Siden midten af forrige århundrede er der kommet et nyt ord ind i videnskaben - stråling. Dens opdagelse gjorde en revolution i hovedet på fysikere rundt om i verden og gjorde det muligt at kassere nogle af de newtonske teorier og komme med dristige antagelser om universets struktur, dets dannelse og vores plads i det. Men det er alt for eksperterne. Bybefolkningen sukker kun og forsøger at sammensætte en så forskellig viden om dette emne. Det, der komplicerer processen, er det faktum, at der er en hel del strålingsenheder, og alle er berettigede.
Terminologi
Det første udtryk at stifte bekendtskab med er faktisk stråling. Dette er navnet på strålingsprocessen fra nogle stoffer af de mindste partikler, såsom elektroner, protoner, neutroner, heliumatomer og andre. Afhængigt af typen af partikel adskiller strålingens egenskaber sig fra hinanden. Stråling observeres enten under nedbrydning af stoffer til enklere stoffer eller under deres syntese.
Strålingsenheder er konventionelle begreber, der angiver, hvor mange elementarpartikler, der frigives fra stof. I øjeblikket opererer fysikken på en familieforskellige enheder og deres kombinationer. Dette giver dig mulighed for at beskrive de forskellige processer, der opstår med stof.
Radioaktivt henfald er en vilkårlig ændring i strukturen af ustabile atomkerner ved at frigive mikropartikler.
Henfaldskonstanten er et statistisk begreb, der forudsiger sandsynligheden for, at et atom bliver ødelagt over en given tidsperiode.
Halveringstiden er den periode, hvor halvdelen af den samlede mængde af et stof henfalder. For nogle elementer beregnes det i minutter, mens det for andre er år og endda årtier.
Hvordan måles stråling
Strålingsenheder er ikke de eneste, der bruges til at evaluere radioaktive materialers egenskaber. Ud over dem bruges sådanne mængder som:
- strålingskildens aktivitet- fluxtæthed (antallet af ioniserende partikler pr. arealenhed)
Derudover er der forskel på beskrivelsen af strålings effekter på levende og ikke-levende objekter. Så hvis stoffet er livløst, så gælder begreberne for det:
- absorberet dosis;- eksponeringsdosis.
Hvis strålingen påvirkede levende væv, bruges følgende udtryk:
- ækvivalent dosis;
- effektiv ækvivalent dosis;- dosishastighed.
Strålingsmålingsenhederne er, som nævnt ovenfor, betingede numeriske værdier, der er vedtaget af videnskabsmænd for at lette beregninger og opbygge hypoteser og teorier. Måske er det derfor, der ikke er en enkelt almindeligt accepteret måleenhed.
Curie
En af strålingsenhederne er curie. Det hører ikke til systemet (tilhører ikke SI-systemet). I Rusland bruges det i kernefysik og medicin. Aktiviteten af et stof vil være lig med én curie, hvis der sker 3,7 milliarder radioaktive henfald i det på et sekund. Det vil sige, vi kan sige, at én curie er lig med tre milliarder syv hundrede millioner becquerel.
Dette tal skyldtes det faktum, at Marie Curie (der introducerede dette udtryk i videnskaben) udførte sine eksperimenter med radium og tog dets henfaldshastighed som grundlag. Men over tid besluttede fysikere, at den numeriske værdi af denne enhed er bedre knyttet til en anden - becquerel. Dette gjorde det muligt at undgå nogle fejl i matematiske beregninger.
Ud over curies kan du ofte finde multipla eller submultipler, såsom:
- megacurie (lig med 3,7 gange 10 til 16. potens af becquerel);
- kilocurie (3, 7 tusind milliarder becquerels);
- millicurie (37 millioner becquerel);- mikrocurie (37 tusind becquerel).
Ved brug af denne enhed kan du udtrykke volumen, overflade eller specifik aktivitet af et stof.
Becquerel
Becquerel-enheden for strålingsdosis er systemisk og er inkluderet i International System of Units (SI). Det er det enkleste, fordi en strålingsaktivitet på én becquerel betyder, at der kun er ét radioaktivt henfald i sekundet i stoffet.
Den fik sit navn til ære for Antoine Henri Becquerel, en fransk fysiker. Titlen vargodkendt i slutningen af forrige århundrede og bruges stadig i dag. Da dette er en ret lille enhed, bruges decimalpræfikser til at angive aktivitet: kilo-, milli-, mikro- og andre.
For nylig er ikke-systemiske enheder som curie og rutherford blevet brugt sammen med becquerels. En rutherford er lig med en million becquerel. I beskrivelsen af volumetrisk eller overfladeaktivitet kan man finde betegnelserne becquerel pr. kilogram, becquerel pr. meter (kvadrat eller kubisk) og deres forskellige afledninger.
røntgen
Måleenheden for stråling, røntgen, er heller ikke systemisk, selvom den bruges over alt til at angive eksponeringsdosis for modtaget gammastråling. Et røntgen er lig med en sådan strålingsdosis, hvor en kubikcentimeter luft ved standardatmosfærisk tryk og nul temperatur bærer en ladning svarende til 3,3(10-10). Dette er lig med to millioner par ioner.
På trods af det faktum, at de fleste ikke-systemiske enheder i henhold til lovgivningen i Den Russiske Føderation er forbudt, bruges røntgenstråler til mærkning af dosimetre. Men de vil snart ophøre med at blive brugt, da det viste sig at være mere praktisk at skrive ned og beregne alt i grå og sievert.
Rad
Måleenheden for stråling, rad, er uden for SI-systemet og er lig med mængden af stråling, ved hvilken en milliontedel af en joule energi overføres til et gram af et stof. Det vil sige, en rad er 0,01 joule pr. kilogram stof.
Materialet der absorberer energi kan enten være levende væv eller andet organisk oguorganiske stoffer og stoffer: jord, vand, luft. Som en selvstændig enhed blev rad introduceret i 1953 og har i Rusland ret til at blive brugt i fysik og medicin.
Grå
Dette er en anden måleenhed for strålingsniveauet, som anerkendes af det internationale system af enheder. Det afspejler den absorberede dosis af stråling. Et stof anses for at have modtaget en dosis på én grå, hvis den energi, der blev overført med stråling, er lig med én joule pr. kilogram.
Denne enhed fik sit navn til ære for den engelske videnskabsmand Lewis Gray og blev officielt introduceret i videnskaben i 1975. Ifølge reglerne er enhedens fulde navn skrevet med et lille bogstav, men dets forkortede betegnelse er stort. En grå er lig med hundrede rad. Ud over simple enheder bruges flere og submultiple ækvivalenter også i videnskaben, såsom kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray og andre.
Sievert
Sievert-enheden for stråling bruges til at angive effektive og ækvivalente strålingsdoser og er også en del af SI-systemet, som grå og becquerel. Brugt i videnskab siden 1978. En sievert er lig med den energi, der absorberes af et kilogram væv efter eksponering for én opvarmning af gammastråler. Navnet på enheden var til ære for Rolf Sievert, en videnskabsmand fra Sverige.
Pr definition er sievert og grå ens, det vil sige, at ækvivalente og absorberede doser har samme størrelse. Men der er stadig forskel på dem. Ved bestemmelse af den ækvivalente dosisdet er nødvendigt at tage højde for ikke kun mængden, men også andre egenskaber ved strålingen, såsom bølgelængde, amplitude, og hvilke partikler der repræsenterer den. Derfor ganges den numeriske værdi af den absorberede dosis med strålingskvalitetsfaktoren.
Så for eksempel, alt andet lige, vil den absorberede effekt af alfapartikler være tyve gange stærkere end den samme dosis gammastråling. Derudover er det nødvendigt at tage højde for vævskoefficienten, som viser, hvordan organerne reagerer på stråling. Derfor bruges den ækvivalente dosis i radiobiologi, og den effektive dosis bruges i arbejdsmiljø (for at normalisere eksponering for stråling).
Solkonstant
Der er en teori om, at liv på vores planet opstod på grund af solstråling. Måleenhederne for stråling fra en stjerne er kalorier og watt divideret med en tidsenhed. Dette blev besluttet, fordi mængden af stråling fra Solen er bestemt af mængden af varme, som objekter modtager, og intensiteten, som den kommer med. Kun en halv milliontedel af den samlede mængde energi, der udsendes, når Jorden.
Stråling fra stjerner forplanter sig i rummet med lysets hastighed og kommer ind i vores atmosfære i form af stråler. Spektret af denne stråling er ret bredt - fra "hvid støj", det vil sige radiobølger, til røntgenstråler. De partikler, der også kommer sammen med strålingen, er protoner, men nogle gange kan der være elektroner (hvis energifrigivelsen var stor).
Strålingen modtaget fra Solen er drivkraften for alle levende processer påplanet. Mængden af energi, vi modtager, afhænger af årstiden, stjernens position over horisonten og atmosfærens gennemsigtighed.
Effekt af stråling på levende væsener
Hvis levende væv med de samme egenskaber bestråles med forskellige typer stråling (med samme dosis og intensitet), vil resultaterne variere. Derfor, for at bestemme konsekvenserne, er kun den absorberede eller eksponeringsdosis ikke nok, som det er tilfældet med livløse genstande. Enheder af gennemtrængende stråling vises på scenen, såsom sieverts rems og gråtoner, som angiver den ækvivalente dosis af stråling.
Ekvivalent er den dosis, der absorberes af levende væv og ganges med en betinget (tabel) koefficient, som tager højde for, hvor farlig den eller den type stråling er. Det mest almindeligt anvendte mål er sievert. En sievert er lig med hundrede rems. Jo højere koefficient, jo farligere er henholdsvis strålingen. Så for fotoner er dette én, og for neutroner og alfapartikler er det tyve.
Siden ulykken på Tjernobyl-atomkraftværket i Rusland og andre CIS-lande er der blevet lagt særlig vægt på niveauet af strålingseksponering for mennesker. Den ækvivalente dosis fra naturlige strålingskilder bør ikke overstige fem millisievert om året.
Radionukliders virkning på ikke-levende genstande
Radioaktive partikler bærer en ladning af energi, som de overfører til stoffet, når de kolliderer med det. Og jo flere partikler kommer i kontakt på deres vej meden vis mængde stof, jo mere energi vil den modtage. Dens mængde er estimeret i doser.
- Absorberet dosis er mængden af radioaktiv stråling, der blev modtaget af en enhed af et stof. Det måles i gråtoner. Denne værdi tager ikke højde for, at virkningen af forskellige typer stråling på stof er forskellig.
- Eksponeringsdosis - er den absorberede dosis, men under hensyntagen til stoffets ioniseringsgrad fra virkningerne af forskellige radioaktive partikler. Det måles i coulombs pr. kilogram eller røntgen.
