Od poloviny minulého století vstoupilo do vědy nové slovo – záření. Jeho objev způsobil revoluci v myslích fyziků po celém světě a umožnil odhodit některé z newtonovských teorií a učinit smělé předpoklady o struktuře vesmíru, jeho formování a našem místě v něm. Ale to je vše pro odborníky. Obyvatelé města jen vzdychají a snaží se dát dohromady tak nesourodé znalosti o tomto tématu. Proces komplikuje skutečnost, že existuje poměrně málo jednotek měření radiace a všechny jsou způsobilé.
Terminologie
Prvním pojmem, se kterým se musíte seznámit, je ve skutečnosti záření. Tak se nazývá proces záření nějakou látkou nejmenších částic, jako jsou elektrony, protony, neutrony, atomy helia a další. V závislosti na typu částice se vlastnosti záření navzájem liší. Záření je pozorováno buď při rozpadu látek na jednodušší, nebo při jejich syntéze.
Jednotky záření jsou konvenční koncepty, které udávají, kolik elementárních částic se uvolní z hmoty. V současnosti fyzika působí na rodinurůzné jednotky a jejich kombinace. To vám umožní popsat různé procesy, které se vyskytují s hmotou.
Radioaktivní rozpad je svévolná změna ve struktuře nestabilních atomových jader uvolněním mikročástic.
Konstanta rozpadu je statistický koncept, který předpovídá pravděpodobnost zničení atomu za dané časové období.
Poločas rozpadu je časové období, během kterého se rozpadne polovina celkového množství látky. U některých prvků se počítá v minutách, zatímco u jiných jsou to roky a dokonce desetiletí.
Jak se měří záření
Radiační jednotky nejsou jediné, které se používají k hodnocení vlastností radioaktivních materiálů. Kromě nich se používají veličiny jako:
- aktivita zdroje záření,- hustota toku (počet ionizujících částic na jednotku plochy).
Navíc je rozdíl v popisu účinků záření na živé a neživé předměty. Pokud je tedy látka neživá, platí pro ni pojmy:
- absorbovaná dávka;- expoziční dávka.
Pokud záření ovlivnilo živou tkáň, pak se používají následující výrazy:
- ekvivalentní dávka;
- efektivní ekvivalentní dávka;- dávkový příkon.
Jednotky měření radiace jsou, jak je uvedeno výše, podmíněné číselné hodnoty přijaté vědci k usnadnění výpočtů a vytváření hypotéz a teorií. Možná proto neexistuje jediná obecně uznávaná měrná jednotka.
Curie
Jednou z jednotek záření je curie. Nepatří do soustavy (nepatří do soustavy SI). V Rusku se používá v jaderné fyzice a medicíně. Aktivita látky se bude rovnat jedné curie, pokud v ní během jedné sekundy dojde k 3,7 miliardám radioaktivních rozpadů. To znamená, že můžeme říci, že jedna curie se rovná třem miliardám sedmi set milionům becquerelů.
Toto číslo bylo způsobeno skutečností, že Marie Curie (která zavedla tento termín do vědy) provedla své experimenty s radiem a vzala za základ jeho rychlost rozpadu. Ale postupem času se fyzici rozhodli, že číselná hodnota této jednotky je lépe svázána s jinou - becquerelem. To umožnilo vyhnout se některým chybám v matematických výpočtech.
Kromě kurií můžete často najít násobky nebo podnásobky, jako například:
- megacurie (rovná se 3,7 krát 10 až 16. mocnina becquerelů);
- kilocurie (3, 7 tisíce miliard becquerelů);
- milicurie (37 milionů becquerelů);- microcurie (37 tisíc becquerelů).
Pomocí této jednotky můžete vyjádřit objem, povrch nebo specifickou aktivitu látky.
Becquerel
Becquerelova jednotka dávky záření je systémová a je zahrnuta v mezinárodní soustavě jednotek (SI). Je to nejjednodušší, protože radiační aktivita jednoho becquerelu znamená, že ve hmotě dojde pouze k jednomu radioaktivnímu rozpadu za sekundu.
Svůj název dostal na počest Antoina Henriho Becquerela, francouzského fyzika. Titul bylschválena na konci minulého století a používá se dodnes. Protože se jedná o poměrně malou jednotku, k označení aktivity se používají desetinné předpony: kilo-, mili-, mikro- a další.
V poslední době byly spolu s becquerely používány i nesystémové jednotky jako curie a rutherford. Jeden rutherford se rovná jednomu milionu becquerelů. V popisu objemové nebo povrchové aktivity lze nalézt označení becquerel na kilogram, becquerel na metr (čtverec nebo krychlový) a jejich různé deriváty.
Rentgen
Jednotka měření záření, rentgen, také není systémová, i když se všude používá k označení expoziční dávky přijatého gama záření. Jeden rentgen se rovná takové dávce záření, při které jeden krychlový centimetr vzduchu při standardním atmosférickém tlaku a nulové teplotě nese náboj rovný 3,3(10-10). To se rovná dvěma milionům párů iontů.
Přestože podle legislativy Ruské federace je většina nesystémových jednotek zakázána, používá se při značení dozimetrů rentgenové záření. Brzy se však přestanou používat, protože se ukázalo být praktičtější zapisovat a počítat vše v šedi a sievertech.
Rad
Jednotka měření radiace, rad, je mimo soustavu SI a rovná se množství záření, při kterém je jedna miliontina joulu energie přenesena na jeden gram látky. To znamená, že jeden rad je 0,01 joule na kilogram hmoty.
Materiál, který absorbuje energii, může být buď živá tkáň, nebo jiná organická aanorganické látky a látky: půda, voda, vzduch. Jako nezávislá jednotka byl rad představen v roce 1953 a v Rusku má právo být používán ve fyzice a medicíně.
Šedá
Toto je další měrná jednotka pro úroveň radiace, kterou uznává Mezinárodní systém jednotek. Odráží absorbovanou dávku záření. Látka je považována za látku, která obdržela dávku jedné šedé, pokud se energie, která byla přenesena zářením, rovná jednomu joulu na kilogram.
Tato jednotka dostala své jméno na počest anglického vědce Lewise Graye a byla oficiálně zavedena do vědy v roce 1975. Podle pravidel se celý název jednotky píše s malým písmenem, ale její zkrácené označení je velké. Jedna šedá se rovná sto radům. Kromě jednoduchých jednotek se ve vědě používají také vícenásobné a vícenásobné ekvivalenty, jako je kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray a další.
Sievert
Sievert jednotka záření se používá k označení efektivní a ekvivalentní dávky záření a je také součástí soustavy SI, jako je šedá a becquerel. Ve vědě se používá od roku 1978. Jeden sievert se rovná energii absorbované kilogramem tkáně po vystavení jednomu zahřátí gama zářením. Název jednotky byl na počest Rolfa Sieverta, vědce ze Švédska.
Podle definice jsou sieverty a šedé barvy stejné, to znamená, že ekvivalentní a absorbované dávky mají stejnou velikost. Ale stále je mezi nimi rozdíl. Při stanovení ekvivalentní dávkyje třeba vzít v úvahu nejen množství, ale i další vlastnosti záření, jako je vlnová délka, amplituda a jaké částice jej reprezentují. Proto se číselná hodnota absorbované dávky vynásobí faktorem kvality záření.
Takže například za předpokladu, že jsou všechny ostatní věci stejné, bude absorbovaný účinek částic alfa dvacetkrát silnější než stejná dávka záření gama. Kromě toho je nutné vzít v úvahu tkáňový koeficient, který ukazuje, jak orgány reagují na záření. Proto se ekvivalentní dávka používá v radiobiologii a efektivní dávka se používá v oblasti ochrany zdraví při práci (k normalizaci expozice záření).
Solární konstanta
Existuje teorie, že život na naší planetě vznikl v důsledku slunečního záření. Jednotky měření záření z hvězdy jsou kalorie a watty dělené jednotkou času. Toto bylo rozhodnuto, protože množství záření ze Slunce je určeno množstvím tepla, které objekty přijímají, a intenzitou, se kterou přichází. Pouze půl miliontiny z celkového množství emitované energie se dostane na Zemi.
Záření z hvězd se šíří vesmírem rychlostí světla a do naší atmosféry vstupuje ve formě paprsků. Spektrum tohoto záření je poměrně široké – od „bílého šumu“, tedy rádiových vln, až po rentgenové záření. Částice, které také vycházejí se zářením, jsou protony, ale někdy tam mohou být elektrony (pokud byla uvolněná energie velká).
Záření přijímané ze Slunce je hnací silou všech živých procesůplaneta. Množství energie, kterou přijímáme, závisí na ročním období, poloze hvězdy nad obzorem a průhlednosti atmosféry.
Účinek záření na živé bytosti
Pokud jsou živé tkáně se stejnými vlastnostmi ozařovány různými typy záření (při stejné dávce a intenzitě), výsledky se budou lišit. K určení následků tedy nestačí pouze absorbovaná nebo expoziční dávka, jako je tomu u neživých předmětů. Na scéně se objevují jednotky pronikající radiace, jako jsou sieverty rem a šedá, které indikují ekvivalentní dávku záření.
Ekvivalent je dávka absorbovaná živou tkání a vynásobená podmíněným (tabulkovým) koeficientem, který zohledňuje, jak nebezpečný je ten či onen typ záření. Nejčastěji používanou mírou je sievert. Jeden sievert se rovná sto remů. Čím vyšší koeficient, tím nebezpečnější záření, resp. Takže pro fotony je to jedna a pro neutrony a částice alfa dvacet.
Od havárie v jaderné elektrárně v Černobylu v Rusku a dalších zemích SNS byla věnována zvláštní pozornost úrovni radiační expozice člověka. Ekvivalentní dávka z přírodních zdrojů záření by neměla překročit pět milisievertů za rok.
Působení radionuklidů na neživé předměty
Radioaktivní částice nesou náboj energie, který přenášejí do hmoty, když s ní narazí. A čím více částic přichází na své cestě do kontaktuurčité množství hmoty, tím více energie obdrží. Jeho množství se odhaduje v dávkách.
- Absorpovaná dávka je množství radioaktivního záření, které bylo přijato jednotkou látky. Měří se v šedých odstínech. Tato hodnota nebere v úvahu skutečnost, že vliv různých typů záření na hmotu je různý.
- Expoziční dávka - je absorbovaná dávka, ale bere v úvahu stupeň ionizace látky z účinků různých radioaktivních částic. Měří se v coulombech na kilogram nebo roentgenech.
