• Ландшафтный дизайн
• Дом
• Поделки
• Розы
• Цветник

Единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения. Всё, что вы должны знать о радиации

На любые вещества, живые организмы и их ткани.

Экспозиционная доза

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой - это ионизационный эффект. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза .

Экспозиционная доза - это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов , освобождённых или порождённых фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме.

Ожидаемая эффективная доза E(τ) - доза внутреннего облучения от поступивших в организм человека радионуклидов . Время облучения человека такими радионуклидами определяется периодами их полураспада и биологического удержания в организме и может составлять многие месяцы и даже годы . Для целей регулирования полный период накопления дозы устанавливается равным 50 лет для взрослого человека или, если оценивается доза для детей, до достижения 70 лет. При оценке годовой дозы ожидаемая эффективная доза суммируется с эффективной дозой от внешнего облучения за этот же период .

Эффективная и эквивалентная дозы - это нормируемые величины, то есть, величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические величины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы - эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) - эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, то есть амбиентный эквивалент дозы Н*(d) - это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы - зиверт (Зв).

Групповые дозы

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе - сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни , города , административно-территориальной единицы , государства и т. д. Её получают путём умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения . Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица - человеко-бэр (чел.-бэр). Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.

Кроме того, выделяют следующие дозы:

• пороговая - доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
• предотвращаемая - прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии , которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
• удваивающая - доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций . Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску .
• минимально летальная - минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облучённых объектов.

Допустимые и смертельные дозы для человека

Миллизиверт (мЗв) часто используется как мера дозы при медицинских диагностических процедурах (рентгеноскопия , рентгеновская компьютерная томография и т. п.).

Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апреля 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 Зв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации». Среднемировая доза облучения от рентгенологических исследований, накопленная на душу населения за год, равна 0,4 мЗв, однако в странах с высоким уровнем доступа к медобслуживанию (более одного врача на 1000 человек населения) этот показатель растёт до 1,2 мЗв . Облучение от других техногенных источников значительно меньше: 0,005 мЗв от радионуклидов, оставшихся от атмосферных ядерных испытаний , 0,002 мЗв от Чернобыльской катастрофы , 0,0002 мЗв от ядерной энергетики.

Среднемировая доза облучения от естественных источников, накопленная на душу населения за год, равна 2,4 Зв, с разбросом от 1 до 10 Зв . Основные компоненты:

• 0,4 мЗв от космических лучей (от 0,3 до 1,0 мЗв, в зависимости от высоты над уровнем моря);
• 0,5 мЗв от внешнего гамма-излучения (от 0,3 до 0,6 мЗв, в зависимости от радионуклидного состава окружения - почвы, стройматериалов и т. п.);
• 1,2 мЗв внутреннего облучения от ингалируемых атмосферных радионуклидов, главным образом

Мы рассмотрели природу радиации - что такое радиация (ионизирующее излучение) и радиоактивность, понятие радионуклидов и периода полураспада , влияние радиации на организм человека , и немного рассказали о радиоактивных предметах вокруг нас. Статья дала информацию о способах измерения радиоактивности и радиационного фона, о дозиметрах . Мы также привели несколько примеров дозиметров-радиометров, и пояснили, что не стоит паниковать, если прибор «зашкаливает». В третьей части статьи о Радиации мы расскажем про дозы излучения …

Экспозиционная доза

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды - это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза .

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза - это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.

В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р ). 1 Кл/кг = 3880 Р

Поглощённая доза

При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза . Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.

В единицах системы СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название - Грэй (Гр ). 1 Гр - это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж . Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад . 1 Гр=100 рад .

Поглощённая доза — основополагающая дозиметрическая величина, не она отражает биологический эффект облучения.

Эквивалентная доза

Эквивалентная доза (E, HT,R ) отражает биологический эффект облучения. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы . Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент - коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ ) или коэффициент качества данного вида излучения (WR ), отражающий его способность повреждать ткани организма.

При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв ) и измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг ). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является Бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена , после 1963 года — биологический эквивалент рада ). 1 Зв = 100 бэр .

Коэффициент качества - в радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»).

Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений. Для коэффициента качества существует ГОСТ 8.496-83 . ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением. Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии.

ОБЭ конкретного вида излучения - отношение поглощённой дозы рентгеновского (или гамма) излучения к поглощённой дозе излучения при одинаковой эквивалентной дозе.

Эффективная доза

Эффективная доза , (E , эффективная эквивалентная доза ) - величина, используемая в радиационной защите как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения (стохастических эффектов ) всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.

Разные части тела (органы, ткани) имеют различную чувствительность к радиационному воздействию: например, при одинаковой дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Эффективная эквивалентная доза рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма.

Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы . Она также измеряется в Зивертах или Бэрах .

Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE - the committed effective dose equivalent )- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества. СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв ) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всей жизни). В зависимости от ситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе излучения определенного органа, а не всего тела.

Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, т.е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы , амбиентная доза ).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, т.е. амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — Зиверт (Зв ).

Групповые дозы

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе - сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путем умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв. ), внесистемная единица - человеко-бэр (чел.-бэр ).

Кроме того, выделяют следующие дозы:

• коммитментная - ожидаемая доза, полувековая доза. Применяется в радиационной защите и гигиене при расчёте поглощённых, эквивалентных и эффективных доз от инкорпорированных радионуклидов; имеет размерность соответствующей дозы.
• коллективная - расчётная величина, введенная для характеристики эффектов или ущерба для здоровья от облучения группы людей; единица - Зиверт (Зв ). Коллективная доза определяется как сумма произведений средних доз на число людей в дозовых интервалах. Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
• пороговая - доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
• предельно допустимые дозы (ПДД) - наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)
• предотвращаемая - прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
• удваивающая - доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв, а для хронического облучения - около 4 Зв .
• биологическая доза гамма-нейтронного излучения - доза равноэффективного по поражению организма гамма-облучения, принятого за стандартное. Равна физической дозе данного излучения, умноженной на коэффициент качества.
• минимально летальная - минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облученных объектов.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения ) - приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например, мкР/час , Зв/час , бэр/мин , сЗв/год и др.).

Радиация окружает нас всегда, существует естественный и искусственный радиационный фон. Единиц измерения радиации несколько. Наиболее часто используются - зиверты [Зв], именно в них указывается доза радиации в бытовых дозиметрах.

Радиоактивностью называют способность некоторых веществ к самопроизвольному распаду их ядра с выделением при этом процессе энергии, которая, в свою очередь, и называется радиацией. Она способна воздействовать на различные вещества, изменяя их заряд, превращая их в ионы. Чтобы разобраться, в каких единицах измеряется радиация, нужно определиться, с какой стороны будет рассматриваться это физическое явление.

Радиация может быть нескольких различных видов, каждый из которых характеризуется собственными поражающими факторами. Радиационный фон, который присутствует на Земле, подразделяется на естественный (имеющий природное происхождение) и искусственный (имеющий техногенное происхождение). Так, любой человек постоянно находится в поле того или иного источника радиации.

Реакция ядерного распада широко применяется для получения энергии. На её основе построены все АЭС. Ядерное топливо обладает поразительной эффективностью и энергоёмкостью. Так, чтобы нагреть 100 тонн воды, потребуется радиоактивный изотоп массой всего лишь 1 г.

Радиационные волны подразделяются на:

• бета-волны;
• гамма-волны;
• нейтронное излучение.

Альфа-излучение возникает при ядерном распаде тяжёлых химических элементов, среди которых уран, радий, торий и прочие. Их зона поражения ограничена небольшим расстоянием, считаемым от места возникновения: в воздухе - примерно 8−10 см, в биологических средах - всего лишь 0,01−0,05 мм.

Альфа-волны не могут проникнуть даже сквозь лист обыкновенной бумаги и клетки ороговевшего эпителия. Однако если частицы всё же попадут в человеческих организм, например, посредством участков кожи с нарушенной целостностью покровов или через ротовую полость, то, проникнув в кровяное русло, они разнесутся по всему организму и осядут преимущественно в эндокринных железах и лимфатических узлах, что приведёт к внутреннему отравлению, тяжесть которого будет зависеть от полученной дозы.

Бета-излучение представляет собой поток электронов при ядерном распаде радиоактивных элементов. Бета-частицы способны проникать в человеческих организм на расстояние до 20 см. Бета-излучение нашло широкое применение в лучевой терапии при лечении онкологических заболеваний.

Нейтронное излучение - поток электрически нейтральных частиц. Для него характерны наибольшая сила и глубина проникновения. Данные волны применяются в качестве ускорителя других частиц в научных целях на промышленных предприятиях, а также в различных лабораторных исследованиях.

Также обладает достаточно высокой проникающей способностью. Оно не несёт в себе заряженных частиц и, следовательно, не попадает под действие магнитных и электрических полей. Применяется в следующих областях:

1. Медицина: лучевая терапия.
2. Пищевая промышленность: консервирование.
3. Отрасль космической промышленности.
4. Геофизические исследования.

Гамма-частицы способны вызывать острую лучевую болезнь (ОЛБ) при единичных больших дозах облучения, и хроническую - при длительном воздействии ионизирующего фактора.

Измерение радиационного излучения

При слове «радиация» у многих людей в мозге возникает картины страшной аварии на Чернобыльской АЭС. Однако люди каждый день подвергаются воздействию тех или иных ионизирующих факторов. Для измерения этого ионизирующего излучения существует ряд приборов. Соответственно, существуют и единицы измерения, и допустимые нормы радиационного фона.

К основным источникам радиации относятся:

• природные радиоактивные вещества, окружающие человека (70%);
• медицинские аппараты: рентген, томограф и прочие (10%);
• космическая (именно от неё человечество защищает озоновый слой) (15%);
• бытовые электроприборы (5%).

Проверку на величину радиационного фона и силу излучения проводят с помощью специальных , которые позволят с точностью определить, насколько интенсивно излучение в исследуемом участке. Чаще всего замеры проводят в следующих местах и случаях:

• при наличии рядом явного источника радиационного заражения (вблизи атомных электростанций);
• во время путешествий и походов по неизвестной территории, где рядом может находиться радиоактивный источник;
• перед строительством жилого дома или при приобретении квартиры.

Необходимо помнить, что очистить заражённый участок практически невозможно (период полураспада многих радиоактивных элементов составляет миллионы и миллиарды лет). Соответственно, всё, что можно сделать, измерив радиационный фон и обнаружив, что он превышает предельно допустимый, как можно скорее покинуть заражённое место.

Единицы измерения радиации

Контроль ионизирующего излучения предполагает проведение замеров с последующим соотнесением результатов с определёнными нормами, прописанными в нормативно-правовых документах. Эти же документы регулируют, например, то, что поставщики определённой продукции должны предоставлять данные о её соответствии определёнными нормам, касательно ионизирующего излучения.

Любое место имеет радиационный фон. Однако в большинстве мест уровень радиации считается безопасным. Самый популярный её показатель - доза, единица энергии, которую способно поглотить вещество при прохождении через него радиоактивного излучения. Основные виды доз и их предельно допустимые значения:

Таким образом, на вопрос, в чём измеряется излучение, нельзя ответить однозначно, так как данный физический процесс имеет множество аспектов, каждый из которых можно рассматривать по отдельности.

Есть строго определённые уровни безопасных величин радиационного фона для человека. Для каждой территории свойственен свой уровень радиационного фона. Безопасным и приемлемым показателем для человека является излучение, величиной 20 микрорентген в час, что соответствует 0,2 микрозивертам в час. Предельно допустимая доза, то есть, такая, что неспособна нанести вред человеческому организму, - 50 микрорентген в час или 0,5 микрозиверта в час. Любой фон, выше данных значений, является небезопасным, и долго пребывать в подобных участках крайне не рекомендуется.

Считается, что доза облучения, которую человек может вынести без особого вреда здоровью, - 10 микрозивертов. Если ионизирующее воздействие было очень кратковременным, то речь идёт о величине нескольких миллизивертов. Таким воздействием, например, обладает рентген-аппарат.

Важно! Человеческий организм способен накапливать облучение на протяжении всей жизни. Следует помнить, что порог подобного накопления - 700 миллизивертов. Его ни в коем случае нельзя пересекать!

Табличная инфографика, иллюстрирующая количество радиоактивного облучения, с которым человек сталкивается в повседневной жизни и которое может нанести вред здоровью. В таблице единицами измерения радиации являются миллизиверты [мЗв].

Последствия облучения радиоактивными волнами

Поражение людей ионизирующим излучением может проявиться в виде лучевой болезни разной степени тяжести. Лучевая болезнь проявляется при дозе облучения, равной 1 зиверту. Увеличение дозы двукратно значительно увеличивает риск развития онкологического заболевания, а при трёхкратном увеличении велик риск смертельного облучения.

Первые симптомы лучевой болезни:

• диарея;
• синдром хронической усталости;
• тошнота, рвота;
• надсадный кашель;
• нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы.

Воздействие радиоактивных частиц может вызвать лучевые ожоги. При крупных дозах излучения происходит поражение эпителиоцитов, разрушение костной и мышечной тканей. Помимо ожогов, могут появляться метаболические нарушения, сопутствующие инфекции, лучевая катаракта и бесплодие.

Возможен также стохастический эффект, проявляющийся в появлении раковых опухолей. Чаще всего онкология возникает в молочной железе, щитовидной железе и нижних отделах кишечника.

Приборы для измерения радиации

В бытовых условиях для определения уровня радиации используются карманные дозиметры, которые можно использовать как в бытовых условиях, так и на заражённой территории. С помощью них также можно проводить проверку пищевых продуктов и прочих вещей на предмет заражения радиоактивными частицами. Подобные приборы широко используются туристами и специалистами-экологами.

Также для подсчёта ионизирующих частиц используют счётчик Гейгера, прибор, имеющий характерный стрекочущий звук. Он тоже является тем устройством, чем измеряют радиацию.

С середины прошлого века в науку пришло новое слово - радиация. Ее открытие совершило переворот в умах физиков всего мира и позволило отбросить некоторые ньютоновские теории и сделать смелые предположения относительно строения Вселенной, ее образования и нашего места в ней. Но это все - для специалистов. Обыватели же только вздыхают и пытаются сложить воедино такие разрозненные знания об этом предмете. Усложняет процесс тот факт, что единиц измерения радиации существует довольно много, и все они правомочны.

Терминология

Первый термин, с которым стоит познакомиться, - это, собственно, радиация. Так называют процесс излучения каким-либо веществом мельчайших частиц, таких как электроны, протоны, нейтроны, атомы гелия и другие. В зависимости от вида частицы свойства излучения отличаются друг от друга. Излучение наблюдают либо при распаде веществ на более простые, либо при их синтезе.

Единицы измерения радиации - это условные понятия, которые указывают, сколько элементарных частиц высвобождается из вещества. На данный момент физика оперирует семью разными единицами и их комбинациями. Это позволяет описывать различные процессы, происходящие с материей.

Радиоактивный распад - произвольное изменение строения нестабильных ядер атомов при помощи высвобождения микрочастиц.

Постоянная распада - это статистическое понятие, предсказывающее вероятность разрушения атома на определенный отрезок времени.

Период полураспада - это временной промежуток, за который распадается половина всего количества вещества. У некоторых элементов он исчисляется минутами, а у других - годами, и даже десятилетиями.

В чем измеряется радиация

Единицы измерения радиации - не единственные, которые используются для оценки свойств Кроме них применяют такие величины, как:
- активность источника радиации;
- плотность потока (количество ионизирующих частиц на единицу площади).

Кроме этого, существует разница в описании воздействия радиации на живые и неживые объекты. Так, если вещество неживое, то к нему применимы понятия:

Поглощенная доза;
- экспозиционная доза.

Если же излучение подействовало на живую ткань, то используют следующие термины:

Эквивалентная доза;
- эффективная эквивалентная доза;
- мощность дозы.

Единицами измерения радиации являются, как уже говорилось выше, условные числовые значения, принятые учеными для облегчения расчетов и построения гипотез и теорий. Возможно, именно поэтому не существует единой общепринятой единицы измерения.

Кюри

Одной из единиц измерения радиации является кюри. Она не относится к системным (не принадлежит к системе СИ). В России ее используют в ядерной физике и медицине. Активность вещества будет равняться одному кюри, если за одну секунду в нем будет происходить 3,7 миллиардов радиоактивных распадов. То есть можно сказать, что один кюри равен трем миллиардам семистам миллионам беккерелей.

Такое число получилось благодаря тому, что Мария Кюри (которая и ввела в науку данный термин) проводила свои опыты на радии и взяла за основу его скорость распада. Но со временем физики решили, что числовое значение этой единицы лучше привязать к другой - беккерелю. Это позволило избежать некоторых погрешностей в математических расчетах.

Помимо кюри, часто можно встретить кратные или дольные единицы, такие как:
- мегакюри (равен 3,7 на 10 в 16 степени беккерелей);
- килокюри (3,7 тысячи миллиардов беккерелей);
- милликюри (37 миллионов беккерелей);
- микрокюри (37 тысяч беккерелей).

При помощи этой единицы можно выразить объемную, поверхностную или удельную активность вещества.

Беккерель

Единица измерения дозы радиации беккерель является системной и входит в Международную систему единиц (СИ). Она является самой простой, потому что активность радиации в один беккерель означает, что в веществе происходит всего один радиоактивный распад за секунду.

Она получила свое название в честь Антуана французского физика. Название было одобрено в конце прошлого века и используется до сих пор. Так как это достаточно маленькая единица, то для обозначения активности используют десятичные приставки: кило-, милли-, микро- и другие.

В последнее время вместе с беккерелями стали использоваться такие внесистемные единицы, как кюри и резерфорд. Один резерфорд равняется миллиону беккерелей. В описании объемной или поверхностной активности можно встретить обозначения беккерель на килограмм, беккерель на метр (квадратный или кубический) и различные их производные.

Рентген

Единица измерения радиации рентген тоже не является системной, хоть и используется повсеместно для обозначения экспозиционной дозы полученного гамма-излучения. Один рентген равен такой дозе излучения, при которой один кубический сантиметр воздуха при стандартном атмосферном давлении и нулевой температуре несет в себе заряд, равный 3,3*(10*-10). Это равно двум миллионам пар ионов.

Несмотря на то, что по законодательству РФ большинство внесистемных единиц использовать запрещено, рентген используется в маркировке дозиметров. Но и они скоро перестанут использоваться, так как более практичным оказалось записывать и вычислять все в греях и зивертах.

Рад

Единица измерения радиации рад находится вне системы СИ и равняется такому количеству излучения, при котором одному грамму вещества передается одна миллионная джоуля энергии. То есть один рад - это 0,01 джоуль на килограмм материи.

Материалом, который поглощает энергию, может быть как живая ткань, так и другие органические и неорганические вещества и субстанции: почва, вода, воздух. Как самостоятельная единица рад был введен в 1953 году и в России имеет право использоваться в физике и медицине.

Грей

Это еще одна единица измерения уровня радиации, которая признана Международной системой единиц. Она отражает поглощенную дозу радиации. Считается, что вещество получило дозу в один грей, если энергия, которая передалась с излучением, равна одному джоулю на килограмм.

Эта единица получила свое название в честь английского ученого Льюиса Грея и была официально введена в науку в 1975 году. По правилам, полное название единицы пишется с маленькой буквы, но ее сокращенное обозначение - с большой. Один грей равен ста радам. Помимо простых единиц, в науке используют еще кратные и дольные их эквиваленты, такие как килогрей, мегагрей, децигрей, сантигрей, микрогрей и другие.

Зиверт

Единица измерения радиации зиверт используется для обозначения эффективной и эквивалентной доз излучения и также входит в систему СИ, как грей и беккерель. Используется в науке с 1978 года. Один зиверт равен энергии, которую поглотил килограмм ткани после воздействия одного грея гамма-лучей. Название свое единица получила в честь Рольфа Зиверта, ученого из Швеции.

Судя по определению, зиверты и греи равны, то есть эквивалентная и поглощенная дозы имеют одинаковые размеры. Но разница между ними все-таки есть. При определении эквивалентной дозы необходимо учитывать не только количество, но и другие свойства излучения, такие как длина волны, амплитуда и какие частицы ее представляют. Поэтому числовое значение поглощенной дозы умножают на коэффициент качества излучения.

Так, например, при всех прочих равных условиях поглощенный эффект альфа-частиц будет в двадцать раз сильнее, чем такая же доза гамма-излучения. Помимо этого, необходимо учитывать тканевой коэффициент, который показывает, как органы реагируют на излучение. Поэтому эквивалентная доза используется в радиобиологии, а эффективная - в гигиене труда (для нормирования воздействия излучения).

Солнечная постоянная

Существует теория, что жизнь на нашей планете появилась благодаря солнечной радиации. Единицы измерения излучения от звезды - калории и ватты, деленные на единицу времени. Так было решено потому, что величина радиации от Солнца определяется по количеству тепла, которое получают объекты, и интенсивности, с которой оно поступает. До Земли доходит всего половина миллионной доли от общего количества выбрасываемой энергии.

Радиация от звезд распространяется в космосе со скоростью света и в нашу атмосферу попадет в виде лучей. Спектр этого излучения довольно широкий - от «белого шума», то есть радиоволн, до рентгеновских лучей. Частицы, которые тоже попадают вместе с излучением, - это протоны, но иногда могут быть и электроны (если выброс энергии был большим).

Излучение, получаемое от Солнца, является движущей силой всех живых процессов на планете. Количество получаемой нами энергии зависит от времени года, положения звезды над горизонтом и прозрачности атмосферы.

Воздействие радиации на живых существ

Если одинаковые по своим характеристикам живые ткани облучать разными видами радиации (в одинаковой дозе и интенсивности), то результаты будут разниться. Поэтому для определения последствий мало только поглощенной или экспозиционной дозы, как в случае с неживыми объектами. На сцене появляются единицы измерения проникающей радиации, такие как зиверты бэры и греи, которые указывают на эквивалентную дозу радиации.

Эквивалентной называется доза, поглощенная живой тканью и умноженная на условный (табличный) коэффициент, который учитывает, насколько опасен тот или иной вид радиации. Чаще всего для ее измерения используется зиверт. Один зиверт равняется ста бэрам. Чем больше коэффициент тем, соответственно, опаснее излучение. Так, для фотонов это - единица, а для нейтронов и альфа-частиц - двадцать.

Со времени аварии на Чернобыльской АЭС в России и других странах СНГ стали особое внимание уделять уровню радиационного воздействия на человека. Эквивалентная доза от естественных источников излучения не должна быть выше пяти миллизивертов в год.

Действие радионуклидов на не живые объекты

Радиоактивные частицы несут в себе заряд энергии, который они передают веществу, когда сталкиваются с ним. И чем больше частиц соприкоснется на своем пути с определенным количеством вещества, тем больше оно получит энергии. Количество ее оценивается в дозах.

1. Поглощенная доза - это то которое было получено единицей вещества. Измеряется в греях. Эта величина не учитывает тот факт, что воздействие разных видов излучения на материю отличается.
2. Экспозиционная доза - представляет собой поглощенную дозу, но с учетом степени ионизации вещества от воздействия разных радиоактивных частиц. Измеряется в кулонах на килограмм или рентгенах.

(русское обозначение: Гр; международное: Gy) . Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

Не отражает биологический эффект облучения (см. эквивалентная доза).

Энциклопедичный YouTube

1 / 2

Подробнее о радиации

More about Radiation

Субтитры

Здравствуйте. В этом выпуске канала TranslatorsCafe.com мы поговорим об ионизирующем излучении или радиации. Мы рассмотрим источники излучения, способы его измерения, влияние радиации на живые организмы. Более подробно мы поговорим о таких параметрах радиации, как мощность поглощенной дозы, а также об эквивалентной и эффективной дозах ионизирующего излучения. У радиации множество применений - от производства электроэнергии до лечения больных раком. В этом видеосюжете мы обсудим, как радиация влияет на ткани и клетки людей, животных и биоматериала, уделяя особое внимание тому, как быстро и насколько сильно происходит поражение облученных клеток и тканей. Излучение - природное явление, которое проявляется в том, что электромагнитные волны или элементарные частицы с высокой кинетической энергией движутся внутри среды. В этом случае среда может быть либо материей, либо вакуумом. Излучение - вокруг нас, и наша жизнь без него немыслима, так как выживание человека и других животных без излучения невозможно. Без излучения на Земле не будет таких необходимых для жизни природных явлений как свет и тепло. Не было бы ни мобильных телефонов, ни Интернета. В этом видеосюжете мы обсудим особый тип излучения, ионизирующее излучение или радиацию, которая окружает нас везде. Ионизирующее излучение обладает энергией, достаточной для отрыва электронов от атомов и молекул, то есть, для ионизации облучаемого вещества. Ионизирующее излучение в среде может возникнуть благодаря либо естественным, либо искусственным процессам. Естественные источники излучения включают солнечное и космическое излучения, некоторые минералы, например, гранит, а также излучение некоторых радиоактивных материалов, таких как уран и даже обычные бананы, содержащие радиоактивный изотоп калия. Радиоактивное сырье добывают в глубине земных недр и используют в медицине и промышленности. Иногда радиоактивные материалы попадают в окружающую среду в результате аварий на производстве и в отраслях, где используют радиоактивное сырье. Чаще всего это происходит из-за несоблюдения правил безопасности по хранению радиоактивных материалов и работе с ними или из-за отсутствия таких правил. Стоит заметить, что до недавнего времени радиоактивные материалы не считались опасными для здоровья. Даже наоборот, их использовали как целебные препараты, а также они ценились за их красивое свечение. Урановое стекло - пример радиоактивного материала, используемого в декоративных целях. Это стекло светится флуоресцентным зеленым светом благодаря добавлению в его состав оксида урана. Процент содержания урана в этом стекле относительно мал и количество выделяемой им радиации невелико, поэтому урановое стекло считают относительно безопасным для здоровья. Из него даже изготавливали стаканы, тарелки и другую посуду. Урановое стекло ценится за его необычное свечение. Солнце излучает ультрафиолет, поэтому урановое стекло светится и в солнечном свете, хотя это свечение намного более выражено под лампами ультрафиолетового света. При излучении поглощаются фотоны с более высокой энергией (ультрафиолет) и излучаются фотоны с более низкой энергией (зеленый цвет). Как вы убедились, эти бусы можно использовать для проверки дозиметров. Пакетик с бусами можно купить на eBay.com за пару долларов. Вначале рассмотрим некоторые определения. Существует множество способов измерять радиацию, в зависимости от того, что именно мы хотим узнать. Например, можно измерить общее количество радиации в данном месте; можно найти количество радиации, которое нарушает работу биологических тканей и клеток; или количество радиации, поглощенной телом или организмом, и так далее. Здесь мы рассмотрим два способа измерения радиации. Общее количество радиации в среде, измеряемое в единицу времени, называют суммарной мощностью дозы ионизирующего излучения. Количество радиации, поглощенное организмом за единицу времени, называют мощностью поглощенной дозы. Мощность поглощенной дозы находят, используя информацию о суммарной мощности дозы и о параметрах предмета, организма, или части тела, которая подвергается излучению. Эти параметры включают массу, плотность и объем. Значения поглощенной и экспозиционной дозы похожи для материалов и тканей, которые хорошо поглощают радиацию. Однако не все материалы - такие, поэтому часто поглощенная и экспозиционная дозы радиации отличаются, так как способность предмета или тела поглощать радиацию зависит от материала, из которого они состоят. Так, например, лист свинца поглощает гамма-излучение значительно лучше, чем лист алюминия той же толщины. Нам известно, что большая доза радиации, называемая дозой острого облучения, вызывает угрозу для здоровья, и чем выше эта доза - тем выше риск для здоровья. Нам также известно, что радиация влияет на разные клетки в организме по-разному. Наиболее сильно страдают от радиации клетки, которые подвергаются частому делению, а также неспециализированные клетки. Так, например, клетки в зародыше, кровяные клетки, и клетки репродуктивной системы больше всего подвержены отрицательному влиянию радиации. В то же время, кожа, кости, и мышечные ткани менее подвержены воздействию радиации. Но меньше всего радиация действует на нервные клетки. Поэтому в некоторых случаях общее разрушительное воздействие радиации на клетки, менее подверженные влиянию радиации, меньше, даже если на них действует большее количество радиации, чем на клетки, более подверженные влиянию радиации. Согласно теории радиационного гормезиса малые дозы радиации, наоборот, стимулируют защитные механизмы в организме, и в результате организм становится крепче, и менее подвержен заболеваниям. Необходимо заметить, что эти исследования находятся на начальной стадии, и пока неизвестно, удастся ли получить такие результаты за пределами лаборатории. Сейчас эти эксперименты проводят на животных и неизвестно, происходят ли эти процессы в организме человека. Из этических соображений трудно получить разрешение на такие исследования с участием людей. Поглощённая доза - величина отношения энергии ионизирующего излучения, поглощённой в данном объёме вещества, к массе вещества в этом объёме. Поглощенная доза является основной дозиметрической величиной и измеряется в джоулях на килограмм. Эта единица называется грэй. Ранее использовалась внесистемная единица рад. Поглощенная доза зависит не только от самой радиации, но и от материала, который ее поглощает: поглощенная доза мягкого рентгеновского излучения в костной ткани может быть вчетверо больше поглощенной дозы в воздухе. В то же время, в вакууме поглощенная доза равна нулю. Эквивалентная доза, характеризующая биологический эффект облучения человеческого организма ионизирующим излучением, измеряется в зивертах. Чтобы понять разницу между дозой и мощностью дозы, можно провести аналогию с чайником, в который наливают воду из-под крана. Объем воды в чайнике - это доза, а скорость наполнения, зависящая от толщины струйки воды, - это мощность дозы, то есть приращение дозы излучения в единицу времени. Мощность эквивалентной дозы измеряется в зивертах на единицу времени, например, в микрозивертах в час или миллизивертах в год. Радиация в основном не заметна невооруженным глазом, поэтому, чтобы определить наличие радиации, пользуются специальными измерительными приборами. Одно из широко используемых устройств - дозиметр на основе счетчика Гейгера-Мюллера. Счетчик состоит из трубки, в которой подсчитывается число радиоактивных частиц, и дисплея, который отображает количество этих частиц в разных единицах, чаще всего - как количество радиации за определенный срок времени, например за час. Приборы со счетчиками Гейгера часто издают короткие звуковые сигналы, например, щелчки, каждый из которых означает, что подсчитана новая излученная частица или несколько частиц. Этот звук обычно можно выключить. Некоторые дозиметры позволяет выбрать частоту щелчков. Например, можно настроить дозиметр, чтобы он издавал звук только после каждой двадцатой посчитанной частицы или реже. Кроме счетчиков Гейгера, в дозиметрах используют и другие датчики, например сцинтилляционные счетчики, которые позволяют лучше определить, какой вид радиации на данный момент преобладает в окружающей среде. Сцинтилляционные счетчики хорошо определяют как альфа, так и бета и гамма излучение. Эти счетчики преобразуют выделяемую при излучении энергию в свет, который затем преобразуется в фотоумножителе в электрический сигнал, который и измеряется. Во время измерений эти счетчики работают с большей поверхностью, чем счетчики Гейгера, поэтому измерения проходят более эффективно. У ионизирующего излучения очень высокая энергия, и поэтому оно ионизирует атомы и молекулы биологического материала. В результате от них отделяются электроны, что приводит к изменению их структуры. Эти изменения вызваны тем, что ионизация ослабляет или разрушает химические связи между частицами. Это повреждает молекулы внутри клеток и тканей и нарушает их работу. В некоторых случаях ионизация способствует образованию новых связей. Нарушение работы клеток зависит от того, насколько радиация повредила их структуру. В некоторых случаях нарушения не влияют на работу клеток. Иногда работа клеток нарушена, но повреждения невелики и организм постепенно восстанавливает клетки в рабочее состояние. Подобные нарушения нередко встречаются и в процессе нормальной работы клеток, при этом клетки сами возвращаются в норму. Поэтому если уровень радиации низок и нарушения невелики, то вполне возможно восстановление клеток до их обычного состояния. Если же уровень радиации высок, то в клетках происходят необратимые изменения. При необратимых изменениях клетки либо работают не так, как должны, либо перестают работать вовсе и отмирают. Повреждение радиацией жизненно важных и незаменимых клеток и молекул, например молекул ДНК и РНК, белков или ферментов вызывает лучевую болезнь. Повреждение клеток может также вызвать мутации, в результате которых у детей пациентов, чьи клетки поражены, могут развиться генетические заболевания. Мутации могут также вызвать чрезмерно быстрое деление клеток в организме пациентов - что, в свою очередь, увеличивает вероятность заболевания раком. Сегодня наши знания о влиянии радиации на организм и о том, в каких условиях это влияние усугубляется, ограничены, так как в распоряжении исследователей имеется совсем немного материала. Большая часть наших знаний основана на исследованиях историй болезни жертв атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, а также жертв взрыва на Чернобыльской АС. Стоит также отметить, что некоторые исследования влияния радиации на организм, которые проводили в 50-х - 70-х гг. прошлого века, были неэтичны и даже бесчеловечны. В частности, это исследования, проводимые военными в США и в Советском Союзе. Большая часть этих экспериментов была проведена на полигонах и в специально отведенных зонах для испытания ядерного оружия, например на полигоне в Неваде, США, на советском ядерном полигоне на Новой Земле, и на Семипалатинском испытательном полигоне на нынешней территории Казахстана. В некоторых случаях эксперименты проводили во время военных учений, как например, во время Тоцких войсковых учений (СССР, на нынешней территории России) и во время военных учений Desert Rock в штате Невада, США. Во время этих учений исследователи, если можно их так назвать, изучали воздействие радиации на организм человека после атомных взрывов. С 1946 по 1960-е эксперименты по влиянию радиации на организм проводили также в некоторых американских больницах без ведома и согласия больных. Спасибо за внимание! Если вам понравилась это видео, пожалуйста, не забудьте подписаться на наш канал!