З середини минулого століття в науку прийшло новеслово - радіація. Її відкриття зробило переворот в умах фізиків усього світу і дозволило відкинути деякі ньютонівські теорії і зробити сміливі припущення щодо будови Всесвіту, її освіти і нашого місця в ній. Але це все - для фахівців. Обивателі ж тільки зітхають і намагаються скласти воєдино такі розрізнені знання про цей предмет. Ускладнює процес той факт, що одиниць вимірювання радіації існує досить багато, і всі вони мають право.
Перший термін, з яким варто познайомитися, -це, власне, радіація. Так називають процес випромінювання будь-яким речовиною найдрібніших частинок, таких як електрони, протони, нейтрони, атоми гелію і інші. Залежно від виду частинки властивості випромінювання відрізняються один від одного. Випромінювання спостерігають або при розпаді речовин на більш прості, або при їх синтезі.
Одиниці виміру радіації - це умовні поняття, які вказують,скільки елементарних частинок вивільняється з речовини. На даний момент фізика оперує сім'ю різними одиницями і їх комбінаціями. Це дозволяє описувати різні процеси, що відбуваються з матерією.
радіоактивний розпад - довільна зміна будови нестабільних ядер атомів за допомогою вивільнення мікрочастинок.
Постійна розпаду - це статистичне поняття, яке пророкує ймовірність руйнування атома на певний відрізок часу.
Період напіврозпаду - це часовий проміжок, за який розпадається половина всієї кількості речовини. У деяких елементів він обчислюється хвилинами, а у інших - роками, і навіть десятиліттями.
Одиниці виміру радіації - не єдині, які використовуються для оцінки властивостей радіоактивних матеріалів. Крім них застосовують такі величини, як:
- активність джерела радіації;
- щільність потоку (кількість іонізуючих частинок на одиницю площі).
Крім цього, існує різниця в описі впливу радіації на живі і неживі об'єкти. Так, якщо речовина неживе, то до нього застосовні поняття:
- поглинена доза;
- експозиційна доза.
Якщо ж випромінювання подіяло на живу тканину, то використовують такі терміни:
- еквівалентна доза;
- ефективна еквівалентна доза;
- потужність дози.
Одиницями виміру радіації є, як ужеговорилося вище, умовні числові значення, прийняті вченими для полегшення розрахунків і побудови гіпотез і теорій. Можливо, саме тому не існує єдиної загальноприйнятої одиниці виміру.
Однією з одиниць вимірювання радіації є кюрі.Вона не належить до системних (не належить до системи СІ). У Росії її використовують в ядерній фізиці та медицині. Активність речовини буде дорівнювати одному кюрі, якщо за одну секунду в ньому буде відбуватися 3,7 мільярда радіоактивних розпадів. Тобто можна сказати, що один кюрі дорівнює трьом мільярдам семистам мільйонам беккерелів.
Таке число вийшло завдяки тому, що МаріяКюрі (яка і ввела в науку цей термін) проводила свої досліди на радій і взяла за основу його швидкість розпаду. Але з часом фізики вирішили, що числове значення цієї одиниці краще прив'язати до іншої - Беккерелю. Це дозволило уникнути деяких помилок в математичних розрахунках.
Крім кюрі, часто можна зустріти кратні або частинні одиниці, такі як:
- мегакюрі (дорівнює 3,7 на 10 в 16 ступені беккерелів);
- кілокюрі (3,7 тисячі мільярдів беккерелів);
- мілікюрі (37 мільйонів беккерелів);
- мікрокюрі (37 тисяч беккерелів).
За допомогою цієї одиниці можна виразити об'ємну, поверхневу або питому активність речовини.
Одиниця виміру дози радіації бекерельє системною і входить в Міжнародну систему одиниць (СІ). Вона є найпростішою, тому що активність радіації в один бекерель означає, що в речовині відбувається за все один радіоактивний розпад за секунду.
Вона отримала свою назву на честь Антуана АнріБеккереля, французького фізика. Назва було схвалено наприкінці минулого століття і використовується до цих пір. Так як це досить маленька одиниця, то для позначення активності використовують десяткові приставки: кіло, мілі, мікро- та інші.
Останнім часом разом з беккерелів сталивикористовуватися такі позасистемні одиниці, як Кюрі і Резерфорд. Один Резерфорд дорівнює мільйону беккерелів. В описі об'ємної або поверхневої активності можна зустріти позначення бекерель на кілограм, бекерель на метр (квадратний або кубічний) і різні їх похідні.
Одиниця виміру радіації рентген теж неє системною, хоч і використовується повсюдно для позначення експозиційної дози отриманого гамма-випромінювання. Один рентген дорівнює такій дозі випромінювання, при якій один кубічний сантиметр повітря при стандартному атмосферному тиску і нульовій температурі несе в собі заряд, рівний 3,3 * (10 * -10). Це дорівнює двом мільйонам пар іонів.
Незважаючи на те, що за законодавством РФбільшість позасистемних одиниць використовувати заборонено, рентген використовується в маркуванні дозиметрів. Але і вони скоро перестануть використовуватися, так як більш практичним виявилося записувати і обчислювати все в греях і зіверт.
Одиниця виміру радіації радий знаходиться позасистеми СІ і дорівнює такій кількості випромінювання, при якому одному граму речовини передається одна мільйонна джоуля енергії. Тобто один радий - це 0,01 джоуль на кілограм матерії.
Матеріалом, який поглинає енергію, може бутияк жива тканина, так і інші органічні та неорганічні речовини і субстанції: грунт, вода, повітря. Як самостійна одиниця радий був введений в 1953 році і в Росії має право використовуватися у фізиці та медицині.
Це ще одна одиниця виміру рівня радіації,яка визнана Міжнародною системою одиниць. Вона відображає поглинену дозу радіації. Вважається, що речовина отримала дозу в один грей, якщо енергія, яка передалася з випромінюванням, дорівнює одному джоулю на кілограм.
Ця одиниця отримала свою назву на честьанглійського вченого Льюїса Грея і була офіційно введена в науку в 1975 році. За правилами, повна назва одиниці пишеться з маленької літери, але її скорочене позначення - з великою. Один грей дорівнює ста радам. Крім простих одиниць, в науці використовують ще кратні і частинні їх еквіваленти, такі як кілограм, мегагрей, децігрей, сантігрей, микрогр і інші.
Одиниця виміру радіації зіверт використовуєтьсядля позначення ефективної та еквівалентної доз випромінювання і також входить в систему СІ, як грей і бекерель. Використовується в науці з 1978 року. Один зіверт дорівнює енергії, яку поглинув кілограм тканини після впливу одного гріючи гамма-променів. Назву свою одиниця отримала в честь Рольфа Зіверт, вченого зі Швеції.
Судячи з визначення, зіверт і греі рівні, тоє еквівалентна і поглинена дози мають однакові розміри. Але різниця між ними все-таки є. При визначенні еквівалентної дози необхідно враховувати не тільки кількість, але і інші властивості випромінювання, такі як довжина хвилі, амплітуда і які частки її представляють. Тому числове значення поглиненої дози множать на коефіцієнт якості випромінювання.
Так, наприклад, при всіх інших рівних умовахпоглинений ефект альфа-частинок буде в двадцять разів сильніше, ніж така ж доза гамма-випромінювання. Крім цього, необхідно враховувати тканинної коефіцієнт, який показує, як органи реагують на випромінювання. Тому еквівалентна доза використовується в радіобіології, а ефективна - в гігієні праці (для нормування впливу випромінювання).
Існує теорія, що життя на нашій планетіз'явилася завдяки сонячної радіації. Одиниці виміру випромінювання від зірки - калорії і вати, поділені на одиницю часу. Так було вирішено тому, що величина радіації від Сонця визначається за кількістю тепла, яке отримують об'єкти, і інтенсивності, з якої воно надходить. До Землі доходить всього половина мільйонної частки від загальної кількості викидається енергії.
Радіація від зірок поширюється в космосі зішвидкістю світла і в нашу атмосферу потрапить у вигляді променів. Спектр цього випромінювання досить широкий - від «білого шуму», тобто радіохвиль, до рентгенівських променів. Частинки, які теж потрапляють разом з випромінюванням, - це протони, але іноді можуть бути і електрони (якщо викид енергії був великим).
Випромінювання, що отримується від Сонця, єрушійною силою всіх живих процесів на планеті. Кількість одержуваної нами енергії залежить від пори року, положення зірки над горизонтом і прозорості атмосфери.
Якщо однакові за своїми характеристиками живітканини опромінювати різними видами радіації (в однаковій дозі і інтенсивності), то результати будуть відрізнятися. Тому для визначення наслідків мало тільки поглиненої або експозиційної дози, як у випадку з неживими об'єктами. На сцені з'являються одиниці виміру проникаючої радіації, такі як зіверт бери і греі, які вказують на еквівалентну дозу радіації.
Еквівалентної називається доза, поглинена живоютканиною і помножена на умовний (табличний) коефіцієнт, який враховує, наскільки небезпечний той чи інший вид радіації. Найчастіше для її вимірювання використовується зіверт. Один зіверт дорівнює ста берам. Чим більше коефіцієнт тим, відповідно, небезпечніше випромінювання. Так, для фотонів це - одиниця, а для нейтронів і альфа-частинок - двадцять.
З часу аварії на Чорнобильській АЕС в Росії іінших країнах СНД стали особливу увагу приділяти рівню радіаційного впливу на людину. Еквівалентна доза від природних джерел випромінювання не повинна бути вище п'яти мілізіверт на рік.
Радіоактивні частинки несуть в собі заряд енергії,який вони передають речовини, коли стикаються з ним. І чим більше частинок стикнеться на своєму шляху з певною кількістю речовини, тим більше воно отримає енергії. Кількість її оцінюється в дозах.
