Czy wiesz, że promieniowanie jest emisją naturalną w środowisku, w którym żyjemy? Otóż jest i może być również wytwarzany przez działania związane z przemysłem, a nawet z medycznymi procesami diagnostycznymi. Chcesz wiedzieć jak mierzone jest promieniowanie?
Promienie rentgenowskie na ciele
Zwykle w procesach diagnostycznych w medycynie wykorzystuje się promienie X. Kiedy przechodzą przez organizm człowieka, część z nich jest pochłaniana, a to, które przechodzi, tworzy obrazy rentgenowskie. Ten, który udaje się przejść przez organizm, nie powoduje wzrostu promieniowania u pacjentów, ale ten, który zostaje wchłonięty, powoduje wzrost, dlatego kobiety w ciąży nie powinny mieć prześwietleń, ze względu na efekty, które wywołują, a my musisz wiedzieć Jak mierzy się radioaktywność?
Miarą promieniowania, jakim dysponuje całe ciało, jest dawka skuteczna, a jego jednostką miary jest milisiwert (mSv). Lekarze stosują tę skuteczną dawkę, gdy odwołują się do prawdopodobnych skutków ubocznych, które wywołują, i biorą pod uwagę wrażliwość na promieniowanie narządów, które ją podtrzymują.
naturalne promieniowanie jonizujące
Wszyscy ludzie są narażeni na naturalne źródła promieniowania. Według najnowszych szacunków naukowych przeciętny człowiek w Stanach Zjednoczonych cierpi na efektywną dawkę około 3 mSv rocznie od naturalnego promieniowania, które obejmuje promieniowanie kosmiczne z kosmosu, a także Charakterystyka promieniowania słonecznego.
Podobnie istnieją zmienne, takie jak wysokość miejsca, w którym mieszkają, ponieważ ludzie żyjący na dużych wysokościach otrzymują rocznie około 1,5 mSv więcej niż ludzie mieszkający na obszarach położonych blisko poziomu morza. Największym źródłem promieniowania w domu jest gaz radon, który wynosi około 2 mSv rocznie.
Jak mierzy się promieniowanie?
Jak mierzy się i kontroluje ilość tego promieniowania, czylijak mierzone jest promieniowanie? Odbywa się to za pomocą przyrządów zwanych dozymetrami. A jest ich bardzo wiele, dlatego ważne jest, abyś mógł wybrać ten, który jest najbardziej odpowiedni, zgodnie z przeznaczeniem, do którego będzie używany. Dlatego wyjaśnimy, że istnieją dwie duże grupy:
- Dozymetry osobiste, które są wykorzystywane, gdy konieczne jest odmierzenie dawki otrzymanej przez konkretną osobę. Istnieje kilka rodzajów dozymetrów do użytku osobistego, typu pierścieniowego, na nadgarstki lub do użycia na klapie.
- Dozymetry powierzchniowe, które są używane, gdy konieczna jest znajomość dawek otrzymywanych przez ludzi w miejscach pracy lub pracy.
Historia pomiarów promieniowania
Od najdawniejszych czasów człowiek odczuwał potrzebę mierzenia, dlatego zależało mu na stworzeniu instrumentów do tego celu, a także osiągnięciu porozumienia w sprawie zastosowań, do których te pomiary mogłyby być używane, działalności, którą było to wcale nie jest łatwe. Na szczęście mamy teraz międzynarodowy system jednostek miar.
Galileo Galilei już mówił, że jest włoskim astronomem, filozofem, matematykiem i fizykiem, którego wpływ na współczesną rewolucję naukową jest niezaprzeczalny, doszedł do wniosku, że trzeba mierzyć to, co jest mierzalne i próbować zmierzyć to, czego jeszcze nie było. Wystarczy spojrzeć na historia fizyki aby zweryfikować pragnienie pomiaru, które człowiek zawsze miał.
Kiedy ogólnie obserwuje się zjawisko naturalne, uważa się, że uzyskane dane są niekompletne, chyba że uzyskano informacje ilościowe, to znaczy, że dokonano odpowiedniego pomiaru dla tego, co trzeba wiedzieć jak mierzone jest promieniowanie. Aby uzyskać informacje uważane za wiarygodne, potrzebny jest pomiar właściwości fizycznej.
Pomiar to praktyka, dzięki której mamy możliwość przypisania liczby do właściwości fizycznej, która powstaje w wyniku porównania tej właściwości z inną podobną, która jest traktowana jako wzorzec, czyli to, co będziemy nazywać jednostka miary.
Chcemy pokazać Państwu poprzez porównanie, jak mierzone jest promieniowanie. Jeśli pomieszczenie ma podłogę pokrytą płytkami i przyjmiemy płytkę jako jednostkę miary, licząc liczbę płytek i dodając ich wymiary, będziemy mogli wiedzieć, jaka jest powierzchnia tego pomieszczenia. Pomiar tej samej wielkości fizycznej lub powierzchni może spowodować pojawienie się dwóch różnych wielkości, ponieważ można użyć różnych jednostek miary.
Z tego powodu konieczne jest ujednolicenie lub ustalenie jednego wzorca jednostki miary o dowolnej wielkości, aby dane pochodzące z dowolnego pomiaru były zrozumiałe dla wszystkich ludzi.
Promieniowanie jonizujące nie jest zatem wyjątkiem od potrzeby pomiaru, dlatego niezwykle ważne jest określenie, jakie magnitudy będą używane w znormalizowany sposób i ustalenie unikalnych jednostek dla każdej z wyżej wymienionych magnitudo.
Promieniowanie jonizujące jest bezwonne, pozbawione smaku, ciche, bezbarwne i niewidoczne i nie można go dotknąć, a zatem zdecydowanie nie można go wykryć zwykłymi ludzkimi zmysłami. Jednak możliwe jest, że można je wykryć i zmierzyć za pomocą różnych procesów, jak opisano w dalszej części tego postu.
Ponieważ nie jest możliwe wykrycie ich za pomocą naszych naturalnych zmysłów, może to prowadzić do błędnego myślenia, że nie istnieją lub że nie mogą wywrzeć na nas żadnego biologicznego wpływu. Jednak to normalne, że możemy rozpoznać ich istnienie po efektach, które wytwarzają, ponieważ mają one dużą zdolność jonizacji materii i bycia przez nią wchłanianą, więc konieczne jest poznanie ¿jak mierzy się promieniowanie?
Stąd wynika konieczność ich ilościowego określenia, co wynika z realizacji szeregu skutków szkodliwych dla żywych organizmów. Od dawna wiadomo, że wysokie dawki promieniowania jonizującego mogą powodować uszkodzenie tkanki ludzkiej. W rzeczywistości, zaledwie sześć miesięcy po odkryciu promieni rentgenowskich przez Roentgena w 1895 roku, opisano już pierwsze szkodliwe skutki promieniowania jonizującego.
Abyś mógł mieć wiedzę, aby móc zinterpretować jednostka pomiaru promieniowania z którym może to być związane, wskazujemy, że wielkości i ich równoważne jednostki najczęściej używane do ilościowego określania promieniowania jonizującego i związków radioaktywnych to:
Ilość Proces fizyczny mierzony Jednostki SI
Aktywność Rozpad jądrowy Becquerel (Bq)
Dawka pochłonięta Energia zdeponowana Szary (Gy)
Równoważna dawka Efekt biologiczny Sievert (Sv)
Ryzyko skutecznej dawki Siwert (Sv)
Teraz o W jakich jednostkach mierzone jest promieniowanie?, każda jednostka ma swoje wielokrotności i podwielokrotności. W systemie międzynarodowym (SI) podwielokrotności, z których będziemy korzystać najczęściej, to:
- mili(m) = 10-3
- mikro(µ)= 10-6
- nano(n)=10-9
aktywność radioaktywna
Zwykle jest mierzona w bekerelach (Bq), co jest standardem wywodzącym się z Międzynarodowego Układu Jednostek i odpowiada jednemu rozpadowi jądrowemu na sekundę. Bekerele powiedzą nam, z jaką szybkością rozpada się substancja radioaktywna. Dlatego im większa liczba bekereli, tym szybciej pierwiastek ulegnie rozpadowi jądrowemu, a zatem tym bardziej aktywny będzie pierwiastek.
Jednak aktywność lub liczba bekereli nie dostarczy nam informacji o prawdopodobnym wpływie źródła promieniowania na nasze zdrowie. Źródło, w którym możemy zmierzyć około 100.000 XNUMX milionów Bq, może być całkowicie nieszkodliwe, jeśli zostało osłonięte lub oddalone od naszego ciała, lub może spowodować poważne szkody dla naszego zdrowia, jeśli przypadkowo spożyjemy ten pierwiastek.
Uszkodzenia, które mogą być spowodowane ekspozycją
Aby móc wiedzieć, jakie są prawdopodobne skutki, jakie będą obserwowane w naszym zdrowiu, pod wpływem narażenia na promieniowanie jonizujące, konieczne jest poznanie pojęć, które informują nas o ilości energii, która jest pochłaniana przez tkanki i pozwala nam być w stanie określić ilościowo szkody biologiczne, które mogą być spowodowane. Oznacza to, że musimy być świadomi otrzymanej dawki promieniowania.
Promieniowanie jonizujące wchodzi w interakcję z materią, pozostawiając w niej energię, powodując jonizacje iz tego powodu powoduje modyfikacje w cząsteczkach komórek. Uszkodzenie biologiczne, które jest produktem promieniowania jonizującego, jest związane z ilością energii, która została zdeponowana na jednostkę masy, która jest nazywana wielkością zwaną dawką pochłoniętą.
Jak już wiemy, energia w Układzie Międzynarodowym mierzona jest w dżulach (J), a masa w kilogramach (Kg), dlatego pochłonięta dawka musi być mierzona w J/Kg, która jest jednostką znaną pod nazwą jednostki Greya (Gy ).
Kolejnym faktem, który należy wziąć pod uwagę, jest to, że uszkodzenia biologiczne, które powstają w wyniku promieniowania, są związane nie tylko z ilością energii, która została zdeponowana w tkance lub narządzie, ale także wpływa na rodzaj promieniowania. Nie wszystkie rodzaje promieniowania wytwarzają taką samą ilość jonizacji, jak przechodzą przez żywą materię.
Na przykład cząstki alfa powodują większą gęstość jonizacji w materii, przez którą przechodzą, niż promieniowanie gamma, przy tej samej ilości pochłoniętej dawki. Wiadomo, że promieniowanie powodujące większą gęstość jonizacji jest bardziej szkodliwe nawet przy równych dawkach.
Dawka ekwiwalentna jest definiowana jako wielkość używana do wyrażenia ilości energii, która może zostać zdeponowana na jednostkę masy, która jest dawką pochłoniętą, oraz rodzajem promieniowania, które wydziela tę energię. Ta wielkość może być również mierzona w J/Kg, ale nazywana jest siwertem (Sv).
Wreszcie wiadomo, że szkody, jakie promieniowanie jonizujące może wyrządzić u żywej istoty, oprócz przestrzegania dawki pochłoniętej i rodzaju promieniowania, są również związane z tkanką lub narządem, który został poddany napromieniowaniu.
Powodem tego jest to, że nie wszystkie tkanki ludzkiego ciała mają taką samą wrażliwość na promieniowanie, a zatem nie wszystkie w równym stopniu przyczynią się do szkód, jakie narażenie wyrządzi naszemu zdrowiu. Aby uwzględnić te dane, stworzono wielkość dawki efektywnej, która podobnie jak dawka równoważna jest mierzona w Sv (J/kg).
Abyśmy mogli zrozumieć wszystkie te wielkości, sugerujemy, abyś wyobraził sobie, że znajdujesz się pod burzą gradową. Ilość spadającego gradu będzie reprezentować aktywność radioaktywną, ale nie cały grad, który spadnie, wpłynie na nas. Te, które nas uderzą, to te, które spowodują obrażenia, dlatego liczba gradobicie, które nas uderzy, reprezentuje ilość pochłoniętej dawki.
Teraz szkody, jakie może nam wyrządzić grad, będą zależeć nie tylko od jego ilości, ale także od jego wielkości. Dlatego im większa ilość gradu, który nas uderzy, tym większy grad, tym więcej szkód nam wyrządzi. Ilość gradu, który do nas dotrze i ich wielkość, w przypadku promieniowania jonizującego wskaże, jaka będzie równoważna dawka.
Na koniec, jeśli naprawdę chcemy wiedzieć, jakie szkody wyrządzi grad, a także ile uderzy w nas gradobicie i jaki jest ich rozmiar, musimy również ocenić, która część ciała człowieka została dotknięta, ponieważ nie wszystkie mają taką samą wrażliwość. Otóż to wszystko są względy, które należy wziąć pod uwagę, gdy mówimy o promieniowaniu jonizującym i tkankach naszego organizmu, dlatego konieczne jest zastosowanie miary dawki skutecznej.
Oznacza to, że wielkości związane z dawką promieniowania jonizującego to:
- Dawka pochłonięta: energia zdeponowana na jednostkę masy, mierzona w Gray (Gy)/(J/Kg).
- Dawka ekwiwalentna: dawka pochłonięta pomnożona przez współczynnik wagowy uwzględniający rodzaj promieniowania jonizującego wywołującego narażenie, mierzony w siwertach (Sv)/ (J/kg).
- Dawka skuteczna: suma dawki równoważnej w każdym narządzie/tkance pomnożona przez współczynnik wagowy, który uwzględnia różną wrażliwość narządów i tkanek na promieniowanie jonizujące i jest mierzony w siwertach (Sv)/(J/kg)
Istnieje wielkość, która również wpłynie na wpływ promieniowania jonizującego na nasze zdrowie i jest to Dawka, która wskaże dawkę promieniowania, która została otrzymana w jednostce czasu. Z naukowego punktu widzenia wiadomo, że dawka otrzymana przez długi czas jest mniej szkodliwa, niż gdyby ta sama dawka została podana, ale tylko w ciągu kilku sekund lub minut.
Jak je wykrywamy?
Jak już wspomnieliśmy wcześniej, nasze zmysły nie są w stanie wykryć promieniowania jonizującego. Jednak obecnie istnieje wiele różnych instrumentów, za pomocą których można wykrywać i mierzyć promieniowanie jonizujące, które prawdopodobnie znane są jako liczniki i dozymetry radioaktywności.
Jednak nie wszystkie dozymetry wykorzystują tę samą metodę do pomiaru dawek promieniowania jonizującego. Kilka z używanych instrumentów to:
Dozymetr długopisowy, nazwany tak ze względu na swój kształt, który wykorzystuje ładunek elektryczny i napięcie kondensatora do wykrywania i pomiaru promieniowania jonizującego. Te dozymetry mogą rejestrować promieniowanie gamma i rentgenowskie, a także promieniowanie beta.
Dozymetr błonowy, który wykorzystuje arkusz błonki, który ciemnieje w zależności od mniejszej lub większej ilości promieniowania, jakie może odbierać.
Dozymetry termoluminescencyjne, które wykorzystują specjalne kryształy, w których promieniowanie rentgenowskie lub gamma wytwarza mikroskopijne zmiany, których efektem jest światło widzialne, gdy pochłonięta energia promieniowania jest uwalniana przez ogrzewanie kryształu.
Dozymetry cyfrowe wykorzystują czujniki elektroniczne i przetwarzają sygnał, pokazując na ekranie otrzymaną dawkę promieniowania. Można je skonfigurować tak, aby emitowały dźwięk, gdy poziom odbieranego promieniowania jest niebezpieczny.
