Ar žinojote, kad radiacija yra natūrali emisija aplinkoje, kurioje mes gyvename? Na, taip yra, o ją gali gaminti ir veikla, susijusi su pramone ir net su medicininės diagnostikos procesais. Tu nori žinoti kaip matuojama radiacija?
Rentgeno spinduliai ant kūno
Įprastai rentgeno spinduliai naudojami diagnostiniuose procesuose medicinoje, kai jie praeina per žmogaus kūną, dalis jų absorbuojama, o ta, kuri kerta, sukuria rentgeno vaizdus. Tas, kuris sugeba prasiskverbti pro organizmą, nesukelia pacientų spinduliuotės padidėjimo, o absorbuojamas sukelia padidėjimą, todėl nėščios moterys neturėtų darytis rentgeno spindulių dėl jų sukeliamo poveikio ir mes. turi žinoti Kaip matuojamas radioaktyvumas?
Viso kūno spinduliuotės matas vadinamas efektine doze, o jos matavimo vienetas yra milisivertas (mSv). Gydytojai naudoja šią veiksmingą dozę, kai nurodo galimą antrinį poveikį, kurį jie sukelia, ir atsižvelgia į ją palaikančių organų jautrumą spinduliuotei.
natūrali jonizuojanti spinduliuotė
Visi žmonės yra veikiami natūralių spinduliuotės šaltinių. Naujausiais moksliniais skaičiavimais, vidutinis JAV žmogus per metus patiria apie 3 mSv efektinę natūralios spinduliuotės dozę, kuri apima kosminę spinduliuotę iš kosmoso, taip pat Saulės spinduliuotės charakteristikos.
Taip pat yra kintamųjų, pavyzdžiui, vietos, kurioje jie gyvena, aukštis virš jūros lygio, nes dideliame aukštyje gyvenantys žmonės per metus gauna apie 1,5 mSv daugiau nei žmonės, gyvenantys arti jūros lygio. Didžiausias spinduliuotės šaltinis namuose yra radono dujos, kurios yra apie 2 mSv per metus.
Kaip matuojama radiacija?
Kaip matuojamas ir kontroliuojamas šios spinduliuotės kiekis, t.kaip matuojama radiacija? Tai atliekama naudojant prietaisus, vadinamus dozimetrais. O jų yra didžiulė įvairovė, todėl svarbu, kad pagal paskirtį, kuriai bus naudojama, išsirinkti tinkamiausią. Todėl paaiškinsime, kad yra dvi didelės grupės:
- Asmeniniai dozimetrai, kurie naudojami, kai reikia išmatuoti konkretaus žmogaus gaunamą dozę. Yra keletas dozimetrų, skirtų asmeniniam naudojimui, žiedo tipo, riešams arba ant atlapo.
- Ploto dozimetrai, kurie naudojami, kai reikia žinoti žmonių gaunamas dozes vietose ar darbo vietose.
Radiacijos matavimo istorija
Nuo tolimiausių laikų žmonės jautė poreikį matuoti, todėl jiems rūpėjo sukurti tam tikslui skirtus prietaisus, taip pat susitarti dėl naudojimo, kuriam šie matavimai galėtų būti naudojami, o tai buvo veikla. visai nelengva. Laimei, dabar turime tarptautinę matavimo vienetų sistemą.
Galileo Galilei jau sakė esąs italų astronomas, filosofas, matematikas ir fizikas, kurio įtaka šiuolaikinei mokslo revoliucijai neabejotina, jis tvirtino, kad reikia išmatuoti tai, kas išmatuojama, ir bandyti išmatuoti tai, kas dar nėra. Jums tereikia pažvelgti į fizikos istorija siekiant patikrinti žmogaus visada turėtą matavimo troškimą.
Kai apskritai stebimas gamtos reiškinys, manoma, kad gauti duomenys yra neišsamūs, nebent gauta kiekybinė informacija, tai yra, buvo atliktas atitinkamas matavimas tam, ką reikia žinoti. kaip matuojama radiacija. Norint gauti informaciją, kuri laikoma patikima, reikia išmatuoti fizinę savybę.
Matavimas yra praktika, kurios dėka mes turime galimybę priskirti skaičių fizinei savybei, kuri gaunama lyginant minėtą ypatybę su kita panašia, kuri laikoma modeliu, kurią mes vadiname. matavimo vienetas.
Norime palyginti, kaip matuojama spinduliuotė. Jeigu patalpoje grindys išklotos plytelėmis ir matavimo vienetu imsime plytelę, suskaičiavę plytelių skaičių ir sudėję jų išmatavimus, galėsime sužinoti, koks yra tos patalpos paviršius. Matuojant tą patį fizinį dydį arba paviršių, gali atsirasti dviejų skirtingų dydžių, nes gali būti naudojami skirtingi matavimo vienetai.
Dėl šios priežasties būtina standartizuoti arba nustatyti vieno matavimo vieneto modelį bet kokiam dydžiui, kad bet kokio matavimo duomenis galėtų suprasti visi žmonės.
Taigi, jonizuojanti spinduliuotė nėra matavimo poreikio išimtis, todėl labai svarbu apibrėžti, kokie dydžiai bus naudojami standartizuotu būdu, ir nustatyti unikalius kiekvieno iš aukščiau paminėtų dydžių vienetus.
Jonizuojanti spinduliuotė yra bekvapė, beskonė, tyli, bespalvė ir nematoma, jos negalima liesti, todėl jos tikrai negali aptikti normaliais žmogaus pojūčiais. Tačiau gali būti, kad juos galima aptikti ir išmatuoti naudojant skirtingus procesus, kaip aprašyta būsimoje šio įrašo dalyje.
Kadangi jų neįmanoma aptikti natūraliais pojūčiais, tai gali priversti mus klaidingai manyti, kad jų nėra arba jie negali mums daryti jokio biologinio poveikio. Tačiau normalu, kad jų egzistavimą galime atpažinti dėl jų sukeliamo poveikio, nes jie turi didelį gebėjimą jonizuoti medžiagą ir būti jos absorbuojami, todėl būtina žinoti ¿kaip matuojama radiacija?
Iš to išplaukia, kad būtina juos kiekybiškai įvertinti, o tai atsiranda dėl daugelio gyviems organizmams kenksmingų poveikių. Jau seniai žinoma, kad didelės jonizuojančiosios spinduliuotės dozės gali pažeisti žmogaus audinius. Tiesą sakant, praėjus vos šešiems mėnesiams po to, kai Rentgenas 1895 m. atrado rentgeno spindulius, jau buvo aprašyti pirmieji žalingi jonizuojančiosios spinduliuotės padariniai.
Kad turėtumėte žinių, kad galėtumėte interpretuoti radiacijos matavimo vienetas su kuriais jis gali būti susijęs, nurodome, kad jonizuojančiosios spinduliuotės ir radioaktyviųjų junginių kiekybiniam įvertinimui dažniausiai naudojami dydžiai ir jų ekvivalentiniai vienetai:
Kiekis Fizinio proceso išmatuoti SI vienetai
Aktyvumas Branduolinis skilimas Bekerelis (Bq)
Absorbuota dozė Sukaupta energija pilka (Gy)
Ekvivalentinė dozė Biologinis poveikis Sivertas (Sv)
Efektyvios dozės rizika Sivert (Sv)
Dabar apie Kokiais vienetais matuojama spinduliuotė?, kiekvienas vienetas turi savo kartotinius ir dalinius. Tarptautinėje sistemoje (SI) dažniausiai naudosime šiuos dalinius:
- mili(m) = 10-3
- mikro(µ)= 10-6
- nano(n)=10-9
radioaktyvus aktyvumas
Paprastai jis matuojamas bekereliais (Bq), kuris yra standartas, gautas iš Tarptautinės vienetų sistemos ir atitinka vieną branduolio skilimą per sekundę. Bekereliai mums pasakys, kokiu greičiu suyra radioaktyvi medžiaga. Todėl kuo didesnis bekerelių skaičius, tuo greičiau elementas suirs, taigi, tuo elementas bus aktyvesnis.
Tačiau bekerelių aktyvumas ar skaičius nesuteiks mums informacijos apie galimą radiacijos šaltinio poveikį mūsų sveikatai. Šaltinis, kuriame galime išmatuoti apie 100.000 XNUMX milijonų Bq, gali būti visiškai nekenksmingas, jei jis buvo uždengtas arba nutolęs nuo mūsų kūno, arba gali rimtai pakenkti mūsų sveikatai, jei netyčia prarysime tą elementą.
Žala, kurią gali sukelti poveikis
Kad galėtume žinoti, koks tikėtinas poveikis mūsų sveikatai dėl jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio, būtina žinoti sąvokas, kurios informuoja apie energijos dalį, kurią absorbuoja audiniai. ir leidžia mums kiekybiškai įvertinti galimą biologinę žalą. Tai reiškia, kad turime žinoti gautą radiacijos dozę.
Jonizuojanti spinduliuotė sugeba sąveikauti su medžiaga, palikdama joje energiją, sukeldama jonizaciją ir dėl šios priežasties pakeis ląstelių molekules. Biologinė žala, atsirandanti dėl jonizuojančiosios spinduliuotės, yra susijusi su energijos kiekiu, kuris buvo nusodintas masės vienetui, kuris vadinamas dydžiu, žinomu kaip sugertoji dozė.
Kaip jau žinome, energija tarptautinėje sistemoje matuojama džauliais (J), o masė – kilogramais (Kg), todėl sugertoji dozė turi būti matuojama J/Kg, o tai yra vienetas, žinomas Gray vieneto pavadinimu (Gy). ).
Kitas faktas, į kurį reikia atsižvelgti, yra tai, kad radiacijos sukeliama biologinė žala yra susijusi ne tik su energijos kiekiu, kuris buvo nusėdęs į audinį ar organą, bet ir įtakoja spinduliuotės rūšį. Ne visi spinduliuotės tipai, prasiskverbdami per gyvąją medžiagą, sukuria tokį patį jonizacijos kiekį.
Pavyzdžiui, alfa dalelės sukelia didesnį jonizacijos tankį medžiagoje, per kurią jos praeina, nei gama spinduliai, esant tokiam pačiam sugertos dozės kiekiui. Yra žinoma, kad spinduliuotė, sukelianti didesnį jonizacijos tankį, yra žalingesnė, net jei dozės yra lygios.
Ekvivalentinė dozė apibrėžiama kaip dydis, naudojamas išreikšti energijos kiekį, kurį galima nusodinti masės vienetui, ty sugertąją dozę ir spinduliuotę, kuri skleidžia minėtą energiją. Šis dydis taip pat gali būti matuojamas J/Kg, bet vadinamas Sivertu (Sv).
Galiausiai, žinoma, kad žala, kurią jonizuojanti spinduliuotė gali padaryti gyvai būtybei, ne tik paklūsta absorbuotai dozei ir spinduliuotės rūšiai, bet ir yra susijusi su audiniu ar organu, kuris buvo apšvitintas.
Taip yra todėl, kad ne visi žmogaus kūno audiniai yra vienodai jautrūs spinduliuotei, todėl ne visi jie vienodai prisidės prie žalos, kurią poveikis padarys mūsų sveikatai. Siekiant atsižvelgti į šiuos duomenis, buvo sukurtas Efektyvios dozės dydis, kuris, kaip ir ekvivalentinė dozė, matuojamas Sv (J/Kg).
Kad galėtume suprasti visus šiuos dydžius, siūlome įsivaizduoti, kad jus siaučia kruša. Iškritusios krušos kiekis atspindi radioaktyvųjį aktyvumą, tačiau ne visa iškritusi kruša turės mums įtakos. Tie, kurie pataikė į mus, yra tie, kurie padarys žalą, todėl mus užklupusių krušų skaičius parodo sugertos dozės kiekį.
Dabar žala, kurią gali padaryti kruša, priklausys ne tik nuo mus užklupusios krušos kiekio, bet reikia atsižvelgti ir į jos dydį. Todėl kuo didesnis krušos kiekis mus užklups, tuo didesnė kruša, tuo daugiau žalos ji mums padarys. Mus pasiekiančių krušos kiekis ir jų dydis jonizuojančiosios spinduliuotės atveju parodys, kokia bus ekvivalentinė dozė.
Galiausiai, jei tikrai norime žinoti, kokią žalą padarys kruša, kiek krušos užgriuvo ir koks jų dydis, taip pat turime įvertinti, kuri žmogaus kūno dalis buvo paveikta, nes ne visos jų jautrumas toks pat. Na, o į visa tai reikia atsižvelgti, kai kalbame apie jonizuojančiąją spinduliuotę ir mūsų organizmo audinius, todėl būtina naudoti efektyvios dozės matą.
Tai yra, dydžiai, susiję su jonizuojančiosios spinduliuotės doze, yra:
- Absorbuota dozė: masės vienetui sukaupta energija, matuojama pilka spalva (Gy)/(J/Kg).
- Ekvivalentinė dozė: sugertoji dozė, padauginta iš svertinio koeficiento, atsižvelgiant į jonizuojančiosios spinduliuotės tipą, sukeliančią apšvitą, matuojama Sivert (Sv)/ (J/Kg).
- Efektyvi dozė: ekvivalentinės dozės kiekviename organe (audinyje) suma, padauginta iš svertinio koeficiento, kuriame atsižvelgiama į skirtingą organų ir audinių jautrumą jonizuojančiai spinduliuotei, ir matuojama Sievertais (Sv)/(J/Kg)
Taip pat yra dydis, kuris taip pat turės įtakos jonizuojančiosios spinduliuotės poveikiui mūsų sveikatai, o tai yra Dozės greitis, kuris parodys spinduliuotės dozę, gautą per laiko vienetą. Moksliškai žinoma, kad dozė, gauta ilgą laiką, yra mažiau kenksminga, nei ta pati dozė, bet tik per kelias sekundes ar minutes.
Kaip mes juos aptinkame?
Kaip jau minėjome anksčiau, mūsų jutimai negali aptikti jonizuojančiosios spinduliuotės. Tačiau šiuo metu yra daugybė įvairių prietaisų, kuriais galima aptikti ir išmatuoti jonizuojančiąją spinduliuotę, kuriuos tikriausiai žinote kaip radioaktyvumo skaitiklius ir dozimetrus.
Tačiau ne visi dozimetrai naudoja tą patį metodą jonizuojančiosios spinduliuotės dozėms matuoti. Keletas naudojamų instrumentų yra:
Rašiklio dozimetras, pavadintas dėl savo formos, kuris naudoja kondensatoriaus elektros krūvį ir įtampą jonizuojančiai spinduliuotei aptikti ir matuoti. Šie dozimetrai gali įrašyti gama ir rentgeno spinduliuotę, taip pat beta spinduliuotę.
Plėvelės dozimetras, kuriame naudojamas plėvelės lapas, kuris tamsėja priklausomai nuo mažesnio ar didesnio spinduliuotės kiekio, kurį gali suvokti.
Termoliuminescenciniai dozimetrai, kuriuose naudojami specialūs kristalai, kuriuose rentgeno ar gama spinduliuotė sukuria mikroskopinius pokyčius, dėl kurių atsiranda matoma šviesa, kai kaitinant kristalą išsiskiria sugertos spinduliuotės energija.
Skaitmeniniai dozimetrai naudoja elektroninius jutiklius ir apdoroja signalą, ekrane rodydami gautą spinduliuotės dozę. Ir jie konfigūruojami taip, kad skleistų garsą, kai gaunamos spinduliuotės lygis yra pavojingas.
