Håndbog til borgere "Forsigtig! Stråling"
Grundlæggende måleenheder for ioniserende stråling
Eksponeringsdosis(to enheder)
Røntgen
(P) - ikke-systemisk enhed af eksponeringsdosis. Dette er mængden af gamma- eller røntgenstråling, der i 1 cm^3 tør luft (med en vægt på 0,001293 g under normale forhold) danner 2,082 x 10^9 par ioner. Disse ioner bærer en ladning på 1 elektron-statisk enhed af hvert tegn (i SGSE-systemet), som i enheder af arbejde og energi (i SGSE-systemet) vil være omkring 0,114 erg energi absorberet af luft (6,77 x 10^4) MeV). (1 erg = 10^-7 J = 2,39 x 10^-8 kal). Når det omregnes til 1 g luft, vil dette være 1.610 x 10^12 ionpar eller 85 erg/g tør luft. Således er den fysiske energiækvivalent for et røntgen 85 erg/g for luft. (Ifølge nogle kilder er det 83,8, ifølge andre - 88,0 erg/g).
1 C/kg
- enhed for eksponeringsdosis i SI-systemet. Dette er mængden af gamma- eller røntgenstråling, der i 1 kg tør luft danner 6,24 x 10^18 par ioner, der bærer en ladning på 1 coulomb af hvert tegn. (1 vedhæng = 3 x 10^9 enheder SGSE = 0,1 enheder SGSM). Den fysiske ækvivalent af 1 C/kg er lig med 33 J/kg (for luft).
Forholdet mellem røntgenstråler og C/kg er som følger:
1 P = 2,58 x 10^-4 C/kg - nøjagtigt.
1 C/kg = 3,88 x 10^3 R - ca.
Absorberet dosis(to enheder)
Glad
- ekstrasystemisk enhed af absorberet dosis. Svarer til en strålingsenergi på 100 erg absorberet af et stof, der vejer 1 gram (en hundrededel af en grå - se).
1 rad = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 2,388 x 10^-6 cal/g
Med en eksponeringsdosis på 1 røntgen vil den absorberede dosis i luft være 0,85 rad (85 erg/g).
Grå
(Gr.) - enhed for absorberet dosis i SI-enhedssystemet. Svarer til 1 J strålingsenergi absorberet af 1 kg stof.
1 gr. = 1 J/kg = 10^4 erg/g = 100 rad.
Tilsvarende dosis(to enheder)
Bar
- den biologiske ækvivalent af en røntgenstråle (i nogle bøger - rad). Ikke-systemisk måleenhed for ækvivalent dosis. Generelt:
1 rem = 1 rad * K = 100 erg/g * K = 0,01 Gy * K = 0,01 J/kg * K = 0,01 Sievert
Med en strålingskvalitetsfaktor K = 1, det vil sige for røntgenstråler, gamma, betastråling, elektroner og positroner, svarer 1 rem til en absorberet dosis på 1 rad.
1 rem = 1 rad = 100 erg/g = 0,01 Gy = 0,01 J/kg = 0,01 Sievert
Følgende kendsgerning skal især bemærkes. Tilbage i 50'erne blev det fastslået, at hvis luft med en eksponeringsdosis på 1 røntgen absorberer 83,8-88,0 erg/g (fysisk ækvivalent til et røntgen), så absorberer biologisk væv 93-95 erg/g (biologisk ækvivalent af en røntgen). røntgen). Derfor viser det sig, at vi ved vurdering af doser kan antage (med minimal fejl), at en eksponeringsdosis på 1 røntgen for biologisk væv svarer (ækvivalent) til en absorberet dosis på 1 rad og en ækvivalent dosis på 1 rem (ved K = 1), det vil sige groft sagt, at 1 R, 1 rad og 1 rem er det samme.
sievert
(Sv) er SI-enheden for ækvivalent og effektiv dosisækvivalent. 1 Sv er lig med den ækvivalente dosis, hvorved produktet af den absorberede dosis i Grays (i biologisk væv) med koefficienten K vil være lig med 1 J/kg. Dette er med andre ord den absorberede dosis, hvor 1 J energi frigives i 1 kg stof.
Generelt:
1 Sv = 1 Gy. K = 1 J/kg. K = 100 rad. K = 100 rem
Ved K = 1 (for røntgenstråler, gamma, betastråling, elektroner og positroner) svarer 1 Sv til en absorberet dosis på 1 Gy:
1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad = 100 rem.
Lad os afslutningsvis huske igen, at for røntgenstråler, gamma, betastråling, elektroner og positroner viser værdierne af røntgen, rad og rem sig såvel som (separat) værdierne for Gray og Sievert. at være ækvivalent ved vurdering af menneskelig eksponering.
Eksempel.
Hvis der registreres en baggrund (fra gammastråling) på 25 μR/time (25 μrad/time; 0,25 μGy/time; 0,25 μSv/time) på et hvilket som helst sted, så vil en person for 1 times ophold på dette sted modtage en tilsvarende dosis (ED) på 25 μrem (0,25 μSv). For henholdsvis en uge:
ED = 25 μR/time * 168 timer = 4200 μrem = 4,2 mrem = 42 μSv eller 0,042 mSv,
og for året:
ED = 25 µR/time * 8760 timer = 219000 µrem = 219 mrem = 2,19 mSv.
Men hvis den samme absorberede dosis skabes af alfastråling (for eksempel under intern bestråling), vil den ækvivalente dosis i 1 time, under hensyntagen til kvalitetsfaktoren (20), være:
ED = 25 µR/time * 20 * 1 time = 500 µR = 500 µrem = 0,5 mrem = 5 µSv,
det vil sige, at den vil svare til den absorberede dosis fra røntgen-, gamma- og betastråling på 500 μrad (5 μGy).
Men jeg vil gerne henlede læserens særlige opmærksomhed på den skarpe uoverensstemmelse mellem den modtagne dosis, det vil sige den energi, der frigives i kroppen, og den biologiske effekt. For så længe siden blev det tydeligt, at de samme doser modtaget af en person fra ekstern og intern stråling, såvel som doser modtaget fra forskellige typer af ioniserende stråling, fra forskellige radionuklider (når de kommer ind i kroppen) forårsager forskellige virkninger! Og en absolut dødelig dosis for mennesker på 1000 røntgener i enheder af termisk energi er kun 0,0024 kalorier. Denne mængde termisk energi kan kun opvarme omkring 0,0024 ml vand (0,0024 cm^3 0,0024 g) med 1 C, det vil sige kun 2,4 mg vand. Med et glas varm te får vi tusindvis af gange mere. Samtidig opererer læger, videnskabsmænd og atomforskere med doser af milli- og endda mikro-roentgener. Det vil sige, at de indikerer en nøjagtighed, som faktisk ikke eksisterer.
Strålingens indflydelse på den menneskelige krop. Effekter af stråling
Radioaktiv stråling kaldes ioniserende stråling, og radioaktive partikler kaldes ioniserende partikler.
Som allerede nævnt kolliderer radioaktive partikler, der besidder enorm energi og enorme hastigheder, når de passerer gennem ethvert stof, med atomer og molekyler af dette stof og fører til deres ødelæggelse, ionisering og dannelse af "varme" (højenergi) og ekstremt reaktive partikler - fragmenter af molekyler: ioner og frie radikaler.
Det samme sker i biologiske objekters væv. Da menneskelige biologiske væv desuden er 70 % vand, er det vandmolekyler, der primært er udsat for ionisering. Fra fragmenter af vandmolekyler - fra ioner og frie radikaler - dannes ekstremt skadelige og reaktive peroxidforbindelser, som udløser en hel kæde af sekventielle biokemiske reaktioner og gradvist fører til ødelæggelse af cellemembraner (cellevægge og andre strukturer).
Generelt forårsager strålingens indvirkning på biologiske objekter og først og fremmest på den menneskelige krop tre forskellige negative virkninger.
Først
- Dette er en genetisk effekt på kroppens arvelige (køns)celler. Det kan og viser sig kun i afkom. Dette er fødslen af børn med forskellige afvigelser fra normen (deformiteter af forskellig grad, demens osv.), eller fødslen af et helt ikke-levedygtigt foster - med afvigelser, der er uforenelige med livet.
I vid udstrækning er "leverandørerne" af sådanne børn til de tilsvarende hospitaler atomenergivirksomheder og deres indflydelseszoner.
Anden
- dette er også en genetisk effekt, men for somatiske cellers arvelige apparat - kropsceller. Det manifesterer sig i løbet af en bestemt persons liv i form af forskellige (hovedsageligt kræft) sygdomme. "Leverandører" af kræftpatienter er også i høj grad atomenergivirksomheder og deres indflydelseszoner.
Tredje
virkningen er en somatisk effekt, eller mere præcist, en immun. Dette er en svækkelse af kroppens forsvar og immunsystem på grund af ødelæggelsen af cellemembraner og andre strukturer. Det viser sig i form af en lang række sygdomme, herunder dem, der tilsyneladende er fuldstændig uafhængige af strålingseksponering, i en stigning i antallet og sværhedsgraden af sygdomme, i komplikationer samt svækkelse af hukommelse, intellektuelle evner osv. Svækkelse af immunsystemet fremkalder forekomsten af eventuelle sygdomme, herunder kræft.
Det skal især bemærkes, at alle synlige fysiske afvigelser fra normen, alle sygdomme er ledsaget af en svækkelse af mentale evner, hukommelse og intelligens.
En retrospektiv analyse og undersøgelse af befolkningens nuværende sundhedstilstand i Krasnoyarsk-mine- og kemikaliekompleksets indflydelseszone viste, at stigningen i en lang række sygdomme hos både børn og voksne er mange gange større end i kontrolområder. Et lignende billede er typisk for indflydelseszonerne for alle nukleare anlæg rundt om i verden.
Du skal altid huske på, at den bedste beskyttelse mod stråling, enhver stråling, er afstand og tid:
- jo kortere tid tilbragt i bestrålingszonen, jo bedre.
Stråling påvirker mennesker forskelligt afhængigt af køn og alder, kroppens tilstand, dens immunforsvar osv., men især stærkt på spædbørn, børn og unge.
Når den udsættes for stråling (især lavbaggrundsstråling), kan den skjulte (inkubation, latente) periode, det vil sige forsinkelsestiden før indtræden af en synlig effekt, vare i årevis og endda årtier. (fra bogen "The Petco Effect: The Effects of Low Doses of Radiation on People, Animals and Trees" af Ralph Grabe)
Petko-effekten: en ny dimension af strålingstrussel?
I 1972 gjorde Abram Petko fra den canadiske atomenergikommissions Whiteshell-atomforskningsanlæg i Manitoba en tilfældig opdagelse, der gav (ifølge Ralph Grabe) en Nobelpris. Han fandt ud af, at ved langvarig bestråling blev cellemembraner gennembrudt ved en væsentlig lavere totaldosis, end hvis denne dosis blev givet i et kort lyn, som i et røntgenstudie.
Således ødelagde bestråling med en intensitet på 26 rad/min cellemembranen på 130 minutter med en total dosis på 3500 rad. Ved bestråling med en intensitet på 0,001 rad/min (26.000 gange mindre), var 0,7 rad tilstrækkelig (tid ca. 700 min). Det vil sige, at for samme effekt var en dosis 5000 gange mindre nok.
Det blev konkluderet, at jo længere bestrålingsperioden var, desto lavere krævede den samlede dosis.
Det var en åbenbaring. Lave doser af kronisk eksponering viste sig at være mere farlige med hensyn til konsekvenser end store doser af kortvarig (akut) eksponering. Denne nye revolutionerende opdagelse er i skarp modstrid med den genetiske effekt af bestråling på cellekernen. I alle sådanne undersøgelser var der ingen forskel i effekt mellem den samlede dosis modtaget over en kort periode eller over en lang periode. En næsten konstant effekt på 1 rad blev observeret for en lang række dosisintensiteter, varierende fra den mindste til den største. I lang tid troede man, at DNA-molekylet, som bærer genetisk information, er direkte ødelagt i cellekernerne under påvirkning af stråling. Petko opdagede, at i tilfælde af cellemembraner fungerer en anden mekanisme, der producerer indirekte ødelæggelse.
Hvordan kan små doser være farligere end store?
Der er meget vand i cellerne. Under påvirkning af stråling opstår meget giftige ustabile former for ilt - frie radikaler og peroxidforbindelser. De reagerer med cellemembranen, hvor de udløser en kædereaktion af kemiske transformationer - oxidation af membranmolekyler, som et resultat af hvilken det ødelægges. Det vil sige, at det ikke er den direkte effekt af stråling, der observeres, men konsekvenserne.
Citater
"Alvorlige skader fra lave, langvarige eller kroniske doser af stråling: Jo færre frie radikaler der er i celleplasmaet, jo mere effektive er de til at forårsage skade. Dette skyldes, at frie radikaler kan deaktivere hinanden og danne et fælles iltmolekyle. eller andre (rekombination). Jo færre frie radikaler, der skabes af stråling i et givet volumen pr. tidsenhed (ved lavere strålingsintensiteter), jo mindre chance har de for at nå cellevæggen."
"Mindre skader fra store kortsigtede doser af stråling: Jo flere frie radikaler, der produceres i et givet volumen (ved højere doser pr. tidsenhed), jo hurtigere rekombinerer de og bliver ineffektive, før de når og beskadiger membranen."
Derudover er der en langtrækkende effekt. Cellemembraner skaber et elektrisk felt i cellens plasma, der tiltrækker negativt ladede molekyler, såsom meget giftige frie radikaler. Computerberegninger har vist, at jo højere koncentrationen af frie radikaler er, jo svagere er tiltrækningen af det elektriske felt. Derfor, hvis koncentrationen af radikaler er høj, er der mindre sandsynlighed for, at de når membranen, end hvis der er få af dem.
I modsætning til cellekerner er cellemembranen således mindre alvorligt beskadiget (pr. absorberet dosisenhed) af en kortvarig, men kraftig dosis (alfastråling, intens røntgenbestråling osv.) end ved langvarig eller kronisk eksponering til lavt baggrundsstrålingsniveau, fra radioaktivt nedfald, emissioner fra atomkraftværker.
Strålingsbaggrund
Kilder til ioniserende stråling (IRR) er opdelt i naturlig (naturlig) og kunstig (menneskeskabt, menneskeskabt).
Naturlige strålingskilder omfatter forskellige typer af kosmisk stråling og naturlige radionuklider indeholdt i jordskorpen, i miljøet, i planter og dyr, herunder menneskekroppen.
Ifølge FN er bidraget fra forskellige strålingskilder til den gennemsnitlige årlige effektive ækvivalente strålingsdosis for den gennemsnitlige person som følger. Naturlige strålingskilder tegner sig for 2 mSv (eller 82,61%), og menneskeskabt stråling tegner sig for 0,421 mSv (17,39%); i alt 2.421 mSv.
I dette tilfælde består naturlig (naturlig) stråling af "jordiske" og "kosmiske". Andelen af "terrestrisk" eksponering er 1,675 mSv (69,186%), inklusive andelen af intern eksponering - 1,325 mSv (54,729%), andelen af ekstern eksponering - 0,35 mSv (14,457%). Og andelen af kosmisk stråling er 0,315 mSv (13,011%). Alle % er baseret på i alt 2.421 mSv.
Teknogen eksponering består af eksponering under medicinske undersøgelser og behandling (0,4 mSv; 16,522%), eksponering fra radioaktivt nedfald (0,02 mSv; 0,826%) og fra kerneenergi (0,001 mSv; 0,041%).
Den naturlige baggrund for ekstern stråling på USSR's territorium varierer meget, men det antages, at det i gennemsnit skaber en eksponeringsdosishastighed på 4,20 μR/time (40.200 mR/år). Den ækvivalente dosis fra naturlige strålingskilder er også 40-200 mrem/år (0,05-0,2 μSv/time; 0,4-2,0 mSv/år) og anses for absolut sikker.
Men alt dette er gennemsnitlige, gennemsnitlige statistiske data. Derfor (kun til illustrative formål) vil vi præsentere nogle mere specifikke fakta og tal.
Under en 4-timers flyvning modtager en passager på et jetfly således en gennemsnitlig dosis på 0,027 mSv (2,7 mrem), fordi niveauet (eller baggrunden) af kosmisk stråling i flyets kabine når 200 µR/time og højere, afhængigt af på flyvehøjden. I en højde på 12 tusinde m over havets overflade når niveauet af kosmisk stråling 5 μSv/time (500 μR/time). Mennesker, der bor i en højde af 2000 m over havets overflade, får en dosis, der er 3-4 gange større end dem, der lever ved havoverfladen (uden at tage højde for "terrestrisk" stråling), da den "kosmiske" baggrund ved havoverfladen er 0,03 μSv/time (3 μR/time), og i den angivne højde - 0,1 μSv/time (10 μR/time). Dem, der bor på ækvator, får en lavere dosis end nordboere mv.
Billedet af ren "jordisk" stråling er også varieret. 95 % af befolkningen i Frankrig, Tyskland, Italien, Japan og USA (ifølge FN) bor på steder, hvor den årlige stråledosisrate varierer fra 0,3 til 0,6 mSv (baggrund fra 3-5 til 8-10 μR/time ); 3 % af befolkningen modtager i gennemsnit 1 mSv (11-15 μR/time); 1,5 % - mere end 1,4 mSv (18-20 μR/time). Men der er landområder (inklusive feriesteder) med permanent beboelse, hvor niveauet af "jordisk" stråling er 600-800 gange højere end gennemsnittet. Visse grupper af mennesker modtager kun mere end 17 mSv om året fra ekstern eksponering for "terrestrisk" stråling, hvilket er 50 gange mere end den gennemsnitlige årlige dosis af ekstern eksponering; ofte opholder sig (midlertidigt bor) i områder, hvor strålingsniveauet når 175 mSv/år (227 μR/time) osv.
Granitbjergarter kan for eksempel give en baggrund på op til 30-40 eller mere mikroR/time.
Affald (slagger, aske, sod, kulstøv) fra kulfyrede termiske kraftværker, statslige distriktskraftværker, kedelhuse osv. har øget radioaktiviteten.
En vurdering af mængden af radium og thorium i nogle byggematerialer (foretaget i en række lande) giver følgende billede (i Bq/kg):
Som du kan se, er almindeligt sand og grus ti gange mere aktivt, og mursten, granit og aske er hundredvis af gange mere aktivt end træ.
- træ (Finland) - 1.1
- sand og grus (Tyskland) - 30
- mursten (Tyskland) - 126
- granit (UK) - 170
- flyveaske (Tyskland) - 341
- aluminiumoxid (Sverige) - 500-1400
- calciumsilikatslagge (USA) - 2140
- affald fra uranberigelsesanlæg (USA) - 4625
Intern stråling af en person er større end ekstern stråling og er i gennemsnit 2/3 af den effektive ækvivalente dosis, som en person modtager fra naturlige strålingskilder. Det er skabt af radionuklider, der kommer ind i kroppen med mad, vand og luft.
Disse omfatter radioisotopen kalium-40 og nuklider fra den radioaktive henfaldsserie af uranium-238 og thorium-232. Det er først og fremmest bly-210, polonium-210 og, vigtigst af alt, radon-222 og 220.
Bly og polonium er koncentreret i fisk og skaldyr samt i rensdyrs kød (som får dem ved at spise lav). Men det vigtigste bidrag til menneskelig intern eksponering er radon. Det tegner sig for 3/4 af dosen fra "terrestriske" strålingskilder og omkring halvdelen af alle naturlige.
Paradoksalt nok modtager en person hovedparten af "radon"-strålingsdosis i lukkede, uventilerede rum. I tempererede klimazoner er koncentrationen af radon i sådanne rum i gennemsnit 8 gange højere end i udeluften. Men dette er i gennemsnit. Og hvis rummet er kraftigt forseglet (for eksempel med henblik på isolering) og sjældent ventileres, så kan radonkoncentrationen være titusinder eller hundredvis af gange højere, hvilket observeres i nogle nordlige lande. Kilder til radon er fundamentet for bygninger, byggematerialer (især dem, der er fremstillet ved hjælp af affald fra termiske kraftværker, kedelhuse, slagger, aske, gråsten og lossepladser fra nogle miner, miner, forarbejdningsanlæg osv.) samt vand , naturgas og jord. Da den er en inert gas, trænger den let ind i rummet gennem alle revner, porer fra jorden, kældre (især om vinteren), vægge, samt med støv, sod, aske fra kulfyrede kraftværker mv.
Generelt giver "terrestriske" strålingskilder i alt omkring 5/6 af den årlige effektive ækvivalente dosis fra alle naturlige kilder.
Nu et par eksempler vedrørende kunstige kilder til AI. Som det allerede er vist, er deres bidrag til den samlede dosis ifølge FN-estimat 0,421 mSv (17,39%), hvor hovedandelen kommer fra eksponering under lægeundersøgelser og behandling - 0,4 mSv (eller 95% af det angivne tal) . For en bestemt person, der aldrig har besøgt et røntgenrum osv., kan der naturligvis ikke være tale om nogen "medicinske" doser. På den anden side kan den dosis, som en person modtager som følge af en ulykke på et atomkraftværk, atomvåbentest osv., vise sig at være hundreder og tusinder af gange større end ved nogen lægeundersøgelse. Derfor er eksponeringen af visse grupper af mennesker under ulykker, tests osv. kun taget i betragtning i ovenstående tal i en gennemsnitsform for hele jordens befolkning.
Radiometre
- designet til at måle fluxtætheden af strålingskilder og aktiviteten af radionuklider.
Spektrometre
- at studere fordelingen af stråling efter energi, ladning, masse af II-partikler (det vil sige at analysere prøver af ethvert materiale, kilder til II).
Dosimetre
- til måling af doser, dosishastigheder og strålingsintensitet.
Blandt de anførte er der universelle enheder, der kombinerer visse funktioner. Der findes instrumenter til måling af et stofs aktivitet (det vil sige mængden af spredning pr. sekund), instrumenter til optagelse af alfa-, beta- og anden stråling osv. Det er som regel stationære installationer.
Der er specielle felt- eller søgeinstrumenter designet til at søge, detektere strålingskilder, vurdere baggrunden osv., der er i stand til at optage gamma- og betastråling og vurdere dens niveau (røntgenometre, radiometre osv.).
Der er indikatoranordninger, der kun er designet til at få svar på spørgsmålet om, hvorvidt der er stråling på et givet sted, ofte arbejder efter "mere eller mindre" princippet.
Men desværre produceres der kun få enheder, der tilhører klassen af dosimetre, det vil sige dem, der er specifikt designet til at måle dosis eller dosishastighed.
Der er endnu færre universelle dosimetre, som kan bruges til at måle forskellige typer stråling – alfa, beta, gamma.
De vigtigste indenlandske dosimetre har forkortelsen "DRG" i deres navn - "X-ray gamma dosimeter"; de kan være bærbare eller små (lommestørrelser) og er designet til at måle dosishastigheden af røntgen- og gammastråling . At detektere og måle kraften af gammastråling med deres hjælp betyder derfor slet ikke, at alfa- og betastråling er til stede på dette sted. Omvendt betyder fraværet af røntgen- og gammastråling slet ikke, at der ikke er alfa- og beta-strålere.
USSR's sundhedsministerium forbød ved brev af 01.09.87 nr. 129-4/428-6 brugen af geologiske prospekteringsanordninger såsom SRP-68-01 og andre lignende som dosimetriske instrumenter til måling af eksponeringsdosishastigheder . For at måle eksponeringsdosishastigheden for gamma- og røntgenstråling bør der kun anvendes dosimetre af typen DRG-3-01 (0,2; 03); DRG-05; DRG-01; DRG-01T og deres analoger.
Men under alle omstændigheder, før du bruger en enhed til at måle effekt eller eksponeringsdosis, bør du studere instruktionerne og finde ud af, til hvilket formål den er beregnet. Det kan vise sig, at det ikke er egnet til dosimetriske målinger. Du skal altid være opmærksom på, hvilke måleenheder enheden er kalibreret i.
Ud over de angivne enheder er der også enheder (enheder, kassetter, sensorer osv.) til individuel dosimetrisk overvågning af personer, der arbejder direkte med kilder til ioniserende stråling.
Resultatet af strålingseksponering afhænger af en række faktorer: mængden af radioaktivitet i det ydre miljø og inde i kroppen, typen af stråling og dens energi under henfaldet af kerner i radioaktive isotoper, ophobning af radioaktive stoffer i kroppen og deres eliminering osv. Den største betydning i dette tilfælde er mængden af absorberet strålingsenergi i den betragtede masse af stoffet. Som et resultat af interaktionen af radioaktiv stråling med miljøet, herunder biologiske objekter, overføres en vis mængde strålingsenergi til det, som bruges på processerne til ionisering og excitation af atomer og molekyler i miljøet. En del af strålingen passerer gennem mediet frit, uden absorption, uden at påvirke det. Derfor er der en direkte sammenhæng mellem effekten af stråling og mængden af absorberet energi. Dette bestemmer stråledosis.
Dosis forstås som et mål for virkningen af ioniserende stråling i et bestemt miljø.
Dosis– mængden af strålingsenergi, der overføres til et stof og beregnes pr. enhedsmasse eller volumen af stoffet.
Efterhånden som tidspunktet for bestråling af objektet stiger, øges dosis.
For at måle mængden af absorberet energi er det nødvendigt at tælle antallet af ionpar dannet under påvirkning af ioniserende stråling. I denne henseende, for de kvantitative egenskaber ved røntgen- og gammastråling, der virker på et objekt, blev konceptet introduceret "eksponeringsdosis".
Eksponeringsdosis (X)– dosis, der karakteriserer ioniseringsevnen af røntgen- eller gammastråling (fotonstråling) i luft ved en kvanteenergi på højst 3 MeV. Det kaldes også fysisk.
Eksponeringsdosis er forholdet mellem den totale ladning dQ af alle ioner af samme fortegn, der skabes i luften, når alle elektroner og positroner frigivet af fotoner i et elementært luftvolumen med masse dm er helt stoppet i luften, og massen luft i det specificerede volumen:
Eksponeringsdosen bruges til at vurdere strålingssituationen på jorden, i et arbejds- eller opholdsrum, forårsaget af virkningen af røntgen- eller gammastråling, samt til at bestemme graden af skærmmaterialers beskyttende egenskaber.
Enheden for eksponeringsdosis i det internationale system af enheder (SI) er coulomb pr. kilogram (C/kg).
Vedhæng pr kilogram Dette er eksponeringsdosis af røntgen- eller gammastråling, ved hvilken den konjugerede corpuskulære emission (alle elektroner og positroner frigivet af fotoner) i et luftvolumen, der vejer 1 kg, producerer ioner, der bærer en elektrisk ladning på en coulomb (C) af hvert tegn (+ og -).
Fra 1. januar 1990 skulle ikke-systemiske enheder, der udtrykker dosis og aktivitet (P, Rad, Rem, Ki, etc.) tages ud af brug. De er dog stadig i brug, hvilket især forklares ved den praktiske brug af en flåde af dosimetriske og radiometriske instrumenter, der har registreringsapparater kalibreret i ikke-systemmåleenheder.
Den ikke-systemiske enhed for eksponeringsdosismåling er røntgenet (R). Denne enhed har været i brug siden 1928.
Røntgen– eksponeringsdosis af røntgen- eller gammastråling, ved hvilken der dannes 2,08 × 10 9 par ioner i 1 cm 3 (0,001293 g) luft under normale forhold (temperatur 0 o C og tryk 760 mm Hg). Eller røntgen– eksponeringsdosis af røntgen- eller gammastråling, ved hvilken den konjugerede korpuskulæremission i 1 cm 3 luft under normale forhold danner ioner, der bærer en ladning på én elektrostatisk enhed af elektricitet af hvert tegn.
1P = 2,58·10-4 C/kg; 1 C/kg = 3,88 10 3 R
En eksponeringsdosis på 1 røntgen skabes af gammastråling fra en radiumkilde med en aktivitet på 1 Ci i en afstand på 1 meter på 1 time.
Afledte enheder af røntgen: kiloroentgen (1 kR = 10 3 R), milliroentgen (1 mR = 10 -3 R), mikrorøntgen (1 μR = 10 -6 R).
Til corpuskulær ioniserende stråling (alfa- og beta-partikler, neutroner) blev der foreslået en off-system-enhed - den fysiske ækvivalent af en røntgenstråle (pher), hvor det samme antal ionpar dannes i luften som ved en eksponering dosis af røntgen- eller gammastråling på 1 R. Unit pher har ikke modtaget praktisk anvendelse og bruges i øjeblikket ikke. For at karakterisere strålingsfelter er det bedre at bruge fluxtætheden af partikler (inklusive fotoner) og strålingsintensitet (energifluxtæthed).
Eksponeringsdosen er uacceptabel for korpuskulær stråling (alfa- og beta-partikler osv.), er begrænset til kvanteenergiområdet op til 3 MeV og afspejler kun et mål for mængden af fotonstråling. Det afspejler ikke mængden af strålingsenergi, der absorberes af det bestrålede objekt. Samtidig er det meget vigtigt for vurdering af strålingseksponering at kende mængden af strålingsenergi, der blev absorberet af objektet. For at bestemme målingen af absorberet energi af enhver type stråling i et medium, blev konceptet introduceret "absorberet dosis". Baseret på den absorberede dosis, ved at kende stoffets atomare sammensætning og strålingsenergien, er det muligt at beregne den absorberede dosis af røntgen- og gammastråling i ethvert stof. Energiækvivalenten for et røntgenbillede er 88 erg/g (energien brugt på dannelsen af 2,08·10 9 par ioner).
Absorberet dosis (D)– mængden af ioniserende strålingsenergi, der overføres til stoffet:
hvor de er den gennemsnitlige energi, der overføres af ioniserende stråling til stoffet placeret i det elementære rumfang, dm er massen af stoffet i dette rumfang.
Eller absorberet dosis- mængden af energi af enhver type ioniserende stråling absorberet i et specifikt organ eller væv og beregnet pr. masseenhed.
Hvis vi betegner den energi, der falder på et objekt med værdien E, og energien, der føres gennem objektet med E 1, så vil ∆E være den absorberede energi:
∆E = E - E 1.
I stedet for udtrykket "absorberet strålingsdosis" kan den forkortede form "strålingsdosis" bruges.
Enheden for absorberet dosis i det internationale system af enheder er joule pr. kilogram (J/kg).
Joule per kilogram– en enhed for absorberet dosis, ved hvilken 1 kg masse af bestrålet stof af enhver form for ioniserende stråling absorberer energi på 1 joule.
Denne enhed kaldes ellers grå (Gr).
Grå - en enhed, som den ikke-systemiske enhedsrøntgenstråle, er eponym, det vil sige dannet på vegne af videnskabsmanden. Louis Harold Gray var en engelsk radiobiolog, der arbejdede med forholdet mellem de fysiske og biologiske virkninger af stråling og ydede et stort bidrag til udviklingen af strålingsdosimetri.
Grå er lig med den absorberede strålingsdosis, ved hvilken et stof, der vejer 1 kg, modtager ioniserende strålingsenergi svarende til 1 J (1 Gy = 1 J/kg).
Afledte enheder fra grå bruges også: µGy, mGy osv.
Siden 1953 er der indført en ikke-systemisk enhed for absorberet dosis - rad (fra det engelske radiation absorbed dose - absorbed dosis af stråling), som stadig er meget udbredt i praksis på nuværende tidspunkt.
Glad– absorberet dosis af enhver form for ioniserende stråling, hvor 1 g stof absorberer strålingsenergi svarende til 100 erg.
1 rad = 100 erg/g = 10-2 J/kg; 100 rad = 1 Gy.
Submultipler og multipla af rad-enheder bruges: kilorad (1 rad = 10 3 rad), millirad (1 mrad = 10 -3 rad), mikrorad (1 μrad = 10 -6 rad).
For at beregne den absorberede dosis skal du bruge formlen:
hvor D er den absorberede dosis, X er eksponeringsdosis, F er overgangskoefficienten, fastsat eksperimentelt på fantomet (for vand og blødt væv er F 0,93 eller ≈ 1).
I luft svarer en stråledosis på 1 røntgen energimæssigt til 88 erg/g, den absorberede dosis fra definitionen er 100 erg/g, derfor vil den absorberede dosis i luft være 0,88 rad (88:100 = 0,88).
Under forhold med strålingsligevægt, hvor summen af energierne af ladede partikler, der forlader det pågældende volumen, svarer til summen af energierne af ladede partikler, der kommer ind i dette volumen, er det muligt at bestemme energiækvivalenten af eksponeringsdosis.
Eksponeringsdosis i luft X = 1 P svarer til den absorberede dosis D = 0,873 rad, og 1 C/kg = 33,85 Gy. I biologisk væv: 1 R svarer til 0,96 rad og 1 C/kg svarer til 33,85 Gy. Med en lille fejl (op til 5%), med ensartet bestråling med fotonstråling, falder den absorberede dosis i biologisk væv således sammen med eksponeringsdosis målt i røntgenstråler.
Når levende organismer bestråles, opstår der forskellige biologiske effekter, hvor forskellen ved den samme absorberede dosis forklares med graden af fare for kroppen af forskellige typer stråling.
Det er sædvanligt at sammenligne de biologiske virkninger forårsaget af enhver ioniserende stråling med virkningerne af foton, det vil sige røntgen- og gammastråling, såvel som den rumlige fordeling af absorberet energi i det bestrålede objekt. For den samme absorberede dosis er alfastråling meget farligere end beta- eller gammastråling. For at tage højde for dette fænomen blev konceptet introduceret "ækvivalent dosis".
Ækvivalent dosis (N).– absorberet dosis i et organ eller væv multipliceret med den passende vægtningsfaktor for en given type stråling (W R):
Í TR = D TR ·W R ,
hvor D TR er den gennemsnitlige absorberede dosis i organet eller vævet T, WR er vægtningsfaktoren for stråling R.
Når et objekt udsættes for forskellige typer stråling med forskellige vægtningsfaktorer, bestemmes den ækvivalente dosis som summen af ækvivalente doser for disse strålingstyper.
Den ækvivalente dosis er den vigtigste mængde, der bestemmer niveauet af strålingsfare ved kronisk bestråling af mennesker og dyr i små doser.
I det internationale system af enheder (SI) er enheden for ækvivalent dosis sievert (Sv). Sivert-enheden er kun beregnet til brug inden for strålingssikkerhed.
Denne måleenhed for ækvivalent dosis er opkaldt efter den svenske videnskabsmand Rolf Siewert, som var involveret i forskning inden for dosimetri og strålingssikkerhed.
Sievert er en ækvivalent dosis af enhver type stråling absorberet af 1 kg biologisk væv og skaber den samme biologiske effekt som en absorberet dosis på 1 Gy fotonstråling.
Den ikke-systemiske måleenhed for ækvivalent dosis er rem (forkortelse for den biologiske ækvivalent af røntgenstråler).
Rem er en ækvivalent dosis af enhver form for ioniserende stråling, hvor den samme biologiske effekt skabes i biologisk væv som med en dosis røntgen- eller gammastråling på 1 røntgen.
1 rem = 1,10-2 J/kg;
100 rem = 1 Sv.
Vægtningsfaktorer for individuelle typer stråling ved beregning af ækvivalent dosis (W R)– absorberede dosismultiplikatorer, der anvendes til strålebeskyttelse, og som tager hensyn til den relative effektivitet af forskellige typer stråling til at fremkalde biologiske virkninger. Tidligere blev kvalitetskoefficient (Q) eller relativ biologisk effektivitet (RBE) brugt til dette formål.
Strålingskvalitetsfaktoren er designet til at tage højde for indflydelsen af mikrofordelingen af absorberet energi på graden af manifestation af en skadelig biologisk effekt og vælges baseret på de tilgængelige værdier af RBE-koefficienten.
RBE-koefficienten, eller (Q), viser, hvor mange gange effektiviteten af den biologiske virkning af en given type stråling er større end den af røntgen- eller gammastråling ved den samme absorberede dosis i væv. Jo højere den specifikke ionisering, jo højere er RBE-koefficienten eller (Q).
Vægtningsfaktorer (W R) for individuelle typer stråling:
Fotoner af enhver energi (røntgen- eller gammastråling) ......1
Elektroner (beta-partikler)…………………………………………………..1
Alfa-partikler, fissionsfragmenter, tunge kerner……………….…… 20
Der skelnes også mellem følgende typer doser: effektiv, effektiv forventet under intern bestråling, effektiv kollektiv og effektiv årlig.
Effektiv dosis (E)– en værdi, der bruges som et mål for risikoen for langsigtede konsekvenser af bestråling af hele kroppen og dens individuelle organer, under hensyntagen til deres strålefølsomhed. Det repræsenterer summen af produkterne af den ækvivalente dosis i et organ H tT med den tilsvarende vægtningsfaktor for et givet organ eller væv:
E = ∑W T N tT,
hvor H tT er den ækvivalente dosis i væv i løbet af tiden t, og W T er vægtningsfaktoren for væv T.
Ved at gange den ækvivalente dosis med de tilsvarende koefficienter og summere over alle organer og væv opnår vi den effektive dosis.
SI-enheden for effektiv dosis er sievert (Sv).
Vægtningsfaktorer for væv og organer ved beregning af den effektive dosis (W T)– ækvivalente dosismultiplikatorer i organer og væv, der anvendes til strålebeskyttelse for at tage hensyn til forskellige organers og vævs forskellige følsomhed ved forekomsten af stokastiske virkninger af stråling:
Gonader……………………………………….0.20
Knoglemarv (rød)………………………0.12
Lunger, mave, tyktarm......0,12
Spiserør, lever………………………….0,05
Blære…………………………..0.05
Brystkirtel………………………………0,05
Skjoldbruskkirtlen………………………0,05
Hud, knogleoverfladeceller...... 0,01
Andre organer………………………………0,05
Effektiv dosis forventet til intern bestråling– dosis i den tid, der er gået efter, at radioaktive stoffer trænger ind i kroppen.
Kollektiv effektiv dosis (S)– et mål for den kollektive risiko for stokastiske strålingseffekter. Det er defineret som summen af individuelle effektive doser eller en værdi, der karakteriserer den samlede effekt af stråling på en gruppe mennesker: S = ∑E n N n ,
hvor E n er den gennemsnitlige effektive dosis for den n'te undergruppe af en gruppe mennesker; N n – antal personer i undergruppen. Det måles i man-sievert (man-Sv).
Effektiv (ækvivalent) årlig dosis – summen af den effektive (ækvivalente) dosis af ekstern stråling modtaget i et kalenderår og den forventede effektive (ækvivalente) dosis af intern stråling forårsaget af indtagelse af radionuklider i kroppen for samme år. SI-enheden for effektiv årlig dosis er sievert (Sv).
Det skal bemærkes, at der er andre typer doser. For eksempel skelnes der mellem dosis i luften, på overfladen eller i dybden af det bestrålede objekt, fokal- og integraldoser. For at vurdere dyrekroppens strålefølsomhed og stråleskade er det sædvanligt at bruge betegnelserne LD 50/30 og LD 100/30 - stråledoser, der forårsager død (død) hos henholdsvis 50 % og 100 % af dyrene inden for 30 dage .
Stråling omgiver os altid, der er en naturlig og kunstig baggrundsstråling. Der er flere måleenheder for stråling. De mest anvendte er sieverts [Sv], som angiver strålingsdosis i husholdningsdosimetre.
Radioaktivitet er nogle stoffers evne til spontant at nedbryde deres kerne og frigive energi under denne proces, som igen kaldes stråling. Det er i stand til at påvirke forskellige stoffer, ændre deres ladning, omdanne dem til ioner. For at forstå, i hvilke enheder stråling måles, skal du beslutte, fra hvilken side dette fysiske fænomen vil blive betragtet.
Stråling kan være af flere forskellige typer, som hver især er karakteriseret ved sine egne skadelige faktorer. Den strålingsbaggrund, der er til stede på Jorden, er opdelt i naturlig (af naturlig oprindelse) og kunstig (af menneskeskabt oprindelse). Så enhver person er konstant inden for en eller anden strålingskilde.
Den nukleare fissionsreaktion er meget brugt til at producere energi. Alle atomkraftværker er bygget på dets grundlag. Atombrændsel har en fantastisk effektivitet og energiintensitet. Så for at opvarme 100 tons vand har du brug for en radioaktiv isotop, der kun vejer 1 g.
Strålingsbølger er opdelt i:
- beta-bølger;
- gammabølger;
- neutronstråling.
Alfastråling opstår under det nukleare henfald af tunge kemiske grundstoffer, herunder uran, radium, thorium og andre. Deres berørte område er begrænset til en lille afstand fra oprindelsespunktet: i luften - cirka 8-10 cm, i biologiske medier - kun 0,01-0,05 mm.
Betastråling er strømmen af elektroner fra det nukleare henfald af radioaktive grundstoffer. Beta-partikler er i stand til at trænge ind i den menneskelige krop i en afstand på op til 20 cm. Beta-stråling har fundet bred anvendelse i strålebehandling til behandling af kræft.
Neutronstråling er en strøm af elektrisk neutrale partikler. Det er kendetegnet ved den største styrke og dybde af penetration. Disse bølger bruges som accelerator for andre partikler til videnskabelige formål i industrielle virksomheder såvel som i forskellige laboratorieundersøgelser.
Den har også en ret høj penetreringsevne. Det bærer ikke ladede partikler og påvirkes derfor ikke af magnetiske og elektriske felter. Gælder inden for følgende områder:
- Medicin: strålebehandling.
- Fødevareindustrien: konserves.
- Filial af rumindustrien.
- Geofysisk forskning.
Gamma-partikler kan forårsage akut strålingssyge (ARS) med enkelte store doser af stråling og kronisk sygdom med langvarig udsættelse for en ioniserende faktor.
Strålingsmåling
Når man hører ordet "stråling", fremmaner mange menneskers hjerner billeder af den forfærdelige ulykke ved atomkraftværket i Tjernobyl. Men mennesker udsættes for forskellige ioniserende faktorer hver dag. En række instrumenter er tilgængelige til at måle denne ioniserende stråling. Derfor er der både måleenheder og acceptable standarder for baggrundsstråling.
De vigtigste kilder til stråling omfatter:
- naturlige radioaktive stoffer omkring mennesker (70%);
- medicinsk udstyr: røntgen, tomograf og andet (10%);
- kosmisk (det er fra dette, at menneskeheden beskytter ozonlaget) (15%);
- elektriske husholdningsapparater (5%).
Baggrundsstrålingsniveauet og strålingsstyrken kontrolleres ved hjælp af specielle, som giver dig mulighed for nøjagtigt at bestemme, hvor intens strålingen er i det undersøgte område. Oftest udføres målinger på følgende steder og i tilfælde:
- hvis der er en åbenlys kilde til strålingsforurening i nærheden (nær atomkraftværker);
- mens du rejser og vandrer i ukendt territorium, hvor der kan være en radioaktiv kilde i nærheden;
- før opførelse af et boligbyggeri eller ved køb af lejlighed.
Det skal huskes, at det er næsten umuligt at rydde op i et forurenet område (halveringstiden for mange radioaktive grundstoffer er millioner og milliarder af år). Derfor er det eneste, der kan gøres, at måle baggrundsstrålingen og konstatere, at den overstiger det maksimalt tilladte niveau, for at forlade det forurenede sted så hurtigt som muligt.
Strålingsenheder
Overvågning af ioniserende stråling involverer at tage målinger og derefter korrelere resultaterne med visse standarder, der er foreskrevet i regulatoriske dokumenter. Samme dokumenter regulerer f.eks., at leverandører af visse produkter skal levere data om deres overholdelse af visse standarder vedrørende ioniserende stråling.
Ethvert sted har en strålingsbaggrund. Men de fleste steder anses strålingsniveauerne for sikre. Dens mest populære indikator er dosis, en energienhed, som et stof kan absorbere, når radioaktiv stråling passerer gennem det. Hovedtyper af doser og deres maksimalt tilladte værdier:
Spørgsmålet om, hvordan stråling måles, kan således ikke besvares entydigt, da denne fysiske proces har mange aspekter, som hver især kan betragtes separat.
Der er strengt definerede niveauer af sikre niveauer af baggrundsstråling for mennesker. Hvert territorium har sit eget niveau af baggrundsstråling. En sikker og acceptabel indikator for mennesker er stråling på 20 mikroroentgener i timen, hvilket svarer til 0,2 mikrosievert i timen. Den maksimalt tilladte dosis, det vil sige en dosis, der ikke er i stand til at forårsage skade på den menneskelige krop, er 50 mikroroentgener i timen eller 0,5 mikrosievert i timen. Enhver baggrund over disse værdier er usikker, og ophold i sådanne områder i lang tid anbefales stærkt ikke.
Det antages, at den dosis af stråling, som en person kan udholde uden stor skade på helbredet, er 10 mikrosievert. Hvis den ioniserende effekt var meget kortsigtet, så taler vi om størrelsen af flere millisieverts. En røntgenmaskine har for eksempel denne effekt.
Vigtig! Den menneskelige krop er i stand til at akkumulere strålingseksponering gennem hele sit liv. Det skal huskes, at tærsklen for en sådan akkumulering er 700 millisievert. Du må under ingen omstændigheder krydse det!
En infografik i tabelform, der illustrerer mængden af strålingseksponering en person udsættes for i hverdagen, som kan være sundhedsskadelig. I tabellen er strålingsenhederne millisievert [mSv].
| Stråledosis | Beskrivelse |
| 0,01 mSv | Stråledosis under dental røntgen. |
| 0,4 mSv | Dosis en kvinde vil modtage under en mammografi. |
| 1,02 mSv | Dosering i timen, som blev registreret på atomkraftværket i Fukushima (Japan) den 12. marts 2011. |
| 2,4 mSv | Normalt årligt strålingsniveau. |
| 6,9 mSv | Stråledosis under fluorografi. |
| 10 mSv | Stråledosis under computertomografi |
| 100 mSv | Større risiko for at få kræft. |
| 350 mSv | Indvirkning på Tjernobyl-beboere, der blev genbosat. |
| 400 mSv | Det maksimalt registrerede niveau af stråling i timen på Fukushima-atomkraftværket den 14. marts 2011. |
| 700 mSv | Et par timer efter eksponeringen begynder ukontrollerbar opkastning. |
| 1000 mSv | Efter eksponering for en sådan dosis er chancen for overlevelse 50%. |
| 6000 mSv | Den gennemsnitlige dosis modtaget af likvidatorerne af ulykken på Tjernobyl-atomkraftværket. De døde alle inden for en måned efter tragedien. |
| 10.000 mSv | Intern blødning, død inden for to uger efter bestråling. |
| 20.000 mSv | Kognitiv svækkelse, anfald og død inden for timer efter eksponering. |
Konsekvenser af udsættelse for radioaktive bølger
Skader på mennesker ved ioniserende stråling kan vise sig i form af strålesyge af varierende sværhedsgrad. Strålesyge opstår ved en stråledosis på 1 sievert. Forøgelse af dosis med to gange øger markant risikoen for at udvikle kræft, og med en tredobling er risikoen for dødelig stråling høj.
De første symptomer på strålesyge:
- diarré;
- kronisk træthedssyndrom;
- kvalme, opkastning;
- hackende hoste;
- lidelser i det kardiovaskulære system.
Udsættelse for radioaktive partikler kan forårsage strålingsforbrændinger. Ved store doser stråling beskadiges epitelceller, og knogle- og muskelvæv ødelægges. Ud over forbrændinger kan der opstå stofskifteforstyrrelser, samtidige infektioner, strålestær og infertilitet.
En stokastisk effekt, manifesteret i udseendet af kræftsvulster, er også mulig. Oftest forekommer onkologi i mælkekirtlen, skjoldbruskkirtlen og nedre tarme.
Instrumenter til måling af stråling
Under boligforhold bruges lommedosimetre til at bestemme strålingsniveauet, som kan bruges både i boligforhold og i forurenede områder. De kan også bruges til at teste fødevarer og andre genstande for forurening med radioaktive partikler. Sådanne enheder bruges i vid udstrækning af turister og miljøspecialister.
For at tælle ioniserende partikler bruges også en Geiger-tæller, en enhed, der har en karakteristisk kvidrende lyd. Det er også den enhed, der bruges til at måle stråling.
Deres måleenheder begyndte også at dukke op. For eksempel: røntgen, curie. Men de var ikke forbundet med noget system og kaldes derfor ikke-systemiske enheder. Overalt i verden findes der nu et samlet målesystem - SI (International System). I vores land er det ansøgningspligtigt fra 1. januar 1982. Senest 1. januar 1990 skulle denne overgang være gennemført. Men på grund af økonomiske og andre vanskeligheder bliver processen forsinket. Alt nyt udstyr, herunder dosimetrisk udstyr, er dog som udgangspunkt kalibreret i nye enheder.
Enheder af radioaktivitet. Aktivitetsenheden er en nuklear transformation i sekundet. Til reduktionsformål bruges et mere simpelt udtryk - en desintegration i sekundet (henfald/s) I SI-systemet kaldes denne enhed for becquerel (Bq). I praksis med strålingsovervågning, herunder i Tjernobyl, blev der indtil for nylig en off-system aktivitetsenhed - curie (Ci) - meget brugt. En curie er 3.7.10 10 disintegrationer pr. sekund.
Koncentrationen af et radioaktivt stof er normalt karakteriseret ved koncentrationen af dets aktivitet. Det udtrykkes i aktivitetsenheder pr. masseenhed: Ci/t, mCi/g, kBq/kg osv. (specifik aktivitet). Per volumenhed: Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3 osv. (volumenkoncentration) eller pr. arealenhed: Ci/km2, mCi/cm2, Bq/m2 osv.
Dosishastighed (absorberet dosishastighed)- dosisstigning pr. tidsenhed. Det er karakteriseret ved dosisakkumuleringshastigheden og kan stige eller falde over tid. Dens enhed i C-systemet er grå pr. sekund. Dette er den absorberede strålingsdosishastighed, hvormed en strålingsdosis på 1 Gy skabes i et stof på 1 sekund.
I praksis, for at estimere den absorberede strålingsdosis, er en off-system-enhed for absorberet dosishastighed stadig meget brugt - rad pr. time (rad/h) eller rad pr. sekund (rad/s). 1 Gy = 100 rad.
Tilsvarende dosis- dette koncept blev introduceret for kvantitativt at redegøre for de negative biologiske virkninger af forskellige typer stråling. Det bestemmes af formlen D eq = Q. D, hvor D er den absorberede dosis af en given type stråling, Q er strålingskvalitetsfaktoren, som for forskellige typer af ioniserende stråling med ukendt spektral sammensætning accepteres for røntgen- og gammastråling - 1, for betastråling - 1, for neutroner med energi fra 0 ,1 til 10 MeV - 10, for alfastråling med energi mindre end 10 MeV - 20. Af de givne figurer fremgår det tydeligt, at neutron- og alfastråling med samme absorberede dosis forårsager hhv. 10 og 20 gange større skadevirkning. I SI-systemet måles ækvivalent dosis i sievert (Sv).
sievert lig med én grå divideret med kvalitetsfaktoren. For Q = 1 får vi
1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad = 100 rem.
Bar(biologisk ækvivalent af et røntgen) er en ikke-systemisk dosisækvivalent enhed, sådan en absorberet dosis af enhver stråling, der forårsager den samme biologiske effekt som 1 røntgen af gammastråling.
Tilsvarende dosishastighed- forholdet mellem stigningen af den ækvivalente dosis over et vist tidsinterval. Udtrykt i sievert pr. sekund. Da den tid, en person tilbringer i strålingsfeltet ved acceptable niveauer, normalt måles i timer, er det at foretrække at udtrykke den ækvivalente dosishastighed i mikrosievert pr. time (µSv/time).
Ifølge konklusion fra Den Internationale Kommission for Strålebeskyttelse kan der opstå skadelige virkninger hos mennesker ved ækvivalente doser på mindst 1,5 Sv/år (150 rem/år) og i tilfælde af kortvarig eksponering - ved doser over 0,5 Sv ( 50 rem). Når eksponeringen overstiger en vis tærskel, opstår ARS.
Den ækvivalente dosishastighed genereret af naturlig stråling (terrestrisk og kosmisk oprindelse) varierer fra 1,5 til 2 mSv/år og plus kunstige kilder (medicin, radioaktivt nedfald) fra 0,3 til 0,5 mSv/år. Så det viser sig, at en person modtager fra 2 til 3 mSv om året. Disse tal er omtrentlige og afhænger af specifikke forhold. Ifølge andre kilder er de højere og når 5 mSv/år.
Eksponeringsdosis- et mål for ioniseringseffekten af fotonstråling, bestemt ved ionisering af luft under betingelser med elektronisk ligevægt. SI-enheden for eksponeringsdosis er én coulomb pr. kilogram (C/kg). Den ikke-systemiske enhed er røntgenet (P), 1 P = 2,58. 10-4 C/kg. Til gengæld er 1 C/kg = 3,876. 10 3 RUR
Eksponeringsdosishastighed- stigning i eksponeringsdosis pr. tidsenhed. Dens SI-enhed er ampere pr. kilogram (A/kg). I overgangsperioden kan du dog bruge en ikke-systemisk enhed - røntgens pr. sekund (R/sek).
Denne artikel er afsat til emnet absorberet strålingsdosis (i-niya), ioniserende stråling og deres typer. Den indeholder information om sorten, naturen, kilderne, beregningsmetoderne, enheder for absorberet strålingsdosis og meget mere.
Begrebet absorberet dosis af stråling
Strålingsdosis er en mængde, der bruges af videnskaber som fysik og radiobiologi til at vurdere graden af indvirkning af ioniserende stråling på levende organismers væv, deres livsprocesser såvel som stoffer. Hvad er den absorberede strålingsdosis, hvad er dens betydning, eksponeringsformen og de mange forskellige former? Det præsenteres hovedsageligt i form af interaktion mellem miljøet og ioniserende stråling, og kaldes ioniseringseffekten.
Den absorberede dosis har sine egne metoder og måleenheder, og kompleksiteten og mangfoldigheden af de processer, der foregår under påvirkning af stråling, giver anledning til en vis artsdiversitet i formerne af den absorberede dosis.
Ioniserende form for stråling
Ioniserende stråling er en strøm af forskellige typer af elementære partikler, fotoner eller fragmenter dannet som følge af atomær fission og i stand til at forårsage ionisering i stof. Ultraviolet stråling, ligesom den synlige form for lys, hører ikke til denne type stråling, og den omfatter heller ikke infrarød stråling og dem, der udsendes af radiobånd, hvilket skyldes deres lille mængde energi, som ikke er nok til at skabe atom- og molekylær ionisering i grundtilstanden.
Ioniserende stråling, dens natur og kilder
Den absorberede dosis af ioniserende stråling kan måles i forskellige SI-enheder og afhænger af strålingens art. De mest betydningsfulde typer af stråling er gammastråling, beta-partikler af positroner og elektroner, neutroner, ioner (inklusive alfapartikler), røntgenstråler, kortbølget elektromagnetisk (højenergifotoner) og myoner.
Naturen af kilder til ioniserende stråling kan være meget forskelligartede, for eksempel: spontant forekommende radionuklidnedbrydning, termonukleære reaktioner, stråler fra rummet, kunstigt skabte radionuklider, reaktorer af nuklear-typen, en partikelaccelerator og endda en røntgenmaskine.
Hvordan påvirker ioniserende stråling
Afhængigt af den mekanisme, hvormed stof og ioniserende stråling interagerer, kan man skelne mellem en direkte strøm af partikler af ladet type og stråling, der virker indirekte, med andre ord en foton- eller protonstrøm, en strøm af neutrale partikler. Dannelsesanordningen gør det muligt at skelne mellem de primære og sekundære former for ioniserende stråling. Den absorberede dosishastighed af stråling bestemmes i overensstemmelse med den type stråling, som stoffet udsættes for, f.eks. er kraften af den effektive stråledosis fra rummet på jordens overflade, uden for beskyttelsesrummet, 0,036 μSv/h. Det er også værd at forstå, at typen af strålingsdosismåling og dens indikator afhænger af summen af en række faktorer, når vi taler om kosmiske stråler, det afhænger også af breddegraden af den geomagnetiske type og positionen af cyklussen på elleve år solaktivitet.
Energiområdet for ioniserende partikler spænder fra et par hundrede elektronvolt og når 10 15-20 elektronvolt. Rejseafstanden og gennemtrængningsevnen kan variere meget, lige fra få mikrometer til tusindvis eller flere kilometer.
Introduktion til eksponeringsdosis
Ioniseringseffekten betragtes som hovedegenskaben for formen for interaktion af stråling med miljøet. I den indledende periode af udviklingen af strålingsdosimetri blev stråling hovedsageligt undersøgt, hvis elektromagnetiske bølger lå inden for indikatorområdet mellem ultraviolet og gammastråling, på grund af det faktum, at det er bredt fordelt i luften. Derfor tjente niveauet af luftionisering som et kvantitativt mål for stråling for feltet. Denne foranstaltning blev grundlaget for at skabe en eksponeringsdosis, bestemt af ionisering af luft under forhold med normalt atmosfærisk tryk, mens selve luften skal være tør.
Den eksponeringsabsorberede strålingsdosis tjener som et middel til at bestemme ioniserende evner af strålingen fra røntgen- og gammastråler, viser den udsendte energi, der efter at have gennemgået transformation er blevet kinetisk energi af ladede partikler i fraktionen af atmosfærisk luft masse.
Enheden for absorberet dosis for eksponeringstype stråling er SI-komponenten af coulomb divideret med kg (C/kg). Type af ikke-systemisk måleenhed - røntgen (R). En coulomb/kg svarer til 3876 røntgener.
Absorberet mængde
Den absorberede dosis, som en klar definition, er blevet nødvendig for mennesker på grund af de mange mulige former for eksponering af en eller anden stråling til væv fra levende væsener og endda ikke-levende strukturer. I udvidelsen har den kendte række af ioniserende arter vist, at graden af indflydelse og påvirkning kan være meget forskelligartet og ikke er underlagt konventionel definition. Kun en bestemt mængde absorberet energi af ioniserende stråling kan give anledning til kemiske og fysiske ændringer i væv og stoffer, der udsættes for bestråling. Selve antallet, der kræves for at udløse sådanne ændringer, afhænger af typen af stråling. Den absorberede dosis af i-niya opstod netop af denne grund. I det væsentlige er dette en energimængde, der er blevet absorberet af en stofenhed og svarer til forholdet mellem energien af den ioniserende type, der er blevet absorberet af massen af emnet eller objektet, der absorberer strålingen.
Den absorberede dosis måles med enheden grå (Gy), en komponent i Cu-systemet. En grå er mængden af dosis, der er i stand til at overføre en joule ioniserende stråling til 1 kilogram masse. Rad er en ikke-systemisk måleenhed; i værdi svarer 1 Gy til 100 rad.
Absorberet dosis i biologi
Kunstig bestråling af væv af animalsk og vegetabilsk oprindelse har klart vist, at forskellige typer stråling, der er i samme absorberede dosis, kan have forskellige virkninger på kroppen og alle biologiske og kemiske processer, der forekommer i den. Dette skyldes forskellen i antallet af ioner skabt af lettere og tungere partikler. På én og samme vej langs vævet kan en proton skabe flere ioner end en elektron. Jo tættere partiklerne opsamles som følge af ionisering, jo stærkere vil den ødelæggende effekt af stråling på kroppen være under forhold med samme absorberede dosis. Det er i overensstemmelse med dette fænomen, forskellen i styrken af virkningerne af forskellige typer stråling på væv, at betegnelsen for ækvivalent stråledosis blev indført. Absorberet stråling er data om den stråling, som kroppen modtager, beregnet ved at gange den absorberede dosishastighed og en særlig koefficient kaldet den relative biologiske effektivitetskoefficient (RBE). Men det omtales også ofte som kvalitetsfaktoren.
Enhederne for absorberet dosis af ækvivalent type stråling måles i SI-enheder, nemlig sieverts (Sv). Én Sv er lig med den tilsvarende dosis af enhver stråling, der absorberes af et kilogram væv af biologisk oprindelse og forårsager en effekt svarende til effekten af 1 Gy af foton-type stråling. Rem - bruges som en off-system måleindikator for den biologiske (ækvivalente) absorberede dosis. 1 Sv svarer til hundrede rems.
Effektiv doseringsform
En effektiv dosis er en størrelsesindikator, der bruges som et mål for risikoen for langsigtede konsekvenser af menneskelig stråling, dens individuelle dele af kroppen, fra væv til organer. I dette tilfælde tages dens individuelle strålefølsomhed i betragtning. Den absorberede strålingsdosis er lig med produktet af den biologiske dosis i dele af kroppen med en vis vægtningsfaktor.
Forskellige menneskelige væv og organer har forskellig strålingsfølsomhed. Nogle organer kan være mere tilbøjelige end andre til at udvikle kræft ved én absorberet dosisækvivalent værdi, for eksempel er chancen for en sådan sygdom i skjoldbruskkirtlen mindre end i lungerne. Derfor bruger en person den skabte strålingsrisikokoefficient. CRC er et middel til at bestemme den dosis, der virker på organer eller væv. Den samlede indikator for graden af indflydelse af en effektiv dosis på kroppen beregnes ved at gange antallet svarende til den biologiske dosis med CRR for et specifikt organ eller væv.
Begrebet kollektiv dosis
Der er et koncept for gruppeabsorptionsdosis, som er summen af et individuelt sæt effektive dosisværdier i en specifik gruppe af forsøgspersoner over en bestemt tidsperiode. Beregninger kan foretages for alle bosættelser, selv stater eller hele kontinenter. Dette gøres ved at gange den gennemsnitlige effektive dosis og det samlede antal forsøgspersoner, der er udsat for stråling. Denne absorberede dosis måles med man-sievert (man-Sv).
Ud over de ovennævnte former for absorberede doser er der også: engagement, tærskel, kollektiv, forebyggelig, maksimal tilladelig, biologisk dosis af gamma-neutronstråling, letal-minimal.
Dosisstyrke og måleenheder
Indikatoren for strålingsintensitet er substitution af en specifik dosis under påvirkning af en specifik stråling pr. tidsmåleenhed. Denne værdi er karakteriseret ved forskellen i dosis (ækvivalent, absorberet osv.) divideret med en tidsenhed. Der er mange specialbyggede enheder.
Den absorberede strålingsdosis bestemmes af en formel, der er egnet til den specifikke stråling og typen af absorberet mængde stråling (biologisk, absorberet, eksponering osv.). Der er mange måder at beregne dem på, baseret på forskellige matematiske principper, og der bruges forskellige måleenheder. Eksempler på måleenheder er:
- Integralformen er det grå kilogram i SI, uden for systemet måles det i rad-gram.
- Den ækvivalente form er sieverten i SI, uden for systemet måles den i rem.
- Eksponeringstypen er et coulomb-kilogram i SI, uden for systemet måles det i røntgen.
Der er andre måleenheder, der svarer til andre former for absorberet strålingsdosis.
konklusioner
Ved at analysere disse artikler kan vi konkludere, at der er mange typer, både af selve ioniserende stråling og af formerne for dens virkning på stoffer af levende og livløs natur. Alle måles som regel i SI-enhedssystemet, og hver type svarer til en specifik systemisk og ikke-systemisk måleenhed. Deres kilde kan være meget forskelligartet, både naturlig og kunstig, og selve strålingen spiller en vigtig biologisk rolle.