Ali ste vedeli, da je sevanje emisija, ki je naravna v okolju, v katerem živimo? No, je in ga lahko proizvedejo tudi dejavnosti, povezane z industrijo in celo z medicinskimi diagnostičnimi procesi. Hočeš vedeti kako se meri sevanje?
Rentgenski žarki na telesu
Običajno se rentgenski žarki uporabljajo v diagnostičnih procesih v medicini, ko gredo skozi človeško telo, se del le-teh absorbira in tisti, ki prečka, ustvarja rentgenske slike. Tisti, ki uspe preiti skozi telo, pri bolnikih ne povzroči povečanja sevanja, tisti, ki se absorbira, povzroči povečanje, zato nosečnice ne bi smele imeti rentgenskih žarkov, zaradi učinkov, ki jih povzročajo in mi mora vedeti Kako se meri radioaktivnost?
Mera sevanja, ki jo ima celotno telo, se imenuje efektivna doza, njena merska enota pa je milisivert (mSv). Zdravniki uporabljajo ta učinkovit odmerek, ko se sklicujejo na verjetne sekundarne učinke, ki jih povzročajo, in upoštevajo občutljivost na sevanje organov, ki ga podpirajo.
naravno ionizirajoče sevanje
Vsi ljudje so izpostavljeni naravnim virom sevanja. Po zadnjih znanstvenih ocenah povprečen človek v Združenih državah utrpi efektivno dozo okoli 3 mSv na leto zaradi naravnega sevanja, ki vključuje kozmično sevanje iz vesolja, pa tudi Značilnosti sončnega sevanja.
Prav tako obstajajo spremenljivke, kot je nadmorska višina kraja, kjer živijo, saj ljudje, ki živijo na visoki nadmorski višini, prejmejo približno 1,5 mSv več na leto kot ljudje, ki živijo na območjih blizu morske gladine. Največji vir sevanja v domu je plin radon, ki je približno 2 mSv na leto.
Kako se meri sevanje?
Kako se meri in nadzira količina tega sevanja, tj.kako se meri sevanje? Izvaja se z instrumenti, imenovanimi dozimetri. In jih je ogromno, zato je pomembno, da izberete tistega, ki je najbolj primeren, glede na uporabo, za katero se bo uporabljal. Zato bomo razložili, da obstajata dve veliki skupini:
- Osebni dozimetri, ki se uporabljajo, ko je treba izmeriti odmerek, ki ga prejme določena oseba. Obstaja več vrst dozimetrov za osebno uporabo, obročasti, za zapestja ali za uporabo na reverju.
- Območni dozimetri, ki se uporabljajo, kadar je treba poznati doze, ki jih prejmejo ljudje v krajih ali na delovnih mestih.
Zgodovina merjenja sevanja
Ljudje so že od najdaljnih časov čutili potrebo po merjenju, zato so se ukvarjali z ustvarjanjem instrumentov za ta namen, pa tudi za dosego dogovora o uporabi teh meritev, dejavnost, ki je bila sploh ni lahko. Na srečo imamo zdaj mednarodni sistem merskih enot.
Galileo Galilei je že dejal, da je italijanski astronom, filozof, matematik in fizik, katerega vpliv na sodobno znanstveno revolucijo je nesporen, pritrdil je, da je treba izmeriti tisto, kar je merljivo, in poskušati izmeriti tisto, kar še ni. Samo pogledati moraš zgodovina fizike da bi preverili željo po meritvah, ki jo je človek vedno imel.
Ko opazujemo naravni pojav na splošno, se šteje, da so dobljeni podatki nepopolni, razen če so bile pridobljene kvantitativne informacije, to je, da je bila opravljena ustrezna meritev za tisto, kar je treba vedeti kako se meri sevanje. Za pridobitev informacij, ki veljajo za zanesljive, je potrebna meritev fizične lastnosti.
Merjenje je praksa, s katero imamo možnost dodeliti številko fizični lastnosti, ki nastane kot rezultat primerjave omenjene lastnosti z drugo podobno lastnostjo, ki je vzeta kot vzorec, kar bomo poimenovali merska enota.
S primerjavo vam želimo pokazati, kako se meri sevanje. Če ima soba tla s ploščicami in za mersko enoto vzamemo ploščico, bomo tako, da preštejemo število ploščic in seštejemo njihove mere, lahko izvedeli, kakšna je površina te sobe. Merjenje enake fizične velikosti ali površine lahko povzroči pojav dveh različnih veličin, ker se lahko uporabijo različne merske enote.
Zaradi tega je treba standardizirati ali določiti en vzorec merske enote za katero koli velikost, tako da lahko vsi ljudje razumejo podatke, ki izvirajo iz katere koli meritve.
Tako ionizirajoče sevanje ni izjema glede potrebe po meritvah, zato je ključnega pomena opredeliti, katere magnitude bodo uporabljene na standardiziran način, in določiti edinstvene enote za vsako od prej omenjenih magnitud.
Ionizirajoče sevanje je brez vonja, okusa, tiho, brezbarvno in nevidno in se ga ni mogoče dotakniti, zato ga normalna človeška čutila vsekakor ne morejo zaznati. Vendar pa je možno, da jih je mogoče zaznati in izmeriti z različnimi procesi, kot je opisano v prihodnjem razdelku te objave.
Ker jih ni mogoče zaznati z našimi naravnimi čutili, bi nas to lahko napačno pripeljalo do tega, da mislimo, da jih ni ali da na nas ne morejo imeti nobenega biološkega učinka. Normalno pa je, da lahko njihov obstoj prepoznamo zaradi učinkov, ki jih povzročajo, saj imajo veliko sposobnost ioniziranja snovi in jih absorbira, zato je treba vedeti ¿kako se meri sevanje?
Iz tega izhaja, da jih je treba kvantificirati, kar izhaja iz realizacije številnih učinkov, ki so škodljivi za žive organizme. Že dolgo je znano, da lahko visoki odmerki ionizirajočega sevanja povzročijo poškodbe človeškega tkiva. Pravzaprav so bili le šest mesecev po Roentgenovem odkritju rentgenskih žarkov leta 1895 že opisani prvi škodljivi učinki ionizirajočega sevanja.
Tako, da boste morda imeli znanje za razlago enota za merjenje sevanja s katerimi je lahko povezana, navajamo, da so velikosti in njihove enakovredne enote, ki se najbolj uporabljajo za količinsko opredelitev ionizirajočega sevanja in radioaktivnih spojin:
Količina Izmerjeni fizikalni proces Enote SI
Aktivnost Jedrski razpad Becquerel (Bq)
Absorbirana doza Energijsko deponirana siva (Gy)
Ekvivalentni odmerek Biološki učinek Sievert (Sv)
Tveganja učinkovitega odmerka Sivert (Sv)
Zdaj o V katerih enotah se meri sevanje?, ima vsaka enota svoje večkratnike in podmnožnike. V mednarodnem sistemu (SI) bodo podmnožilci, ki jih bomo največ uporabljali:
- mili (m) = 10-3
- mikro(µ)= 10-6
- nano(n)=10-9
radioaktivna aktivnost
Običajno se meri v bekerelih (Bq), ki je standard, ki izhaja iz mednarodnega sistema enot, in je enakovreden enemu jedrskemu razpadu na sekundo. Bekereli nam bodo povedali, s kakšno hitrostjo radioaktivna snov razpade. Zato, večje je število bekerelov, hitrejši bo element jedrski razpad in zato bolj aktiven bi bil element.
Vendar pa nam aktivnost ali število bekerelov ne bo dalo informacij o verjetnih učinkih, ki bi jih lahko imel vir sevanja na naše zdravje. Vir, v katerem lahko izmerimo približno 100.000 milijonov Bq, je lahko popolnoma neškodljiv, če je zaščiten ali stran od našega telesa, ali pa lahko resno škoduje našemu zdravju, če ta element zaužijemo po nesreči.
Poškodbe, ki jih lahko povzroči izpostavljenost
Da bi lahko vedeli, kakšni so verjetni učinki, ki se bodo pojavili na našem zdravju zaradi izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju, je potrebno poznati pojme, ki nas obveščajo o deležu energije, ki ga tkiva absorbirajo. in nam omogoča, da lahko količinsko ocenimo biološko škodo, ki bi jo lahko povzročila. To pomeni, da se moramo zavedati prejete doze sevanja.
Ionizirajoče sevanje uspe komunicirati s snovjo, v njej pušča energijo, kar povzroča ionizacije in zaradi tega povzroči spremembe v molekulah celic. Biološka poškodba, ki je produkt ionizirajočega sevanja, je povezana s količino energije, ki je bila odložena na enoto mase, kar imenujemo velikost, znana kot absorbirana doza.
Kot že vemo, se energija v mednarodnem sistemu meri v joulih (J), masa pa v kilogramih (Kg), zato je treba absorbirano dozo izmeriti v J/Kg, kar je enota, znana po imenu enote Grey (Gy ).
Drugo dejstvo, ki ga je treba upoštevati, je, da biološka poškodba, ki nastane zaradi sevanja, ni povezana le s količino energije, ki je bila odložena v tkivu ali organu, ampak vpliva tudi na vrsto sevanja. Vse vrste sevanja ne proizvajajo enake količine ionizacije, ko prehajajo skozi živo snov.
Na primer, delci alfa povzročijo večjo gostoto ionizacije v snovi, skozi katero gredo, kot gama žarki, za enako količino absorbirane doze. Znano je, da so sevanja, ki povzročajo večjo ionizacijsko gostoto, bolj škodljiva, tudi če so doze enake.
Ekvivalentna doza je tisto, kar je opredeljeno kot velikost, ki se uporablja za izražanje količine energije, ki se lahko odloži na enoto mase, kar je absorbirana doza, in vrsta sevanja, ki oddaja omenjeno energijo. To velikost je mogoče izmeriti tudi v J/Kg, vendar se imenuje Sievert (Sv).
Nazadnje je znano, da je škoda, ki jo ionizirajoče sevanje lahko povzroči pri živem bitju, poleg upoštevanja absorbirane doze in vrste sevanja povezana tudi s tkivom ali organom, ki je prejel obsevanje.
Razlog za to je, da vsa tkiva človeškega telesa nimajo enake občutljivosti na sevanje in zato vsa ne bodo enako prispevala k škodi, ki jo bo izpostavljenost povzročila našemu zdravju. Za upoštevanje teh podatkov je bila ustvarjena velikost efektivne doze, ki se tako kot ekvivalentna doza meri v Sv (J/Kg).
Da bomo lahko razumeli vse te velikosti, predlagamo, da si predstavljate, da ste pod neurjem s točo. Količina toče, ki je padla, je tisto, kar bo predstavljalo radioaktivno aktivnost, vendar vsa toča, ki pade, ne bo vplivala na nas. Tisti, ki nas zadenejo, so tisti, ki bodo povzročili škodo, zato število toče, ki nas zadene, predstavlja količino absorbirane doze.
Zdaj pa škoda, ki nam jo lahko povzroči toča, ne bo odvisna le od količine toče, ki nas zadene, ampak je treba upoštevati tudi njeno velikost. Zato večja kot je toča, ki nas zadene, večja kot je toča, večjo škodo nam bo povzročila. Količina toče, ki pride do nas, in njihova velikost je tisto, kar bo za ionizirajoče sevanje pokazalo, kolikšen bo ekvivalenten odmerek.
Končno, če želimo res vedeti, kakšno škodo bo povzročila toča, pa tudi število kamnov toče, ki nas je zadela, in njihovo velikost, moramo oceniti tudi, kateri del človeškega telesa je bil prizadet, saj niso vsi imajo enako občutljivost. No, vse to so premisleki, ki jih moramo upoštevati, ko govorimo o ionizirajočem sevanju in tkivih našega telesa, zato je treba uporabiti merilo efektivne doze.
To pomeni, da so velikosti, ki so povezane z dozo ionizirajočega sevanja:
- Absorbirana doza: energija, deponirana na enoto mase, merjena v sivih (Gy)/(J/Kg).
- Ekvivalentna doza: absorbirana doza, pomnožena z utežnim faktorjem, ki upošteva vrsto ionizirajočega sevanja, ki povzroči izpostavljenost, ki se meri v Sievertu (Sv)/ (J/Kg).
- Učinkovita doza: vsota ekvivalentne doze v vsakem organu/tkivu, pomnožena z utežnim faktorjem, ki upošteva različno občutljivost organov in tkiv na ionizirajoče sevanje in se meri v Sievertu (Sv)/(J/Kg)
Obstaja tudi velikost, ki bo vplivala tudi na učinek, ki ga bo ionizirajoče sevanje povzročilo na naše zdravje, in to je Dose Rate, ki bo kazal dozo sevanja, ki smo jo prejeli na enoto časa. Znanstveno je znano, da je odmerek, prejet v daljšem časovnem obdobju, manj škodljiv, kot če bi prejel isti odmerek, vendar le v obdobju sekund ali minut.
Kako jih zaznamo?
Kot smo že omenili, naša čutila ne morejo zaznati ionizirajočega sevanja. Trenutno pa obstaja veliko različnih instrumentov, s katerimi je mogoče zaznati in meriti ionizirajoče sevanje, ki jih verjetno poznate kot števce radioaktivnosti in dozimetri.
Vendar vsi dozimetri ne uporabljajo iste metode za merjenje doz ionizirajočega sevanja. Več uporabljenih instrumentov je:
Dozimeter s peresom, poimenovan po svoji obliki, ki uporablja električni naboj in napetost kondenzatorja za zaznavanje in merjenje ionizirajočega sevanja. Ti dozimetri lahko beležijo gama in rentgensko sevanje ter beta sevanje.
Filmski dozimeter, ki uporablja list filma, ki postane črn, odvisno od manjše ali večje količine sevanja, ki jo lahko zazna.
Termoluminiscenčni dozimetri, ki uporabljajo posebne kristale, v katerih sevanje rentgenskih ali gama žarkov povzroči mikroskopske spremembe, ki povzročijo vidno svetlobo, ko se absorbirana energija sevanja sprosti s segrevanjem kristala.
Digitalni dozimetri uporabljajo elektronske senzorje in obdelujejo signal, na zaslonu pa prikazujejo dozo prejetega sevanja. In jih je mogoče konfigurirati tako, da oddajajo zvok, ko je raven prejetega sevanja nevarna.
