了解什麼是輻射以及如何測量它?

您知道輻射是我們生活的環境中的一種自然排放嗎? 嗯,它是,它也可以由與工業甚至醫學診斷過程相關的活動產生。 你要知道 如何測量輻射?

如何測量輻射

身體上的 X 射線

通常,X射線用於醫學的診斷過程,當它們穿過人體時,其中一部分被吸收,穿過的那部分就是產生X射線圖像的東西。 設法通過身體的輻射不會增加患者的輻射,但被吸收的輻射確實會增加,因此孕婦不應該接受 X 射線,因為它們會產生影響,我們必須知道 放射性是如何測量的?

全身所具有的輻射量稱為有效劑量,其計量單位為毫希沃特(mSv)。 當醫生提到他們產生的可能的繼發效應時,醫生會使用這種有效劑量,並考慮到支持它的器官對輻射的敏感性。

自然電離輻射

所有人都暴露於天然輻射源。 根據最新的科學估計,美國普通人每年受到自然輻射的有效劑量約為 3 mSv,其中包括來自外太空的宇宙輻射,以及 太陽輻射的特徵.

同樣,還有一些變量,例如他們居住地的海拔高度,因為居住在高海拔地區的人每年比居住在接近海平面的地區的人多接收約 1,5 毫希。 家中最大的輻射源是氡氣,每年大約 2 毫希。

輻射是如何測量的?

這種輻射量是如何測量和控制的,也就是說,如何測量輻射? 它是使用稱為劑量計的儀器進行的。 而且它們種類繁多,因此重要的是您可以根據用途選擇最合適的一種。 因此,我們將解釋有兩大類:

如何測量來自太陽的輻射?

  • 個人劑量計,當需要測量特定人員所接受的劑量時使用。 有多種劑量計供個人使用,環型,手腕用或在翻領上使用。
  • 區域劑量計,當有必要了解人們在地方或工作中接受的劑量時使用。

輻射測量的歷史

自最遙遠的時代以來,人類就感到需要測量,這就是為什麼他們關心為此目的創造儀器,以及就這些測量的用途達成一致,這是一項活動一點都不容易。 幸運的是,我們現在有一個國際計量單位系統。

伽利略伽利萊已經說過他是意大利天文學家、哲學家、數學家和物理學家,他對現代科學革命的影響是不可否認的。他開始肯定有必要測量可以測量的東西,並嘗試測量尚未測量的東西。 你只需要看看 物理學史 為了驗證人類一直以來對測量的渴望。

一般在觀察自然現象時,認為所獲得的數據是不完整的,除非已經獲得了定量信息,即對所了解的事物進行了相應的測量。 如何測量輻射. 為了獲得被認為可靠的信息,需要對物理特性進行測量。

測量是一種實踐,通過它我們有能力為物理屬性分配一個數字,這是由於將所述屬性與另一個類似的屬性進行比較而產生的,這就是我們將要稱之為的模式測量 測量單位。

我們想通過比較向您展示如何測量輻射. 如果一個房間的地板上鋪著瓷磚,我們以瓷磚為計量單位,通過計算瓷磚的數量,加上它們的尺寸,我們就能知道那個房間的表面是什麼。 相同物理量級或表面的測量會導致出現兩個不同的量,因為可以使用不同的測量單位。

出於這個原因,有必要標準化或確定任何量級的單一測量單位模式,以便所有人都能理解來自任何測量的數據。

因此,電離輻射對測量的需求也不例外,因此定義將以標準化方式使用的量級並為上述每個量級建立獨特的單位至關重要。

電離輻射無臭、無味、無聲、無色、不可見,無法觸摸,因此絕對不能被正常的人類感官察覺。 但是,它們有可能可以通過本文後面部分所述的不同過程來檢測和測量。

由於不可能通過我們的自然感官檢測到它們,這可能會導致我們錯誤地認為它們不存在或者它們不會對我們產生任​​何生物效應。 但是,由於它們產生的影響,我們可以識別它們的存在是很正常的,因為它們具有很強的電離物質並被物質吸收的能力,因此有必要知道 ¿輻射是如何測量的?

如何測量輻射以避免最危險的水平

從那裡開始,有必要對它們進行量化,這是由於實現了許多對生物體有害的影響。 眾所周知,高劑量的電離輻射能夠對人體組織造成傷害。 事實上,在 1895 年倫琴發現 X 射線後僅僅六個月,電離輻射的第一個有害影響就已經被描述了。

這樣你就可以有知識來解釋 輻射測量單元 與它可能相關,我們指出最常用於量化電離輻射和放射性化合物的量級及其等效單位是:

數量 物理過程測量的 SI 單位

活動 核衰變 貝克勒爾 (Bq)

吸收劑量 能量沉積 格雷 (Gy)

等效劑量生物效應 Sievert (Sv)

有效劑量風險 Sievert (Sv)

現在關於 輻射的測量單位是什麼?,每個單位都有它的倍數和約數。 在國際體系 (SI) 中,我們將使用最多的因數是:

  • 毫(米)= 10-3
  • 微(μ)= 10-6
  • 納米(n)=10-9

放射性活度

它通常以貝克勒 (Bq) 為單位,這是源自國際單位制的標準,相當於每秒一次核解體。 貝克勒爾將告訴我們放射性物質分解的速度是多少。 因此,貝克勒爾的數量越大,元素的核衰變就越快,因此元素的活性就越高。

但是,貝克勒爾的活動或數量不會向我們提供有關輻射源可能對我們的健康產生的影響的信息。 我們可以測量大約 100.000 百萬 Bq 的來源可能是完全無害的,如果它被屏蔽或遠離我們的身體,或者如果我們意外攝入該元素可能會對我們的健康造成嚴重損害。

暴露可能造成的損壞

為了能夠了解由於暴露於電離輻射而對我們的健康可能產生的影響,我們有必要了解一些概念,這些概念告訴我們組織吸收的能量部分並使我們能夠量化可能造成的生物損害。 也就是說,我們必須知道接收到的輻射劑量。

電離輻射設法與物質相互作用,在其中留下能量,引起電離,因此,它會在細胞分子中產生修飾。 作為電離輻射產物的生物損傷與每單位質量已沉積的能量量有關,該量稱為吸收劑量。

眾所周知,國際體系中的能量以焦耳 (J) 為單位,質量以千克 (Kg) 為單位,因此,吸收劑量必須以 J/Kg 為單位,該單位以格雷單位名稱 (Gy )。

另一個必須考慮的事實是,由於輻射而發生的生物損傷不僅與沈積在組織或器官中的能量有關,而且還影響輻射的類型。 並非所有類型的輻射在穿過生命物質時都會產生相同量的電離。

例如,對於相同的吸收劑量,α 粒子在它們穿過的物質中引起的電離密度高於伽馬射線。 眾所周知,即使劑量相等,導致更高電離密度的輻射也更有害。

等效劑量定義為用於表示每單位質量可以沉積的能量的量值,即吸收劑量,以及釋放所述能量的輻射類型。 這個量級也可以用 J/Kg 來衡量,但稱為 Sievert (Sv)。

最後,眾所周知,電離輻射對生物造成的損害,除了與吸收劑量和輻射種類有關外,還與接受輻射的組織或器官有關。

造成這種情況的原因是,並非人體的所有組織都對輻射具有相同的敏感性,因此,並非所有組織都會對輻射對我們的健康造成的損害產生同樣的影響。 為了將這些數據考慮在內,我們創建了有效劑量量級,它與等效劑量一樣,以 Sv (J/Kg) 為單位進行測量。

為了讓我們了解所有這些量級,我們建議您想像自己正處於冰雹風暴之下。 下落的冰雹數量將代表放射性活動,但並非所有下落的冰雹都會影響我們。 那些擊中我們的就是那些會造成傷害的,因此,擊中我們的冰雹的數量代表了吸收的劑量。

現在,冰雹對我們造成的損害不僅取決於襲擊我們的冰雹數量,還必須考慮到它的大小。 因此,襲擊我們的冰雹量越大,冰雹越大,對我們造成的傷害就越大。 到達我們的冰雹的數量和它們的大小,對於電離輻射來說,將表明當量劑量是多少。

最後,如果我們真的想知道冰雹會造成的損害,以及襲擊我們的冰雹數量和大小,我們還必須評估人體的哪個部位受到影響,因為並非所有的它們具有相同的靈敏度。 好吧,所有這些都是我們在談論電離輻射和我們身體組織時必須考慮的因素,因此有必要使用有效劑量的測量。

也就是說,與電離輻射劑量相關的幅度是:

  • 吸收劑量:每單位質量沉積的能量,以格雷 (Gy)/(J/Kg) 為單位測量。
  • 等效劑量:吸收劑量乘以加權因子,該加權因子考慮了產生照射的電離輻射類型,以西弗特 (Sv)/ (J/Kg) 為單位測量。
  • 有效劑量:每個器官/組織中的當量劑量之和,乘以加權因子,該加權因子考慮到器官和組織對電離輻射的不同敏感性,單位為西弗特 (Sv)/(J/Kg)

電離輻射對我們的健康產生的影響也有一個量級,它是劑量率,它表示每單位時間接收到的輻射劑量。 科學上已知,長時間接受的劑量比接受相同劑量但僅在幾秒或幾分鐘內接受的劑量更小。

我們如何檢測它們?

正如我們之前已經指出的那樣,我們的感官無法檢測到電離輻射。 然而,目前有各種各樣的儀器可以檢測和測量電離輻射,您可能知道這些儀器是放射性計數器和劑量計。

但是,並非所有劑量計都使用相同的方法來測量電離輻射劑量。 使用的幾種儀器是:

一種筆式劑量計,以其形狀命名,它使用電容器的電荷和電壓來檢測和測量電離輻射。 這些劑量計可以記錄伽馬射線和 X 射線輻射以及貝塔輻射。

膠片劑量計,它使用一張膠片變黑,這取決於它可以感知到的輻射量的大小。

熱釋光劑量計,使用特殊晶體,其中 X 射線或伽馬射線輻射會產生微觀變化,當通過加熱晶體釋放吸收的輻射能量時,會產生可見光。

數字劑量計使用電子傳感器並處理信號,在屏幕上顯示接收到的輻射劑量。 它們是可配置的,以便在接收到的輻射水平危險時發出聲音。


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