdetakse kiirgust?, igal ühikul on oma kordsed ja alamkordsed. Rahvusvahelises süsteemis (SI) on kõige enam kasutatavad alamkorrutised:
- milli(m) = 10-3
- mikro(µ)= 10-6
- nano(n)=10-9
radioaktiivne aktiivsus
Tavaliselt mõõdetakse seda bekerellides (Bq), mis on rahvusvahelisest mõõtühikute süsteemist tuletatud standard ja mis võrdub ühe tuumade lagunemisega sekundis. Bekerellid näitavad meile, millise kiirusega radioaktiivne aine laguneb. Seega, mida suurem on bekerellide arv, seda kiiremini element tuumalaguneb ja seega seda aktiivsem element oleks.
Kuid bekerellide aktiivsus või arv ei anna meile teavet kiirgusallika võimalike mõjude kohta meie tervisele. Allikas, milles saame mõõta umbes 100.000 XNUMX miljonit Bq, võib olla täiesti kahjutu, kui see on varjestatud või meie kehast eemal, või võib see põhjustada tõsist kahju meie tervisele, kui me selle elemendi kogemata alla neelame.
Kahjustused, mida võib põhjustada kokkupuude
Selleks, et teada saada, millised on tõenäolised mõjud, mida meie tervisele ioniseeriva kiirgusega kokkupuutumisel täheldatakse, on vaja teada arusaamu, mis annavad meile teavet kudedesse neelduva energia osa kohta. ja võimaldab meil hinnata võimalikku bioloogilist kahju. See tähendab, et me peame olema teadlikud saadud kiirgusdoosist.
Ioniseeriv kiirgus suudab ainega interakteeruda, jättes sellesse energiat, põhjustades ionisatsioone ja seetõttu rakkude molekulides modifikatsioone. Ioniseeriva kiirguse tulemuseks olev bioloogiline kahjustus on seotud massiühiku kohta ladestunud energia kogusega, mida nimetatakse neeldunud doosiks tuntud suuruseks.
Nagu me juba teame, mõõdetakse rahvusvahelises süsteemis energiat džaulides (J) ja massi kilogrammides (Kg), seetõttu tuleb neeldunud doosi mõõta J/Kg, mis on ühik, mida tuntakse halli ühiku nimetuse (Gy) all. ).
Samuti tuleb arvestada asjaolu, et kiirgusest tekkiv bioloogiline kahjustus ei ole seotud ainult koesse või elundisse ladestunud energia hulgaga, vaid mõjutab ka kiirguse tüüpi. Mitte kõik kiirgusliigid ei tekita elusainet läbides sama palju ionisatsiooni.
Näiteks põhjustavad alfaosakesed sama neeldunud doosi koguse korral aines, mida nad läbivad, suuremat ionisatsioonitihedust kui gammakiired. Teatavasti on suuremat ionisatsioonitihedust põhjustavad kiirgused kahjulikumad isegi võrdsete dooside korral.
Ekvivalentdoos on suurus, mida kasutatakse massiühiku kohta ladestuva energiahulga väljendamiseks, mis on neeldunud doos, ja seda energiat eraldavat kiirgust. Seda suurust saab mõõta ka J/Kg, kuid seda nimetatakse Sievertiks (Sv).
Lõpuks on teada, et kahjustused, mida ioniseeriv kiirgus võib elusolendites tekitada, on lisaks neeldumisdoosi ja kiirguse tüübi järgimisele seotud ka kiirituse saanud koe või elundiga.
Selle põhjuseks on asjaolu, et inimkeha kõik koed ei ole kiirguse suhtes sama tundlikud ja seetõttu ei aita need kõik võrdselt kaasa kahjule, mida kokkupuude meie tervisele põhjustab. Nende andmete arvessevõtmiseks on loodud efektiivdoosi suurusjärk, mida, nagu ka ekvivalentdoosi, mõõdetakse Sv-des (J/Kg).
Et mõistaksime kõiki neid suurusjärke, soovitame teil ette kujutada, et olete rahetormi all. Radioaktiivset aktiivsust tähistab sadanud rahe hulk, kuid mitte kogu sadanud rahe ei mõjuta meid. Need, mis meid tabavad, on need, mis tekitavad kahju, seega tähistab meid tabanud rahekivide arv neeldunud doosi suurust.
Nüüd ei sõltu rahe meile tekitatav kahju mitte ainult meid tabava rahe hulgast, vaid arvestada tuleb ka selle suurusega. Seega, mida suurem hulk rahet meid tabab, seda suurem on rahe, seda rohkem kahju see meile põhjustab. Meieni jõudvate rahekivide hulk ja suurus on see, mis ioniseeriva kiirguse puhul näitab, milline on ekvivalentdoos.
Lõpuks, kui tahame tõesti teada, millist kahju rahe põhjustab, samuti meid tabanud rahekivide arvu ja nende suurust, peame hindama ka seda, milline inimese kehaosa on kannatada saanud, sest mitte kõik neil on sama tundlikkus. Noh, kõik need on kaalutlused, mida tuleb arvestada, kui räägime ioniseerivast kiirgusest ja meie keha kudedest, ja seetõttu on vaja kasutada efektiivdoosi mõõtmist.
See tähendab, et ioniseeriva kiirguse doosiga seotud suurused on järgmised:
- Neeldunud doos: massiühiku kohta ladestunud energia, mõõdetuna hallides (Gy)/(J/Kg).
- Ekvivalentdoos: neeldunud doos, mis on korrutatud kaaluteguriga, mis võtab arvesse kiirgust tekitava ioniseeriva kiirguse tüüpi, mida mõõdetakse Sievertides (Sv)/ (J/Kg).
- Efektiivdoos: igas elundis/koes ekvivalentdoosi summa, mis on korrutatud kaaluteguriga, mis võtab arvesse elundite ja kudede erinevat tundlikkust ioniseeriva kiirguse suhtes ning mõõdetakse Sievertides (Sv)/(J/Kg)
On olemas suurusjärk, mis mõjutab ka ioniseeriva kiirguse mõju meie tervisele ja see on doosikiirus, mis näitab ajaühikus saadud kiirgusdoosi. Teaduslikult on teada, et pika aja jooksul saadud annus on vähem kahjulik kui sama doos, kuid ainult sekundite või minutite jooksul.
Kuidas me neid tuvastame?
Nagu me juba varem märkisime, ei suuda meie meeled ioniseerivat kiirgust tuvastada. Praegu on aga ioniseerivat kiirgust tuvastamiseks ja mõõtmiseks palju erinevaid seadmeid, mida te ilmselt tunnete radioaktiivsuse loendurite ja dosimeetritena.
Kuid mitte kõik dosimeetrid ei kasuta ioniseeriva kiirguse annuste mõõtmiseks sama meetodit. Mitmed kasutatavad vahendid on järgmised:
Oma kuju järgi nime saanud pliiatsi dosimeeter, mis kasutab ioniseeriva kiirguse tuvastamiseks ja mõõtmiseks kondensaatori elektrilaengut ja pinget. Need dosimeetrid suudavad salvestada gamma- ja röntgenkiirgust ning beetakiirgust.
Filmi dosimeeter, mis kasutab kilelehte, mis muutub mustaks olenevalt sellest, kui palju väiksemat või suuremat kiirgust see tajub.
Termoluminestsentsdosimeetrid, milles kasutatakse spetsiaalseid kristalle, milles röntgen- või gammakiirgus tekitab mikroskoopilisi muutusi, mille tulemuseks on nähtav valgus, kui neeldunud kiirgusenergia vabaneb kristalli kuumutamisel.
Digitaalsed dosimeetrid kasutavad elektroonilisi andureid ja töötlevad signaali, näidates ekraanil saadud kiirgusdoosi. Ja need on seadistatavad nii, et nad tekitavad heli, kui saadav kiirgustase on ohtlik.
