Tiesitkö, että säteily on luonnollista säteilyä ympäristössä, jossa elämme? No, se on, ja sitä voidaan tuottaa myös teollisuuteen ja jopa lääketieteellisiin diagnostisiin prosesseihin liittyvillä toimilla. Sinä haluat tietää miten säteilyä mitataan?
Röntgenkuvat kehossa
Normaalisti röntgensäteitä käytetään lääketieteen diagnostisissa prosesseissa, jotka kulkeutuvat ihmiskehon läpi, osa niistä imeytyy ja se joka kulkee ristiin, muodostaa röntgenkuvat. Elimistön läpi läpäisevä ei aiheuta säteilyn lisääntymistä potilaissa, mutta imeytyvä aiheuttaa lisääntymistä, siksi raskaana olevien naisten ei pitäisi käydä röntgenkuvissa niiden aiheuttamien vaikutusten vuoksi ja me täytyy tietää Miten radioaktiivisuus mitataan?
Koko kehon saaman säteilyn mittaa kutsutaan efektiiviseksi annokseksi ja sen mittayksikkö on millisievertti (mSv). Lääkärit käyttävät tätä efektiivistä annosta, kun he viittaavat aiheuttamiinsa todennäköisiin sivuvaikutuksiin ja ottavat huomioon sitä tukevien elinten herkkyyden säteilylle.
luonnollinen ionisoiva säteily
Kaikki ihmiset ovat alttiina luonnollisille säteilylähteille. Viimeisimpien tieteellisten arvioiden mukaan keskiverto yhdysvaltalainen kärsii noin 3 mSv efektiivisen annoksen vuodessa luonnonsäteilystä, joka sisältää avaruudesta tulevan kosmisen säteilyn sekä Auringon säteilyn ominaisuudet.
Samoin on olemassa muuttujia, kuten asuinpaikan korkeus, koska korkealla asuvat saavat vuodessa noin 1,5 mSv enemmän kuin merenpinnan lähellä asuvat. Suurin säteilylähde kodin sisällä on radonkaasu, joka on noin 2 mSv vuodessa.
Miten säteilyä mitataan?
Miten tämän säteilyn määrää mitataan ja kontrolloidaan, elimiten säteilyä mitataan? Se suoritetaan annosmittareiksi kutsuttujen instrumenttien avulla. Ja niitä on monenlaisia, joten on tärkeää, että voit valita sopivimman käyttötarkoituksen mukaan. Siksi aiomme selittää, että on olemassa kaksi suurta ryhmää:
- Henkilökohtaiset annosmittarit, joita käytetään, kun on tarpeen mitata tietyn henkilön saama annos. Annosmittareita on useita erilaisia henkilökohtaiseen käyttöön, rengastyyppisiin, ranteisiin tai käänteisiin.
- Pinta-annosmittarit, joita käytetään, kun on tarpeen tietää paikoissa tai työpaikoilla ihmisten saamat annokset.
Säteilymittauksen historia
Kaikkein kaukaisimmista ajoista lähtien ihmiset ovat tunteneet tarvetta mitata, minkä vuoksi he olivat huolissaan instrumenttien luomisesta tätä tarkoitusta varten sekä sopimukseen pääsemisestä siitä, mihin käyttötarkoituksiin näitä mittauksia voidaan käyttää. ei ollenkaan helppoa. Onneksi meillä on nyt kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä.
Galileo Galilei sanoi jo olevansa italialainen tähtitieteilijä, filosofi, matemaatikko ja fyysikko, jonka vaikutus nykyaikaiseen tieteelliseen vallankumoukseen on kiistaton.Hän tuli vakuuttuneeksi siitä, että on tarpeen mitata mitattavissa olevaa ja yrittää mitata sitä, mikä ei vielä ollut. Sinun tarvitsee vain katsoa fysiikan historiaa varmistaakseen mittaamisen halun, joka ihmisellä on aina ollut.
Kun luonnonilmiötä havainnoidaan yleisesti, katsotaan, että saatu tieto on puutteellinen, ellei ole saatu kvantitatiivista tietoa eli että on tehty vastaava mittaus sille, mitä tiedetään. miten säteilyä mitataan. Luotettavan tiedon saamiseksi tarvitaan fyysisen ominaisuuden mittaaminen.
Mittaus on käytäntö, jonka avulla voimme antaa numeron fyysiselle ominaisuudelle, joka syntyy vertaamalla tätä ominaisuutta toiseen samankaltaiseen, joka otetaan mallina, jota aiomme kutsua. mittayksikkö.
Haluamme näyttää sinulle vertailun avulla, kuinka säteilyä mitataan. Jos huoneessa on laatoitettu lattia ja otamme mittayksiköksi laatan, laskemalla laattojen lukumäärä ja lisäämällä niiden mitat, saamme tietää mikä on huoneen pinta-ala. Saman fyysisen suuruuden eli pinnan mittaus voi saada aikaan kahden eri suuren ilmaantumisen, koska voidaan käyttää erilaisia mittayksiköitä.
Tästä syystä on tarpeen standardoida tai määrittää yksi mittayksikkökuvio mille tahansa suuruudelle, jotta mistä tahansa mittauksesta peräisin olevat tiedot ovat kaikkien ihmisten ymmärrettävissä.
Ionisoiva säteily ei siis ole poikkeus mittaustarpeessa, joten on erittäin tärkeää määritellä, mitä suuruuksia tullaan käyttämään standardoidusti ja muodostamaan kullekin edellä mainitulle suuruudelle omat yksiköt.
Ionisoiva säteily on hajutonta, mautonta, äänetöntä, väritöntä ja näkymätöntä, eikä siihen voi koskea, joten sitä ei todellakaan voida havaita normaalilla ihmisen aisteilla. On kuitenkin mahdollista, että ne voidaan havaita ja mitata eri prosesseilla, kuten tämän viestin seuraavassa osassa kuvataan.
Koska niitä ei ole mahdollista havaita luonnollisilla aisteillamme, tämä saattaisi saada meidät ajattelemaan väärin, että niitä ei ole olemassa tai että ne eivät voi aiheuttaa meihin mitään biologista vaikutusta. On kuitenkin normaalia, että voimme tunnistaa niiden olemassaolon niiden tuottamien vaikutusten perusteella, koska niillä on suuri kyky ionisoida ainetta ja imeytyä siitä, joten on välttämätöntä tietää ¿miten säteily mitataan?
Tästä seuraa, että ne on määritettävä määrällisesti, mikä johtuu useiden eläville organismeille haitallisten vaikutusten toteutumisesta. On pitkään tiedetty, että suuret ionisoivan säteilyn annokset voivat vahingoittaa ihmiskudoksia. Itse asiassa vain kuusi kuukautta sen jälkeen, kun Roentgen löysi röntgensäteet vuonna 1895, ionisoivan säteilyn ensimmäiset haitalliset vaikutukset kuvattiin jo.
Jotta sinulla olisi tietoa voidaksesi tulkita säteilyn mittayksikkö johon se voi liittyä, osoitamme, että ionisoivan säteilyn ja radioaktiivisten yhdisteiden kvantifiointiin eniten käytetyt suuruudet ja niiden vastaavat yksiköt ovat:
Määrä Fysikaalisella prosessilla mitattu SI-yksikkö
Aktiivisuus Ydinhajoaminen Becquerel (Bq)
Imeytynyt annos Energiakerrostunut harmaa (Gy)
Vastaava annos Biologinen vaikutus Sievert (Sv)
Efektiivisen annoksen riskit Sievert (Sv)
Nyt noin Millä yksiköillä säteily mitataan?, jokaisella yksiköllä on kerrannais- ja osakertoimensa. Kansainvälisessä järjestelmässä (SI) eniten käyttämämme osakertoja ovat:
- milli(m) = 10-3
- mikro(µ) = 10-6
- nano(n) = 10-9
radioaktiivista toimintaa
Se mitataan tavallisesti becquereleinä (Bq), joka on kansainvälisestä yksikköjärjestelmästä johdettu standardi, ja se vastaa yhtä ydinhajoamista sekunnissa. Becquerelit kertovat meille, millä nopeudella radioaktiivinen aine hajoaa. Siksi mitä suurempi becquerelien lukumäärä on, sitä nopeammin alkuaine hajoaa ja sitä aktiivisempi alkuaine olisi.
Becquerelien aktiivisuus tai lukumäärä ei kuitenkaan anna meille tietoa säteilylähteen todennäköisistä vaikutuksista terveyteemme. Lähde, josta voimme mitata noin 100.000 XNUMX miljoonaa Bq, voi olla täysin vaaraton, jos se on suojattu tai poissa kehostamme, tai se voi aiheuttaa vakavia vaurioita terveydellemme, jos nielemme sen vahingossa.
Altistumisen aiheuttama vahinko
Jotta voimme tietää, mitä todennäköisiä vaikutuksia terveyteemme havaitaan ionisoivalle säteilylle altistumisesta, on välttämätöntä tuntea käsitteet, jotka kertovat meille kudosten absorboima energian osuudesta. ja sen avulla voimme arvioida mahdollisesti aiheutuvat biologiset vahingot. Eli meidän on oltava tietoisia saadusta säteilyannoksesta.
Ionisoiva säteily onnistuu olemaan vuorovaikutuksessa aineen kanssa jättäen siihen energiaa, aiheuttaen ionisaatioita ja tästä syystä se saa aikaan muutoksia solujen molekyyleissä. Ionisoivan säteilyn aiheuttama biologinen vaurio liittyy massayksikköä kohti kertyneen energian määrään, jota kutsutaan absorboituneeksi annokseksi tunnetuksi suuruudeksi.
Kuten jo tiedämme, kansainvälisessä järjestelmässä energia mitataan jouleina (J) ja massa kilogrammoina (kg), joten absorboitunut annos on mitattava J/kg:na, joka on yksikkö, joka tunnetaan nimellä Gray-yksikkö (Gy) ).
Toinen huomioitava tosiasia on, että säteilyn aiheuttamat biologiset vauriot eivät liity pelkästään kudokseen tai elimeen kertyneen energian määrään, vaan vaikuttavat myös säteilyn tyyppiin. Kaikki säteilytyypit eivät tuota samaa määrää ionisaatiota kulkiessaan elävän aineen läpi.
Esimerkiksi alfahiukkaset aiheuttavat suuremman ionisaatiotiheyden aineessa, jonka läpi ne kulkevat, kuin gammasäteet, samalla absorboituneen annoksen määrällä. Tiedetään, että korkeampaa ionisaatiotiheyttä aiheuttavat säteilyt ovat haitallisempia, vaikka annokset olisivat yhtä suuret.
Ekvivalenttiannos määritellään suuruudeksi, jota käytetään ilmaisemaan energian määrä, joka voidaan laskea massayksikköä kohti, mikä on absorboitunut annos, ja säteilyn tyyppi, joka vapauttaa mainitun energian. Tämä suuruus voidaan mitata myös J/kg:na, mutta sitä kutsutaan nimellä Sievert (Sv).
Lopuksi tiedetään, että vaurio, jonka ionisoiva säteily voi aiheuttaa elävälle olennolle, liittyy absorboituneen annoksen ja säteilytyypin noudattamisen lisäksi myös säteilytyksen saaneeseen kudokseen tai elimeen.
Syynä tähän on se, että kaikki ihmiskehon kudokset eivät ole yhtä herkkiä säteilylle, ja siksi ne eivät kaikki vaikuta yhtäläisesti altistumisesta terveydellemme aiheutuviin vahinkoihin. Näiden tietojen huomioon ottamiseksi on luotu efektiivisen annoksen suuruus, joka, kuten ekvivalenttiannos, mitataan yksiköissä Sv (J/Kg).
Jotta voimme ymmärtää kaikki nämä suuruudet, ehdotamme, että kuvittelet olevasi raemyrskyn alla. Sadettujen rakeiden määrä edustaa radioaktiivista aktiivisuutta, mutta kaikki satanut rakeet eivät vaikuta meihin. Meihin osuvat ovat ne, jotka aiheuttavat vahinkoa, joten meihin osuvien rakeiden määrä edustaa imeytyneen annoksen määrää.
Nyt rakeiden meille aiheuttamat vahingot eivät riipu vain meihin osuvan rakeen määrästä, vaan myös sen koko on otettava huomioon. Siksi mitä suurempi rakeiden määrä meihin osuu, mitä suurempi rakeet ovat, sitä enemmän se aiheuttaa meille vahinkoa. Meille saapuvien rakeiden määrä ja niiden koko kertovat ionisoivalle säteilylle vastaavan annoksen.
Lopuksi, jos haluamme todella tietää rakeiden aiheuttamat vahingot sekä meihin osuneiden rakeiden lukumäärän ja niiden koon, meidän on myös arvioitava, mihin ihmisen kehon osaan on kohdistunut vaikutus, koska kaikki niillä on sama herkkyys. No, kaikki nämä ovat niitä näkökohtia, jotka on otettava huomioon, kun puhutaan ionisoivasta säteilystä ja kehomme kudoksista, ja tästä syystä on tarpeen käyttää efektiivisen annoksen mittaa.
Eli ionisoivan säteilyn annokseen liittyvät suuruudet ovat:
- Absorboitunut annos: massayksikköä kohti laskeutunut energia, mitattuna harmaina (Gy)/(J/Kg).
- Ekvivalenttiannos: absorboitunut annos kerrottuna painotuskertoimella, joka ottaa huomioon altistuksen aiheuttavan ionisoivan säteilyn tyypin, joka mitataan Sieverteissä (Sv)/ (J/Kg).
- Efektiivinen annos: kunkin elimen/kudoksen ekvivalenttiannoksen summa kerrottuna painokertoimella, joka ottaa huomioon elinten ja kudosten erilaisen herkkyyden ionisoivalle säteilylle ja mitataan Sieverteinä (Sv)/(J/Kg)
On olemassa suuruus, joka vaikuttaa myös ionisoivan säteilyn terveydelliseen vaikutukseen, ja se on Dose Rate, joka ilmaisee aikayksikköä kohden saadun säteilyannoksen. Tieteellisesti tiedetään, että pitkän ajan kuluessa saatu annos on vähemmän haitallinen kuin jos sama annos saadaan, mutta vain sekunneissa tai minuuteissa.
Kuinka tunnistamme ne?
Kuten olemme jo aiemmin osoittaneet, aistimme eivät pysty havaitsemaan ionisoivaa säteilyä. Tällä hetkellä on kuitenkin olemassa laaja valikoima laitteita, joilla ionisoivaa säteilyä voidaan havaita ja mitata, joita tunnet todennäköisesti radioaktiivisuuslaskureina ja annosmittareina.
Mutta kaikki annosmittarit eivät käytä samaa menetelmää ionisoivan säteilyn annosten mittaamiseen. Useita käytettyjä välineitä ovat:
Muotonsa perusteella nimetty kynäannosmittari, joka käyttää kondensaattorin sähkövarausta ja jännitettä ionisoivan säteilyn havaitsemiseen ja mittaamiseen. Nämä annosmittarit voivat tallentaa gamma- ja röntgensäteilyä sekä beetasäteilyä.
Filmiannosmittari, joka käyttää kalvoarkkia, joka muuttuu mustaksi riippuen siitä, kuinka paljon säteilyä se pystyy havaitsemaan.
Termoluminesenssiannosmittarit, joissa käytetään erikoiskiteitä, joissa röntgen- tai gammasäteily tuottaa mikroskooppisia muutoksia, jotka johtavat näkyvään valoon, kun absorboitunutta säteilyenergiaa vapautuu kidettä kuumentamalla.
Digitaaliset annosmittarit käyttävät elektronisia antureita ja käsittelevät signaalin näyttäen näytöllä vastaanotetun säteilyannoksen. Ja ne on konfiguroitavissa niin, että ne lähettävät ääntä, kun vastaanotettu säteilytaso on vaarallinen.
