Знаете ли вы, что радиация — это излучение, естественное для окружающей среды, в которой мы живем? Что ж, это так, и это также может быть произведено деятельностью, связанной с промышленностью и даже с медицинскими диагностическими процессами. Ты хочешь знать как измеряют радиацию?
Рентгеновские лучи на теле
Обычно рентгеновские лучи используются в диагностических процессах в медицине, когда они проходят через тело человека, часть их поглощается, а те, которые пересекают, создают рентгеновские изображения. Тот, который успевает пройти через тело, не вызывает увеличения радиации у пациентов, а тот, который поглощается, вызывает увеличение, по этой причине беременным женщинам не следует делать рентген из-за эффектов, которые они производят, и мы должен знать Как измеряют радиоактивность?
Мера радиации, которой обладает все тело, называется эффективной дозой, а единица измерения — миллизиверт (мЗв). Врачи используют эту эффективную дозу, когда ссылаются на вероятные вторичные эффекты, которые они вызывают, и принимают во внимание чувствительность к облучению поддерживающих его органов.
естественное ионизирующее излучение
Все люди подвергаются воздействию естественных источников радиации. По последним научным оценкам, средний человек в США получает эффективную дозу около 3 мЗв в год от естественной радиации, которая включает в себя космическое излучение из космоса, а также Характеристики солнечного излучения.
Точно так же существуют переменные, такие как высота места, где они живут, потому что люди, живущие на больших высотах, получают примерно на 1,5 мЗв больше в год, чем люди, которые живут в районах, близких к уровню моря. Самым большим источником радиации внутри дома является газ радон, который составляет около 2 мЗв в год.
Как измеряется радиация?
Как измеряется и контролируется количество этого излучения, т.е.как измеряют радиацию? Это осуществляется с помощью приборов, называемых дозиметрами. И их великое множество, поэтому важно, чтобы вы могли выбрать тот, который наиболее подходит, в зависимости от того, для чего он будет использоваться. Поэтому мы собираемся объяснить, что есть две большие группы:
- Персональные дозиметры, которые используются, когда необходимо измерить дозу, полученную конкретным человеком. Существует несколько видов дозиметров для личного пользования, кольцевого типа, для запястий или для использования на лацкане.
- Площадные дозиметры, которые используются, когда необходимо знать дозы, полученные людьми в местах или на рабочих местах.
История измерения радиации
С самых отдаленных времен люди чувствовали потребность в измерении, поэтому они были озабочены созданием инструментов для этой цели, а также достижением соглашения о том, для чего эти измерения могут быть использованы, деятельность, которая была совсем не легко. К счастью, теперь у нас есть международная система единиц измерения.
Галилео Галилей уже говорил, что итальянский астроном, философ, математик и физик, чье влияние на современную научную революцию неоспоримо, пришел к утверждению, что необходимо измерять то, что поддается измерению, и пытаться измерить то, чего еще нет. Вы просто должны посмотреть на история физики чтобы проверить стремление к измерению, которое всегда было у человека.
Когда наблюдают природное явление в целом, считается, что полученные данные являются неполными, если только не получена количественная информация, то есть что соответствующие измерения были сделаны для того, что нужно знать. как измеряют радиацию. Для получения информации, которая считается надежной, необходимо измерение физического свойства.
Измерение — это практика, с помощью которой у нас есть возможность присвоить номер физическому свойству, полученному в результате сравнения указанного свойства с другим подобным, взятым за образец, который мы собираемся назвать единица измерения.
Мы хотим показать вам посредством сравнения, как измеряется радиация. Если в комнате есть пол, выложенный плиткой, и мы возьмем плитку в качестве единицы измерения, подсчитав количество плиток и сложив их размеры, мы сможем узнать, какова поверхность этой комнаты. Измерение одной и той же физической величины или поверхности может привести к появлению двух разных величин, поскольку могут использоваться разные единицы измерения.
По этой причине необходимо стандартизировать или определить единый образец единицы измерения для любой величины, чтобы данные, полученные в результате любого измерения, могли быть понятны всем людям.
Таким образом, ионизирующее излучение не является исключением из необходимости измерения, поэтому жизненно важно определить, какие величины будут использоваться стандартизированным образом, и установить уникальные единицы для каждой из вышеупомянутых величин.
Ионизирующее излучение не имеет запаха, вкуса, бесшумно, бесцветно и невидимо, к нему нельзя прикоснуться, поэтому оно определенно не может быть обнаружено нормальными человеческими органами чувств. Однако возможно, что их можно обнаружить и измерить с помощью различных процессов, как описано в следующем разделе этого поста.
Поскольку их невозможно обнаружить с помощью наших естественных чувств, это может привести к тому, что мы ошибочно думаем, что их не существует или что они не могут оказывать на нас никакого биологического воздействия. Тем не менее, это нормально, что мы можем распознать их существование из-за эффектов, которые они производят, поскольку они обладают большой способностью ионизировать материю и поглощаться ею, поэтому необходимо знать ¿как измеряют радиацию?
Отсюда вытекает необходимость их количественной оценки, что вытекает из реализации ряда вредных для живых организмов эффектов. Давно известно, что высокие дозы ионизирующего излучения способны вызывать повреждение тканей человека. Фактически, всего через шесть месяцев после открытия Рентгеном в 1895 году рентгеновских лучей уже были описаны первые вредные эффекты ионизирующего излучения.
Так что вы можете иметь знания, чтобы быть в состоянии истолковать блок измерения радиации с чем это может быть связано, мы указываем, что величины и их эквивалентные единицы, наиболее используемые для количественной оценки ионизирующего излучения и радиоактивных соединений, следующие:
Количество Измеряемый физический процесс Единицы СИ
Активность Ядерный распад Беккерель (Бк)
Поглощенная доза Энергия, выделяемая в серых тонах (Гр)
Эквивалентная доза Биологический эффект Зиверт (Зв)
Риск эффективной дозы Зиверт (Зв)
Теперь о В каких единицах измеряется радиация?, каждая единица имеет свои кратные и дольные. В международной системе (СИ) дольные числа, которые мы будем использовать чаще всего, будут:
- милли(м) = 10-3
- микро(мк)= 10-6
- нано(n)=10-9
радиоактивная активность
Обычно его измеряют в беккерелях (Бк), что является стандартом, полученным из Международной системы единиц, и эквивалентно одному ядерному распаду в секунду. Беккерели скажут нам, с какой скоростью распадается радиоактивное вещество. Следовательно, чем больше число беккерелей, тем быстрее будет происходить ядерный распад элемента и, следовательно, тем более активным будет этот элемент.
Однако активность или количество беккерелей не дадут нам информации о вероятном влиянии источника излучения на наше здоровье. Источник, в котором мы можем измерить около 100.000 XNUMX миллионов Бк, может быть совершенно безвредным, если он экранирован или удален от нашего тела, или может нанести серьезный вред нашему здоровью, если мы случайно проглотим этот элемент.
Повреждения, которые могут быть вызваны воздействием
Чтобы иметь возможность знать, какие вероятные эффекты, которые будут наблюдаться на нашем здоровье из-за воздействия ионизирующего излучения, необходимо, чтобы мы могли знать понятия, которые сообщают нам о доле энергии, которая поглощается тканями. и позволяет нам иметь возможность количественно оценить биологический ущерб, который может быть причинен. То есть мы должны быть осведомлены о полученной дозе облучения.
Ионизирующее излучение успевает взаимодействовать с веществом, оставляя в нем энергию, вызывая ионизацию, и по этой причине производит модификации в молекулах клеток. Биологическое повреждение, вызванное ионизирующим излучением, связано с количеством энергии, выделяемой на единицу массы, которое называется величиной, известной как поглощенная доза.
Как мы уже знаем, энергия в Международной системе измеряется в джоулях (Дж), а масса – в килограммах (кг), поэтому поглощенная доза должна измеряться в Дж/кг, что является единицей, известной под названием единицы Грея (Гр). ).
Еще один факт, который необходимо учитывать, заключается в том, что биологическое повреждение, возникающее из-за радиации, связано не только с количеством энергии, отложенной в ткани или органе, но также влияет на тип радиации. Не все виды излучения вызывают одинаковую степень ионизации при прохождении через живое вещество.
Например, альфа-частицы вызывают более высокую плотность ионизации в веществе, через которое они проходят, чем гамма-лучи, при том же количестве поглощенной дозы. Известно, что излучения, вызывающие более высокую плотность ионизации, более вредны даже при равных дозах.
Эквивалентная доза определяется как величина, используемая для выражения количества энергии, которое может быть выделено на единицу массы, то есть поглощенной дозы, и вида излучения, которое высвобождает указанную энергию. Эту величину также можно измерить в Дж/кг, но она называется Зиверт (Зв).
Наконец, известно, что повреждение, которое ионизирующее излучение может вызвать у живого существа, помимо подчинения поглощенной дозе и типу излучения, связано также с тканью или органом, подвергшимся облучению.
Причина этого в том, что не все ткани человеческого организма имеют одинаковую чувствительность к радиации и, следовательно, не все они будут в равной степени способствовать ущербу, который облучение нанесет нашему здоровью. Чтобы учесть эти данные, была создана величина эффективной дозы, которая, как и эквивалентная доза, измеряется в Зв (Дж/кг).
Чтобы мы могли понять все эти величины, мы предлагаем вам представить, что вы находитесь под градом. Количество выпавшего града будет отражать радиоактивную активность, но не весь выпавший град затронет нас. Те, которые поразили нас, нанесут ущерб, поэтому количество градин, попавших в нас, представляет собой количество поглощенной дозы.
Теперь ущерб, который может нанести нам град, будет зависеть не только от количества обрушившегося на нас града, но и его размер. Следовательно, чем больше града обрушится на нас, чем крупнее град, тем больший ущерб он нам нанесет. Количество градин, которые долетают до нас, и их размер – это то, что для ионизирующего излучения укажет, какой будет эквивалентная доза.
Наконец, если мы действительно хотим знать ущерб, который нанесет град, а также количество выпавших на нас градин и их размер, мы должны также оценить, какая часть тела человека была поражена, поскольку не все у них одинаковая чувствительность. Что ж, все эти соображения необходимо учитывать, когда мы говорим об ионизирующем излучении и тканях нашего тела, и по этой причине необходимо пользоваться мерой эффективной дозы.
То есть величины, связанные с дозой ионизирующего излучения, составляют:
- Поглощенная доза: энергия, выделяемая на единицу массы, измеренная в Греях (Гр)/(Дж/кг).
- Эквивалентная доза: поглощенная доза, умноженная на весовой коэффициент, учитывающий тип ионизирующего излучения, вызывающего облучение, которое измеряется в зивертах (Зв)/(Дж/кг).
- Эффективная доза: сумма эквивалентной дозы в каждом органе/ткани, умноженная на весовой коэффициент, учитывающий различную чувствительность органов и тканей к ионизирующему излучению и измеряемый в зивертах (Зв)/(Дж/кг).
Существует величина, которая также будет влиять на влияние ионизирующего излучения на наше здоровье, и это мощность дозы, которая будет указывать дозу облучения, полученную в единицу времени. Научно известно, что доза, полученная в течение длительного периода времени, менее вредна, чем если бы такая же доза была получена, но только в течение нескольких секунд или минут.
Как мы их обнаруживаем?
Как мы уже указывали ранее, наши органы чувств не в состоянии обнаружить ионизирующее излучение. Однако в настоящее время существует большое разнообразие приборов для обнаружения и измерения ионизирующего излучения, которые вам, вероятно, известны как счетчики радиоактивности и дозиметры.
Но не все дозиметры используют один и тот же метод для измерения доз ионизирующего излучения. Некоторые из используемых инструментов:
Ручной дозиметр, названный в честь своей формы, который использует электрический заряд и напряжение конденсатора для обнаружения и измерения ионизирующего излучения. Эти дозиметры могут регистрировать гамма- и рентгеновское излучение, а также бета-излучение.
Пленочный дозиметр, в котором используется лист пленки, который темнеет в зависимости от того, меньшее или большее количество излучения он может воспринять.
Термолюминесцентные дозиметры , в которых используются специальные кристаллы, в которых рентгеновское или гамма-излучение вызывает микроскопические изменения, в результате которых появляется видимый свет, когда энергия поглощенного излучения высвобождается при нагревании кристалла.
Цифровые дозиметры используют электронные датчики и обрабатывают сигнал, отображая на экране полученную дозу радиации. И они настраиваются так, что издают звук, когда уровень полученного излучения опасен.
