Sedert die middel van die vorige eeu het 'n nuwe woord in die wetenskap gekom - bestraling. Die ontdekking daarvan het 'n omwenteling in die gedagtes van fisici regoor die wêreld gemaak en toegelaat om sommige van die Newtoniaanse teorieë weg te gooi en gewaagde aannames te maak oor die struktuur van die heelal, sy vorming en ons plek daarin. Maar dit is al vir die kenners. Die dorpsmense sug maar en probeer sulke uiteenlopende kennis oor hierdie onderwerp bymekaar maak. Wat die proses bemoeilik, is die feit dat daar 'n hele paar eenhede van stralingsmeting is, en almal kom in aanmerking.
Terminologie
Die eerste kwartaal om mee kennis te maak, is in werklikheid bestraling. Dit is die naam wat gegee word aan die proses van bestraling deur een of ander stof van die kleinste deeltjies, soos elektrone, protone, neutrone, heliumatome en ander. Afhangende van die tipe deeltjie verskil die eienskappe van bestraling van mekaar. Straling word waargeneem óf tydens die verval van stowwe in eenvoudiger stowwe, óf tydens hul sintese.
Bestralingseenhede is konvensionele konsepte wat aandui hoeveel elementêre deeltjies uit materie vrygestel word. Op die oomblik werk fisika op 'n gesinverskillende eenhede en hul kombinasies. Dit laat jou toe om die verskillende prosesse wat met materie plaasvind, te beskryf.
Radioaktiewe verval is 'n arbitrêre verandering in die struktuur van onstabiele atoomkerne deur mikropartikels vry te stel.
Die vervalkonstante is 'n statistiese konsep wat die waarskynlikheid voorspel dat 'n atoom oor 'n gegewe tydperk vernietig sal word.
Die halfleeftyd is die tydperk waartydens die helfte van die totale hoeveelheid van 'n stof verval. Vir sommige elemente word dit in minute bereken, terwyl dit vir ander jare en selfs dekades is.
Hoe word straling gemeet
Bestralingseenhede is nie die enigste wat gebruik word om die eienskappe van radioaktiewe materiale te evalueer nie. Benewens hulle word sulke hoeveelhede gebruik soos:
- aktiwiteit van die stralingsbron;- vloeddigtheid (die aantal ioniserende deeltjies per eenheidsoppervlakte).
Boonop is daar 'n verskil in die beskrywing van die uitwerking van bestraling op lewende en nie-lewende voorwerpe. Dus, as die stof leweloos is, dan is die konsepte daarop van toepassing:
- geabsorbeerde dosis;- blootstellingsdosis.
As die bestraling lewende weefsel aangetas het, word die volgende terme gebruik:
- ekwivalente dosis;
- effektiewe ekwivalente dosis;- dosistempo.
Die eenhede van stralingsmeting is, soos hierbo genoem, voorwaardelike numeriese waardes wat deur wetenskaplikes aangeneem is om berekeninge te vergemaklik en hipoteses en teorieë te bou. Miskien is dit hoekom daar geen enkele algemeen aanvaarde maateenheid is nie.
Curie
Een van die eenhede van bestraling is die curie. Dit behoort nie aan die sisteem nie (behoort nie aan die SI-stelsel nie). In Rusland word dit in kernfisika en medisyne gebruik. Die aktiwiteit van 'n stof sal gelyk wees aan een curie as 3,7 miljard radioaktiewe verval in een sekonde daarin voorkom. Dit wil sê, ons kan sê dat een curie gelyk is aan drie miljard sewehonderd miljoen becquerels.
Hierdie getal was te danke aan die feit dat Marie Curie (wat hierdie term in die wetenskap bekendgestel het) haar eksperimente op radium uitgevoer het en die verv altempo daarvan as basis geneem het. Maar met verloop van tyd het fisici besluit dat die numeriese waarde van hierdie eenheid beter gekoppel is aan 'n ander - die becquerel. Dit het dit moontlik gemaak om sommige foute in wiskundige berekeninge te vermy.
Benewens curies, kan jy dikwels veelvoude of subveelvoude vind, soos:
- megacurie (gelyk aan 3,7 keer 10 tot die 16de mag van becquerels);
- kilocurie (3, 7 duisend miljard becquerels);
- millicurie (37 miljoen becquerels);- mikrocurie (37 duisend becquerels).
Deur hierdie eenheid te gebruik, kan jy die volume, oppervlak of spesifieke aktiwiteit van 'n stof uitdruk.
Becquerel
Die becquerel-eenheid van bestralingsdosis is sistemies en is ingesluit in die Internasionale Stelsel van Eenhede (SI). Dit is die eenvoudigste, want 'n bestralingsaktiwiteit van een becquerel beteken dat daar net een radioaktiewe verval per sekonde in materie is.
Dit het sy naam gekry ter ere van Antoine Henri Becquerel, 'n Franse fisikus. Die titel wasaan die einde van die vorige eeu goedgekeur en word vandag nog gebruik. Aangesien dit 'n redelik klein eenheid is, word desimale voorvoegsels gebruik om aktiwiteit aan te dui: kilo-, milli-, mikro- en ander.
Onlangs is nie-sistemiese eenhede soos curie en rutherford saam met becquerels gebruik. Een rutherford is gelyk aan een miljoen becquerel. In die beskrywing van volumetriese of oppervlakaktiwiteit kan 'n mens die benamings becquerel per kilogram, becquerel per meter (vierkant of kubiek) en hul verskillende afgeleides vind.
X-straal
Die eenheid van meting van bestraling, X-straal, is ook nie sistemies nie, hoewel dit oral gebruik word om die blootstellingsdosis van ontvangde gammastraling aan te dui. Een röntgen is gelyk aan so 'n stralingsdosis waarteen een kubieke sentimeter lug by standaard atmosferiese druk en nul temperatuur 'n lading gelyk aan 3,3(10-10) dra. Dit is gelyk aan twee miljoen pare ione.
Ondanks die feit dat onder die wetgewing van die Russiese Federasie die meeste nie-sistemiese eenhede verbied word, word X-strale gebruik in die merk van dosimeters. Maar hulle sal binnekort nie meer gebruik word nie, aangesien dit meer prakties geblyk het om alles in grys en sieverts neer te skryf en te bereken.
Rad
Die eenheid van meting van straling, rad, is buite die SI-stelsel en is gelyk aan die hoeveelheid straling waarteen een miljoenste van 'n joule energie na een gram van 'n stof oorgedra word. Dit wil sê, een rad is 0,01 joule per kilogram materie.
Die materiaal wat energie absorbeer, kan óf lewende weefsel óf ander organiese enanorganiese stowwe en stowwe: grond, water, lug. As 'n onafhanklike eenheid is die rad in 1953 bekendgestel en het in Rusland die reg om in fisika en medisyne gebruik te word.
Grys
Dit is nog 'n maateenheid vir die vlak van bestraling, wat deur die Internasionale Stelsel van Eenhede erken word. Dit weerspieël die geabsorbeerde dosis straling. 'n Stof word beskou as 'n dosis van een grys as die energie wat met bestraling oorgedra is gelyk is aan een joule per kilogram.
Hierdie eenheid het sy naam gekry ter ere van die Engelse wetenskaplike Lewis Gray en is amptelik in 1975 in die wetenskap bekendgestel. Volgens die reëls word die volle naam van die eenheid met 'n klein letter geskryf, maar die verkorte benaming word met hoofletters geskryf. Een grys is gelyk aan honderd rad. Benewens eenvoudige eenhede, word veelvuldige en subveelvuldige ekwivalente ook in wetenskap gebruik, soos kilogrys, megagrys, decigray, centigray, microgray en ander.
Sievert
Die sievert-eenheid van bestraling word gebruik om effektiewe en ekwivalente dosisse straling aan te dui en is ook deel van die SI-stelsel, soos grys en becquerel. Word sedert 1978 in die wetenskap gebruik. Een sievert is gelyk aan die energie wat deur 'n kilogram weefsel geabsorbeer word na blootstelling aan een verhitting van gammastrale. Die naam van die eenheid was ter ere van Rolf Sievert, 'n wetenskaplike van Swede.
Per definisie, sieverts en grys is gelyk, dit wil sê, ekwivalente en geabsorbeerde dosisse het dieselfde grootte. Maar daar is steeds 'n verskil tussen hulle. Wanneer die ekwivalente dosis bepaal worddit is nodig om nie net die hoeveelheid in ag te neem nie, maar ook ander eienskappe van die straling, soos golflengte, amplitude, en watter deeltjies dit verteenwoordig. Daarom word die numeriese waarde van die geabsorbeerde dosis vermenigvuldig met die stralingskwaliteitfaktor.
So, byvoorbeeld, as alles gelyk is, sal die geabsorbeerde effek van alfa-deeltjies twintig keer sterker wees as dieselfde dosis gammastraling. Daarbenewens is dit nodig om die weefselkoëffisiënt in ag te neem, wat wys hoe die organe op bestraling reageer. Daarom word die ekwivalente dosis in radiobiologie gebruik, en die effektiewe dosis word in beroepsgesondheid gebruik (om blootstelling aan bestraling te normaliseer).
Sonkragkonstante
Daar is 'n teorie dat lewe op ons planeet verskyn het as gevolg van sonstraling. Die meeteenhede van straling van 'n ster is kalorieë en watt gedeel deur 'n eenheid van tyd. Dit is besluit omdat die hoeveelheid straling van die Son bepaal word deur die hoeveelheid hitte wat voorwerpe ontvang, en die intensiteit waarmee dit kom. Slegs 'n halfmiljoenste van die totale hoeveelheid energie wat vrygestel word, bereik die Aarde.
Bestraling van sterre versprei in die ruimte teen die spoed van lig en gaan ons atmosfeer binne in die vorm van strale. Die spektrum van hierdie bestraling is redelik wyd - van "wit geraas", dit wil sê radiogolwe, tot X-strale. Die deeltjies wat ook met die bestraling oor die weg kom, is protone, maar soms kan daar elektrone wees (as die energievrystelling groot was).
Die straling wat van die Son ontvang word, is die dryfkrag van alle lewende prosesse opplaneet. Die hoeveelheid energie wat ons ontvang hang af van die seisoen, die posisie van die ster bo die horison, en die deursigtigheid van die atmosfeer.
Effekt van bestraling op lewende wesens
As lewende weefsels met dieselfde kenmerke met verskillende tipes bestraling (teen dieselfde dosis en intensiteit) bestraal word, sal die resultate verskil. Om die gevolge te bepaal, is slegs die geabsorbeerde of blootstellingsdosis dus nie genoeg nie, soos die geval is met lewelose voorwerpe. Eenhede van deurdringende bestraling verskyn op die toneel, soos sieverts rems en grys, wat die ekwivalente dosis bestraling aandui.
Ekwivalent is die dosis wat deur lewende weefsel geabsorbeer word en vermenigvuldig met 'n voorwaardelike (tabel) koëffisiënt, wat in ag neem hoe gevaarlik hierdie of daardie tipe bestraling is. Die mees gebruikte maatstaf is die sievert. Een sievert is gelyk aan honderd rems. Hoe hoër die koëffisiënt, hoe gevaarliker is die bestraling onderskeidelik. Dus, vir fotone is dit een, en vir neutrone en alfadeeltjies is dit twintig.
Sedert die ongeluk by die Tsjernobil-kernkragsentrale in Rusland en ander GOS-lande, is spesiale aandag geskenk aan die vlak van stralingsblootstelling aan mense. Die ekwivalente dosis van natuurlike bestralingsbronne moet nie vyf millisieverts per jaar oorskry nie.
Die werking van radionukliede op nie-lewende voorwerpe
Radioaktiewe deeltjies dra 'n lading energie wat hulle na materie oordra wanneer hulle daarmee bots. En hoe meer deeltjies in aanraking kom op hul pad met'n sekere hoeveelheid materie, hoe meer energie sal dit ontvang. Die hoeveelheid daarvan word in dosisse geskat.
- Geabsorbeerde dosis is die hoeveelheid radioaktiewe straling wat deur 'n eenheid van 'n stof ontvang is. Dit word in grys gemeet. Hierdie waarde neem nie die feit in ag dat die effek van verskillende tipes bestraling op materie verskillend is nie.
- Blootstellingsdosis - is die geabsorbeerde dosis, maar met inagneming van die mate van ionisasie van die stof van die effekte van verskeie radioaktiewe deeltjies. Dit word gemeet in coulombs per kilogram of roentgens.
