Sejak pertengahan abad yang lalu, satu perkataan baharu telah muncul dalam sains - radiasi. Penemuannya membuat revolusi dalam fikiran ahli fizik di seluruh dunia dan membenarkan untuk membuang beberapa teori Newton dan membuat andaian berani tentang struktur alam semesta, pembentukannya dan tempat kita di dalamnya. Tetapi itu semua untuk pakar. Penduduk bandar hanya mengeluh dan cuba mengumpulkan pengetahuan yang berbeza tentang subjek ini. Merumitkan proses ialah hakikat bahawa terdapat beberapa unit ukuran sinaran, dan kesemuanya layak.
Terminologi
Istilah pertama yang perlu dibiasakan ialah, sebenarnya, radiasi. Ini adalah nama yang diberikan kepada proses sinaran oleh beberapa bahan zarah terkecil, seperti elektron, proton, neutron, atom helium dan lain-lain. Bergantung kepada jenis zarah, sifat sinaran berbeza antara satu sama lain. Sinaran diperhatikan sama ada semasa pereputan bahan menjadi lebih ringkas, atau semasa sintesisnya.
Unit sinaran ialah konsep konvensional yang menunjukkan bilangan zarah asas yang dibebaskan daripada jirim. Pada masa ini, fizik beroperasi pada keluargaunit yang berbeza dan gabungannya. Ini membolehkan anda menerangkan pelbagai proses yang berlaku dengan jirim.
Reput radioaktif ialah perubahan sewenang-wenangnya dalam struktur nukleus atom yang tidak stabil dengan membebaskan zarah mikro.
Pemalar pereputan ialah konsep statistik yang meramalkan kebarangkalian atom dimusnahkan dalam tempoh masa tertentu.
Separuh hayat ialah tempoh masa di mana separuh daripada jumlah keseluruhan bahan mereput. Untuk sesetengah elemen, ia dikira dalam beberapa minit, manakala bagi yang lain ia adalah bertahun-tahun, malah beberapa dekad.
Bagaimana sinaran diukur
Unit sinaran bukan satu-satunya yang digunakan untuk menilai sifat bahan radioaktif. Sebagai tambahan kepada mereka, kuantiti tersebut digunakan sebagai:
- aktiviti sumber sinaran;- ketumpatan fluks (bilangan zarah pengion per unit luas).
Selain itu, terdapat perbezaan dalam perihalan kesan sinaran pada objek hidup dan bukan hidup. Jadi, jika bahan itu tidak bernyawa, maka konsep-konsepnya terpakai padanya:
- dos yang diserap;- dos pendedahan.
Jika sinaran menjejaskan tisu hidup, maka istilah berikut digunakan:
- dos setara;
- dos setara berkesan;- kadar dos.
Unit pengukuran sinaran adalah, seperti yang dinyatakan di atas, nilai berangka bersyarat yang diterima pakai oleh saintis untuk memudahkan pengiraan dan membina hipotesis dan teori. Mungkin itulah sebabnya tiada satu unit ukuran yang diterima umum.
Curie
Salah satu unit sinaran ialah kurie. Ia bukan milik sistem (bukan milik sistem SI). Di Rusia, ia digunakan dalam fizik dan perubatan nuklear. Aktiviti bahan akan sama dengan satu kari jika 3.7 bilion pereputan radioaktif berlaku di dalamnya dalam satu saat. Iaitu, kita boleh mengatakan bahawa satu kari adalah bersamaan dengan tiga bilion tujuh ratus juta becquerel.
Nombor ini disebabkan oleh fakta bahawa Marie Curie (yang memperkenalkan istilah ini ke dalam sains) menjalankan eksperimennya pada radium dan mengambil kadar pereputannya sebagai asas. Tetapi dari masa ke masa, ahli fizik memutuskan bahawa nilai berangka unit ini lebih baik terikat dengan yang lain - becquerel. Ini memungkinkan untuk mengelakkan beberapa ralat dalam pengiraan matematik.
Selain kueri, anda selalunya boleh menemui gandaan atau subganda, seperti:
- megacurie (bersamaan dengan 3.7 kali 10 kepada kuasa ke-16 becquerel);
- kilocurie (3, 7 ribu bilion becquerel);
- millicurie (37 juta becquerel);- microcurie (37 ribu becquerel).
Menggunakan unit ini, anda boleh menyatakan isipadu, permukaan atau aktiviti khusus sesuatu bahan.
Becquerel
Unit becquerel dos sinaran adalah sistemik dan termasuk dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI). Ia adalah yang paling mudah, kerana aktiviti sinaran satu becquerel bermakna terdapat hanya satu pereputan radioaktif sesaat dalam jirim.
Ia mendapat namanya sebagai penghormatan kepada Antoine Henri Becquerel, seorang ahli fizik Perancis. Tajuknya ialahdiluluskan pada akhir abad yang lalu dan masih digunakan sehingga kini. Memandangkan ini adalah unit yang agak kecil, awalan perpuluhan digunakan untuk menunjukkan aktiviti: kilo-, mili-, mikro- dan lain-lain.
Baru-baru ini, unit bukan sistemik seperti curie dan rutherford telah digunakan bersama dengan becquerel. Satu rutherford bersamaan dengan satu juta becquerel. Dalam perihalan aktiviti isipadu atau permukaan, seseorang boleh menemui sebutan becquerel per kilogram, becquerel per meter (persegi atau kubik) dan pelbagai terbitannya.
X-ray
Unit ukuran sinaran, X-ray, juga tidak sistemik, walaupun ia digunakan di mana-mana untuk menunjukkan dos pendedahan sinaran gamma yang diterima. Satu roentgen adalah sama dengan dos sinaran sedemikian di mana satu sentimeter padu udara pada tekanan atmosfera standard dan suhu sifar membawa cas yang sama dengan 3.3(10-10). Ini bersamaan dengan dua juta pasang ion.
Walaupun fakta bahawa di bawah perundangan Persekutuan Rusia kebanyakan unit bukan sistemik adalah dilarang, sinar-X digunakan dalam penandaan dosimeter. Tetapi mereka tidak lama lagi akan berhenti digunakan, kerana ternyata lebih praktikal untuk menulis dan mengira segala-galanya dalam warna kelabu dan ayak.
Rad
Unit ukuran sinaran, rad, berada di luar sistem SI dan sama dengan jumlah sinaran di mana satu persejuta joule tenaga dipindahkan ke satu gram bahan. Iaitu, satu rad ialah 0.01 joule setiap kilogram jirim.
Bahan yang menyerap tenaga boleh sama ada tisu hidup atau organik lain danbahan dan bahan bukan organik: tanah, air, udara. Sebagai unit bebas, rad telah diperkenalkan pada tahun 1953 dan di Rusia mempunyai hak untuk digunakan dalam fizik dan perubatan.
Kelabu
Ini adalah satu lagi unit ukuran untuk tahap sinaran, yang diiktiraf oleh Sistem Unit Antarabangsa. Ia mencerminkan dos sinaran yang diserap. Suatu bahan dianggap telah menerima dos satu kelabu jika tenaga yang dipindahkan dengan sinaran adalah sama dengan satu joule per kilogram.
Unit ini mendapat namanya sebagai penghormatan kepada saintis Inggeris Lewis Gray dan secara rasmi diperkenalkan ke dalam sains pada tahun 1975. Mengikut peraturan, nama penuh unit ditulis dengan huruf kecil, tetapi sebutan singkatannya ditulis dengan huruf besar. Satu kelabu bersamaan dengan seratus rad. Selain unit mudah, padanan berbilang dan subganda juga digunakan dalam sains, seperti kilogram, megagray, decigray, centigray, microgray dan lain-lain.
Sievert
Unit sievert sinaran digunakan untuk menandakan dos sinaran berkesan dan setara dan juga merupakan sebahagian daripada sistem SI, seperti kelabu dan becquerel. Digunakan dalam sains sejak 1978. Satu sievert adalah sama dengan tenaga yang diserap oleh satu kilogram tisu selepas terdedah kepada satu pemanasan sinar gama. Nama unit itu adalah untuk menghormati Rolf Sievert, seorang saintis dari Sweden.
Mengikut takrifan, sieverts dan kelabu adalah sama, iaitu, setara dan dos yang diserap mempunyai saiz yang sama. Tetapi masih ada perbezaan antara mereka. Apabila menentukan dos yang setaraadalah perlu untuk mengambil kira bukan sahaja kuantiti, tetapi juga sifat lain sinaran, seperti panjang gelombang, amplitud, dan zarah mana yang mewakilinya. Oleh itu, nilai berangka dos yang diserap didarabkan dengan faktor kualiti sinaran.
Jadi, sebagai contoh, semua perkara lain adalah sama, kesan penyerapan zarah alfa akan menjadi dua puluh kali lebih kuat daripada dos sinaran gamma yang sama. Di samping itu, adalah perlu untuk mengambil kira pekali tisu, yang menunjukkan bagaimana organ bertindak balas terhadap radiasi. Oleh itu, dos yang setara digunakan dalam radiobiologi, dan dos berkesan digunakan dalam kesihatan pekerjaan (untuk menormalkan pendedahan kepada sinaran).
Pemalar suria
Terdapat teori bahawa kehidupan di planet kita muncul disebabkan oleh sinaran suria. Unit ukuran sinaran dari bintang ialah kalori dan watt dibahagikan dengan unit masa. Ini telah diputuskan kerana jumlah sinaran dari Matahari ditentukan oleh jumlah haba yang diterima objek, dan keamatan yang datangnya. Hanya setengah juta daripada jumlah tenaga yang dipancarkan sampai ke Bumi.
Radiasi daripada bintang merambat di angkasa dengan kelajuan cahaya dan memasuki atmosfera kita dalam bentuk sinar. Spektrum sinaran ini agak luas - daripada "bunyi putih", iaitu, gelombang radio, kepada sinar-X. Zarah yang turut bersama dengan sinaran adalah proton, tetapi kadangkala mungkin terdapat elektron (jika pembebasan tenaga besar).
Radiasi yang diterima daripada Matahari adalah penggerak kepada semua proses hidupplanet. Jumlah tenaga yang kita terima bergantung pada musim, kedudukan bintang di atas ufuk dan ketelusan atmosfera.
Kesan sinaran pada makhluk hidup
Jika tisu hidup dengan ciri yang sama disinari dengan jenis sinaran yang berbeza (pada dos dan keamatan yang sama), hasilnya akan berbeza-beza. Oleh itu, untuk menentukan akibatnya, hanya dos yang diserap atau pendedahan tidak mencukupi, seperti halnya dengan objek tidak bernyawa. Unit sinaran menembusi muncul di tempat kejadian, seperti sieverts rem dan kelabu, yang menunjukkan dos sinaran yang setara.
Setara ialah dos yang diserap oleh tisu hidup dan didarab dengan pekali bersyarat (jadual), yang mengambil kira betapa bahayanya sinaran jenis ini atau itu. Ukuran yang paling biasa digunakan ialah sievert. Satu sievert bersamaan dengan seratus rem. Semakin tinggi pekali, semakin berbahaya sinaran, masing-masing. Jadi, untuk foton ini adalah satu, dan untuk neutron dan zarah alfa ialah dua puluh.
Sejak kemalangan di loji kuasa nuklear Chernobyl di Rusia dan negara CIS yang lain, perhatian khusus telah diberikan kepada tahap pendedahan radiasi kepada manusia. Dos yang setara daripada sumber sinaran semula jadi tidak boleh melebihi lima millisieverts setahun.
Tindakan radionuklid pada objek bukan hidup
Zarah radioaktif membawa cas tenaga yang dipindahkan kepada jirim apabila berlanggar dengannya. Dan semakin banyak zarah bersentuhan dalam perjalanan merekajumlah jirim tertentu, lebih banyak tenaga yang akan diterima. Kuantitinya dianggarkan dalam dos.
- Dos yang diserap ialah jumlah sinaran radioaktif yang diterima oleh unit bahan. Ia diukur dalam warna kelabu. Nilai ini tidak mengambil kira hakikat bahawa kesan jenis sinaran yang berbeza pada jirim adalah berbeza.
- Dos pendedahan - ialah dos yang diserap, tetapi mengambil kira tahap pengionan bahan daripada kesan pelbagai zarah radioaktif. Ia diukur dalam coulomb per kilogram atau roentgens.
