Lo sapevi che la radiazione è un'emissione naturale nell'ambiente in cui viviamo? Ebbene, lo è, e può essere prodotto anche da attività legate all'industria e persino ai processi diagnostici medici. Vuoi sapere come si misura la radiazione?
Raggi X sul corpo
Normalmente i raggi X sono utilizzati nei processi diagnostici in medicina.Quando attraversano il corpo umano, una parte di essi viene assorbita e quella che attraversa è ciò che crea le immagini radiografiche. Quello che riesce a passare attraverso il corpo non provoca un aumento delle radiazioni nei pazienti, ma quello che viene assorbito ne provoca un aumento, per questo motivo le donne in gravidanza non dovrebbero fare i raggi X, a causa degli effetti che producono e noi bisogna sapere Come si misura la radioattività?
La misura della radiazione che l'intero corpo possiede è chiamata dose efficace e la sua unità di misura è il millisievert (mSv). I medici usano questa dose efficace, quando fanno riferimento ai probabili effetti secondari che producono, e tengono conto della sensibilità alle radiazioni degli organi che la supportano.
radiazioni ionizzanti naturali
Tutti gli esseri umani sono esposti a sorgenti naturali di radiazioni. Secondo le ultime stime scientifiche, la persona media negli Stati Uniti subisce una dose efficace di circa 3 mSv all'anno dalle radiazioni naturali, che includono la radiazione cosmica dallo spazio, oltre a Caratteristiche della radiazione solare.
Allo stesso modo, ci sono variabili come l'altitudine del luogo in cui vivono, perché le persone che vivono in alta quota ricevono circa 1,5 mSv in più all'anno rispetto alle persone che vivono in zone vicine al livello del mare. La più grande fonte di radiazioni all'interno di una casa è il gas radon, che è di circa 2 mSv all'anno.
Come si misura la radiazione?
Come viene misurata e controllata la quantità di questa radiazione, ovverocome si misura la radiazione? Si effettua con strumenti chiamati dosimetri. E ce n'è una grande varietà, quindi è importante che tu possa scegliere quella più adatta, in base all'uso per cui verrà utilizzata. Pertanto, spiegheremo che ci sono due grandi gruppi:
- Dosimetri personali, che vengono utilizzati quando è necessario misurare la dose ricevuta da una determinata persona. Esistono diversi tipi di dosimetri per uso personale, ad anello, per i polsi o per l'uso sul bavero.
- Dosimetri d'area, che vengono utilizzati quando è necessario conoscere le dosi ricevute dalle persone nei luoghi o nei luoghi di lavoro.
Storia della misurazione delle radiazioni
Fin dai tempi più remoti, l'essere umano ha sentito il bisogno di misurare, motivo per cui si è preoccupato di creare strumenti a tale scopo, oltre a raggiungere un accordo sugli usi per i quali queste misurazioni potevano essere utilizzate, attività che era per niente facile. Fortunatamente, ora abbiamo un sistema internazionale di unità di misura.
Galileo Galilei si era già detto un astronomo, filosofo, matematico e fisico italiano, la cui influenza sulla moderna rivoluzione scientifica è innegabile, arrivando ad affermare che era necessario misurare ciò che era misurabile e cercare di misurare ciò che non lo era ancora. Devi solo guardare il storia della fisica per verificare il desiderio di misura che l'uomo ha sempre avuto.
Quando si osserva un fenomeno naturale in generale, si pensa che i dati ottenuti siano incompleti, a meno che non siano state ottenute informazioni quantitative, cioè che sia stata effettuata la misurazione corrispondente per quello che c'è da sapere come si misura la radiazione. Per ottenere informazioni considerate affidabili, è necessaria la misurazione di una proprietà fisica.
La misurazione è una pratica attraverso la quale abbiamo la possibilità di assegnare un numero a una proprietà fisica, che si ottiene come risultato del confronto di detta proprietà con un'altra simile che viene presa come modello, che è quello che chiameremo l'unità di misura.
Vogliamo mostrarvi attraverso un confronto come viene misurata la radiazione. Se una stanza ha un pavimento ricoperto di piastrelle e prendiamo una piastrella come unità di misura, contando il numero di piastrelle e sommando le loro misure, saremo in grado di sapere qual è la superficie di quella stanza. La misura della stessa magnitudine fisica, o superficie, può dare origine all'apparenza di due diverse grandezze, perché possono essere utilizzate unità di misura differenti.
Per questo motivo, è necessario standardizzare o determinare un unico pattern di unità di misura per qualsiasi grandezza, in modo che i dati provenienti da qualsiasi misurazione possano essere compresi da tutte le persone.
Pertanto, le radiazioni ionizzanti non fanno eccezione alla necessità di misurazione, quindi è di vitale importanza definire quali grandezze verranno utilizzate in modo standardizzato e stabilire unità uniche per ciascuna delle suddette grandezze.
Le radiazioni ionizzanti sono inodori, insapori, silenziose, incolori e invisibili e non possono essere toccate, quindi sicuramente non possono essere rilevate dai normali sensi umani. Tuttavia, è possibile che possano essere rilevati e misurati da processi diversi, come descritto in una sezione futura di questo post.
Poiché non è possibile rilevarli attraverso i nostri sensi naturali, ciò potrebbe portarci a pensare, erroneamente, che siano inesistenti o che non possano produrre alcun effetto biologico su di noi. Tuttavia, è normale che possiamo riconoscere la loro esistenza per gli effetti che producono, poiché hanno una grande capacità di ionizzare la materia ed essere assorbiti da essa, quindi è necessario sapere ¿come si misura la radiazione?
Da qui nasce la necessità di una loro quantificazione, che deriva dalla realizzazione di una serie di effetti nocivi per gli organismi viventi. È noto da tempo che alte dosi di radiazioni ionizzanti sono in grado di causare lesioni ai tessuti umani. Infatti, appena sei mesi dopo la scoperta dei raggi X da parte di Roentgen nel 1895, erano già stati descritti i primi effetti nocivi delle radiazioni ionizzanti.
In modo che tu possa avere le conoscenze per essere in grado di interpretare il unità di misura della radiazione con cui può essere correlato, indichiamo che le grandezze e le loro unità equivalenti più utilizzate per quantificare le radiazioni ionizzanti e i composti radioattivi sono:
Quantità Unità SI misurate dal processo fisico
Attività Decadimento nucleare Becquerel (Bq)
Dose assorbita Energia depositata Grigio (Gy)
Dose equivalente Effetto biologico Sievert (Sv)
Rischi di dose efficace Sievert (Sv)
Ora circa In quali unità viene misurata la radiazione?, ogni unità ha i suoi multipli e sottomultipli. Nel sistema internazionale (SI) i sottomultipli che utilizzeremo maggiormente saranno:
- milli(m) = 10-3
- micro(μ)= 10-6
- nano(n)=10-9
attività radioattiva
Normalmente è misurato in becquerel (Bq), che è uno standard derivato dal Sistema internazionale di unità, ed è l'equivalente di una disintegrazione nucleare al secondo. I becquerel ci diranno qual è la velocità con cui una sostanza radioattiva si disintegra. Pertanto, maggiore è il numero di becquerel, più veloce sarà il decadimento nucleare di un elemento e, quindi, più attivo sarebbe l'elemento.
Tuttavia, l'attività o il numero di becquerel non ci fornirà informazioni sui probabili effetti che una sorgente di radiazioni potrebbe avere sulla nostra salute. Una fonte in cui possiamo misurare circa 100.000 milioni di Bq può essere totalmente innocua, se è stata protetta o lontana dal nostro corpo, oppure può causare seri danni alla nostra salute se ingeriamo quell'elemento per caso.
Danni che possono essere causati dall'esposizione
Per poter conoscere quali sono i probabili effetti che si osserveranno sulla nostra salute, dovuti all'esposizione alle radiazioni ionizzanti, è necessario conoscere le nozioni che ci informano sulla porzione di energia che viene assorbita dai tessuti e ci permette di quantificare il danno biologico che può essere causato. Cioè, dobbiamo essere consapevoli della dose di radiazioni ricevuta.
La radiazione ionizzante riesce ad interagire con la materia, lasciando in essa energia, provocando ionizzazioni e, per questo motivo, produrrà modificazioni nelle molecole delle cellule. Il danno biologico che è il prodotto delle radiazioni ionizzanti è correlato alla quantità di energia che è stata depositata per unità di massa, che è chiamata grandezza nota come dose assorbita.
Come già sappiamo, l'energia nel Sistema Internazionale si misura in Joule (J) e la massa in Chilogrammi (Kg), quindi la dose assorbita deve essere misurata in J/Kg, unità nota con il nome di unità di Gray (Gy ).
Un altro fatto che deve essere preso in considerazione è che il danno biologico che si verifica a causa delle radiazioni non è solo correlato alla quantità di energia che si è depositata in un tessuto o in un organo, ma influenza anche il tipo di radiazione. Non tutti i tipi di radiazioni producono la stessa quantità di ionizzazione mentre attraversano la materia vivente.
Ad esempio, le particelle alfa causano una maggiore densità di ionizzazione nella materia che attraversano rispetto ai raggi gamma, a parità di dose assorbita. È noto che le radiazioni che provocano una maggiore densità di ionizzazione sono più dannose anche a dosi uguali.
La dose equivalente è quella che viene definita come la grandezza usata per esprimere la quantità di energia che può essere depositata per unità di massa, che è la dose assorbita, e il tipo di radiazione che emette tale energia. Questa grandezza può essere misurata anche in J/Kg, ma è chiamata Sievert (Sv).
Infine, è noto che il danno che le radiazioni ionizzanti possono produrre in un essere vivente, oltre a obbedire alla dose assorbita e al tipo di radiazione, è anche legato al tessuto o all'organo che ha ricevuto l'irradiazione.
La ragione di ciò è che non tutti i tessuti del corpo umano hanno la stessa sensibilità alle radiazioni e, quindi, non tutti contribuiranno allo stesso modo al danno che l'esposizione arrecherà alla nostra salute. Per tenere conto di questi dati, è stata creata la magnitudo della dose efficace che, come la dose equivalente, è misurata in Sv (J/Kg).
Per poter comprendere tutte queste grandezze, ti suggeriamo di immaginare di essere sotto una grandinata. La quantità di grandine caduta è ciò che rappresenterà l'attività radioattiva, ma non tutta la grandine che cade avrà un impatto su di noi. Quelli che ci colpiscono sono quelli che causeranno danni, quindi il numero di chicchi di grandine che ci colpiscono rappresenta la quantità di dose assorbita.
Ora, il danno che la grandine può causarci non dipenderà solo dalla quantità di grandine che ci colpisce, ma bisogna anche tener conto delle sue dimensioni. Pertanto, maggiore è la quantità di grandine che ci colpisce, maggiore è la grandine, più danni ci causerà. La quantità di chicchi di grandine che ci raggiunge e la loro dimensione è quella che, per le radiazioni ionizzanti, indicherà quale sarà la dose equivalente.
Infine, se vogliamo davvero conoscere i danni che la grandine provocherà, oltre al numero di chicchi di grandine che ci hanno colpito e alle loro dimensioni, dobbiamo anche valutare quale parte del corpo dell'essere umano è stata colpita, poiché non tutti hanno la stessa sensibilità. Ebbene, tutte queste sono le considerazioni che devono essere prese in considerazione quando si parla di radiazioni ionizzanti e dei tessuti del nostro corpo, e per questo è necessario utilizzare la misura della dose efficace.
Cioè, le grandezze correlate alla dose di radiazioni ionizzanti sono:
- Dose assorbita: energia depositata per unità di massa, misurata in Gray (Gy)/(J/Kg).
- Dose equivalente: dose assorbita moltiplicata per un fattore di ponderazione che tiene conto del tipo di radiazione ionizzante che produce l'esposizione, che si misura in Sievert (Sv)/ (J/Kg).
- Dose efficace: somma della dose equivalente in ciascun organo/tessuto, moltiplicata per un fattore di ponderazione che tiene conto della diversa sensibilità di organi e tessuti alle radiazioni ionizzanti e si misura in Sievert (Sv)/(J/Kg)
C'è una grandezza che influenzerà anche l'effetto che le radiazioni ionizzanti produrranno sulla nostra salute ed è il Dose Rate, che indicherà la dose di radiazioni che è stata ricevuta per unità di tempo. È scientificamente noto che una dose ricevuta per un lungo periodo di tempo è meno dannosa che se si riceve la stessa dose ma solo in un periodo di secondi o minuti.
Come li rileviamo?
Come abbiamo già indicato in precedenza, i nostri sensi non sono in grado di rilevare le radiazioni ionizzanti. Tuttavia, attualmente esiste un'ampia varietà di strumenti con cui è possibile rilevare e misurare le radiazioni ionizzanti, che probabilmente conoscete come contatori di radioattività e dosimetri.
Ma non tutti i dosimetri utilizzano lo stesso metodo per misurare le dosi di radiazioni ionizzanti. Molti degli strumenti utilizzati sono:
Dosimetro a penna, chiamato per la sua forma, che utilizza la carica elettrica e la tensione di un condensatore per rilevare e misurare le radiazioni ionizzanti. Questi dosimetri possono registrare radiazioni gamma e di raggi X, nonché radiazioni beta.
Dosimetro a pellicola, che utilizza un foglio di pellicola che si scurisce a seconda della quantità minore o maggiore di radiazione che può percepire.
Dosimetri a termoluminescenza, che utilizzano cristalli speciali in cui la radiazione di raggi X o gamma produce cambiamenti microscopici, che si traducono in luce visibile quando l'energia della radiazione assorbita viene rilasciata riscaldando il cristallo.
I dosimetri digitali utilizzano sensori elettronici ed elaborano il segnale, mostrando su uno schermo la dose di radiazione ricevuta. E sono configurabili in modo da emettere un suono quando il livello di radiazione ricevuto è pericoloso.
