Từ giữa thế kỷ trước, một từ mới đã đi vào khoa học - bức xạ. Khám phá của nó đã tạo ra một cuộc cách mạng trong tâm trí của các nhà vật lý trên toàn thế giới và cho phép loại bỏ một số lý thuyết Newton và đưa ra những giả định táo bạo về cấu trúc của vũ trụ, sự hình thành và vị trí của chúng ta trong đó. Nhưng đó là tất cả đối với các chuyên gia. Người dân thị trấn chỉ biết thở dài và cố gắng tập hợp những kiến thức chênh lệch như vậy về chủ đề này. Quá trình phức tạp là thực tế là có khá nhiều đơn vị đo bức xạ và tất cả chúng đều đủ tiêu chuẩn.
Thuật ngữ
Thuật ngữ đầu tiên để làm quen, thực tế là bức xạ. Đây là tên được đặt cho quá trình bức xạ bởi một số chất của các hạt nhỏ nhất, chẳng hạn như electron, proton, neutron, nguyên tử heli và những chất khác. Tùy thuộc vào loại hạt, các tính chất của bức xạ khác nhau. Bức xạ được quan sát thấy trong quá trình phân rã các chất thành những chất đơn giản hơn hoặc trong quá trình tổng hợp chúng.
Đơn vị bức xạ là khái niệm quy ước cho biết có bao nhiêu hạt cơ bản được giải phóng từ vật chất. Hiện tại, vật lý hoạt động trên một gia đìnhcác đơn vị khác nhau và sự kết hợp của chúng. Điều này cho phép bạn mô tả các quá trình khác nhau xảy ra với vật chất.
Phân rã phóng xạ là sự thay đổi tùy ý cấu trúc của hạt nhân nguyên tử không ổn định bằng cách giải phóng các vi hạt.
Hằng số phân rã là một khái niệm thống kê dự đoán xác suất một nguyên tử bị phá hủy trong một khoảng thời gian nhất định.
Chu kỳ bán rã là khoảng thời gian trong đó một nửa tổng lượng chất bị phân hủy. Đối với một số yếu tố, nó được tính bằng phút, trong khi đối với những yếu tố khác, nó là năm, và thậm chí hàng thập kỷ.
Bức xạ được đo như thế nào
Đơn vị bức xạ không phải là đơn vị duy nhất được sử dụng để đánh giá tính chất của vật liệu phóng xạ. Ngoài chúng, các đại lượng như vậy được sử dụng như:
- hoạt động của nguồn bức xạ;- mật độ thông lượng (số hạt ion hóa trên một đơn vị diện tích).
Ngoài ra, có sự khác biệt trong mô tả về tác động của bức xạ đối với các vật thể sống và không sống. Vì vậy, nếu chất là vô tri vô giác, thì các khái niệm áp dụng cho nó:
- liều lượng hấp thụ;- liều lượng tiếp xúc.
Nếu bức xạ ảnh hưởng đến mô sống, thì các thuật ngữ sau được sử dụng:
- liều lượng tương đương;
- liều lượng tương đương hiệu quả;- suất liều lượng.
Các đơn vị đo bức xạ, như đã đề cập ở trên, là các giá trị số có điều kiện được các nhà khoa học sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán và xây dựng giả thuyết và lý thuyết. Có lẽ đó là lý do tại sao không có một đơn vị đo lường nào được chấp nhận chung.
Curie
Một trong những đơn vị của bức xạ là curie. Nó không thuộc hệ (không thuộc hệ SI). Ở Nga, nó được sử dụng trong vật lý hạt nhân và y học. Hoạt độ của một chất sẽ bằng một curie nếu 3,7 tỷ phân rã phóng xạ xảy ra trong đó trong một giây. Đó là, chúng ta có thể nói rằng một curie tương đương với ba tỷ bảy trăm triệu becquerels.
Con số này là do Marie Curie (người đưa thuật ngữ này vào khoa học) đã tiến hành các thí nghiệm của mình trên radium và lấy tốc độ phân rã của nó làm cơ sở. Nhưng theo thời gian, các nhà vật lý quyết định rằng giá trị số của đơn vị này tốt hơn nên gắn với đơn vị khác - becquerel. Điều này giúp bạn có thể tránh được một số lỗi trong tính toán toán học.
Ngoài các curies, bạn thường có thể tìm thấy bội số hoặc bội số con, chẳng hạn như:
- megacurie (bằng 3,7 lần 10 đến lũy thừa 16 của becquerels);
- kilocurie (3, 7 nghìn tỷ becquerels);
- millicurie (37 triệu becquerels);- microcurie (37 nghìn becquerels).
Sử dụng đơn vị này, bạn có thể thể hiện khối lượng, bề mặt hoặc hoạt tính cụ thể của một chất.
Becquerel
Đơn vị becquerel của liều bức xạ là hệ thống và được bao gồm trong Hệ thống Đơn vị Quốc tế (SI). Đây là cách đơn giản nhất, bởi vì hoạt độ bức xạ của một becquerel có nghĩa là vật chất chỉ có một phân rã phóng xạ mỗi giây.
Nó được đặt tên để vinh danh Antoine Henri Becquerel, một nhà vật lý người Pháp. Tiêu đề làđược phê duyệt vào cuối thế kỷ trước và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Vì đây là một đơn vị khá nhỏ nên các tiền tố thập phân được sử dụng để biểu thị hoạt động: kilo-, milli-, micro- và các đơn vị khác.
Gần đây, các đơn vị phi hệ thống như curie và rutherford đã được sử dụng cùng với becquerels. Một rutherford tương đương với một triệu becquerels. Trong phần mô tả hoạt động thể tích hoặc bề mặt, người ta có thể tìm thấy các ký hiệu becquerel trên kilogam, becquerel trên mét (vuông hoặc khối) và các dẫn xuất khác nhau của chúng.
X-quang
Đơn vị đo bức xạ, tia X, cũng không mang tính hệ thống, mặc dù nó được sử dụng ở mọi nơi để chỉ ra liều lượng tiếp xúc của bức xạ gamma nhận được. Một roentgen tương đương với một liều bức xạ mà tại đó một cm khối không khí ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn và nhiệt độ bằng không mang điện tích bằng 3,3(10-10). Con số này bằng hai triệu cặp ion.
Mặc dù thực tế là theo luật của Liên bang Nga, hầu hết các đơn vị không thuộc hệ thống đều bị cấm, tia X được sử dụng để đánh dấu liều kế. Nhưng chúng sẽ sớm ngừng được sử dụng, vì nó thực tế hơn khi viết ra và tính toán mọi thứ dưới dạng xám và sàng.
Rad
Đơn vị đo bức xạ, rad, nằm ngoài hệ SI và bằng lượng bức xạ mà tại đó một phần triệu jun năng lượng được truyền cho một gam chất. Tức là, một rad là 0,01 jun trên một kg vật chất.
Vật liệu hấp thụ năng lượng có thể là mô sống hoặc chất hữu cơ khác vàchất và chất vô cơ: đất, nước, không khí. Là một đơn vị độc lập, rad được giới thiệu vào năm 1953 và ở Nga có quyền được sử dụng trong vật lý và y học.
Xám
Đây là một đơn vị đo khác cho mức độ bức xạ, được Hệ thống Đơn vị Quốc tế công nhận. Nó phản ánh liều bức xạ được hấp thụ. Một chất được coi là đã nhận một liều màu xám nếu năng lượng được truyền bằng bức xạ bằng một jun trên kilogam.
Đơn vị này được đặt tên để vinh danh nhà khoa học người Anh Lewis Gray và được chính thức đưa vào khoa học vào năm 1975. Theo quy định, tên đầy đủ của đơn vị được viết bằng chữ nhỏ, nhưng tên viết tắt của đơn vị được viết hoa. Một màu xám tương đương với một trăm rads. Ngoài các đơn vị đơn giản, các đơn vị tương đương nhiều và con cũng được sử dụng trong khoa học, chẳng hạn như kilogam, megagray, decigray, centigray, microgray và các đơn vị khác.
Sievert
Đơn vị bức xạ sievert được sử dụng để biểu thị liều lượng bức xạ hiệu quả và tương đương và cũng là một phần của hệ SI, như xám và becquerel. Được sử dụng trong khoa học từ năm 1978. Một sàng lọc tương đương với năng lượng được một kg mô hấp thụ sau khi tiếp xúc với một lần đốt nóng tia gamma. Tên của đơn vị này là để vinh danh Rolf Sievert, một nhà khoa học đến từ Thụy Điển.
Theo định nghĩa, sàng lọc và xám tương đương nhau, tức là liều lượng tương đương và hấp thụ có cùng kích thước. Nhưng vẫn có sự khác biệt giữa chúng. Khi xác định liều lượng tương đươngcần phải tính đến không chỉ số lượng, mà cả các tính chất khác của bức xạ, chẳng hạn như bước sóng, biên độ và các hạt đại diện cho nó. Do đó, giá trị số của liều hấp thụ được nhân với hệ số chất lượng bức xạ.
Vì vậy, ví dụ, tất cả những thứ khác bằng nhau, hiệu ứng hấp thụ của các hạt alpha sẽ mạnh hơn hai mươi lần so với cùng một liều bức xạ gamma. Ngoài ra, cần tính đến hệ số mô, hệ số này cho thấy các cơ quan phản ứng với bức xạ như thế nào. Do đó, liều lượng tương đương được sử dụng trong sinh học phóng xạ và liều lượng hiệu quả được sử dụng trong sức khỏe nghề nghiệp (để bình thường hóa việc tiếp xúc với bức xạ).
Hằng số mặt trời
Có giả thuyết cho rằng sự sống trên hành tinh của chúng ta xuất hiện do bức xạ mặt trời. Đơn vị đo bức xạ từ một ngôi sao là calo và watt chia cho một đơn vị thời gian. Điều này được quyết định bởi vì lượng bức xạ từ Mặt trời được xác định bởi lượng nhiệt mà các vật thể nhận được và cường độ mà nó phát ra. Chỉ một nửa phần triệu tổng lượng năng lượng tỏa ra đến được Trái đất.
Bức xạ từ các ngôi sao lan truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng và đi vào bầu khí quyển của chúng ta dưới dạng tia. Phổ của bức xạ này khá rộng - từ "tiếng ồn trắng", tức là sóng vô tuyến, đến tia X. Các hạt cũng nhận được bức xạ là proton, nhưng đôi khi có thể có các electron (nếu năng lượng giải phóng lớn).
Bức xạ nhận được từ Mặt trời là động lực của mọi quá trình sống trênhành tinh. Lượng năng lượng mà chúng ta nhận được phụ thuộc vào mùa, vị trí của ngôi sao phía trên đường chân trời và độ trong suốt của bầu khí quyển.
Ảnh hưởng của bức xạ đối với sinh vật
Nếu các mô sống có cùng đặc điểm được chiếu bằng các loại bức xạ khác nhau (cùng liều lượng và cường độ), kết quả sẽ khác nhau. Do đó, để xác định hậu quả, chỉ liều lượng hấp thụ hoặc tiếp xúc là không đủ, như trường hợp của các vật vô tri. Các đơn vị của bức xạ xuyên qua xuất hiện trên hiện trường, chẳng hạn như sieverts rems và grays, cho biết liều lượng bức xạ tương đương.
Tương đương là liều lượng được mô sống hấp thụ và nhân với hệ số có điều kiện (bảng), có tính đến mức độ nguy hiểm của loại bức xạ này hoặc loại bức xạ đó. Biện pháp được sử dụng phổ biến nhất là sàng lọc. Một sievert tương đương với một trăm rems. Hệ số này càng cao thì bức xạ càng nguy hiểm, tương ứng. Vì vậy, đối với các hạt photon thì đây là một, còn đối với hạt neutron và hạt alpha thì con số này là 20.
Kể từ vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl ở Nga và các nước SNG khác, người ta đặc biệt chú ý đến mức độ phơi nhiễm phóng xạ đối với con người. Liều lượng tương đương từ các nguồn bức xạ tự nhiên không được vượt quá năm mili lít / năm.
Hành động của hạt nhân phóng xạ lên các vật thể không sống
Các hạt phóng xạ mang điện tích năng lượng mà chúng truyền cho vật chất khi va chạm với nó. Và càng nhiều hạt tiếp xúc trên đường đi của chúng vớimột lượng vật chất nhất định thì nó sẽ nhận được càng nhiều năng lượng. Số lượng của nó được ước tính theo liều lượng.
- Liều hấp thụ là lượng bức xạ phóng xạ mà một đơn vị chất nhận được. Nó được đo bằng màu xám. Giá trị này không tính đến thực tế là ảnh hưởng của các loại bức xạ khác nhau lên vật chất là khác nhau.
- Liều tiếp xúc - là liều hấp thụ, nhưng có tính đến mức độ ion hóa của chất do tác động của các hạt phóng xạ khác nhau. Nó được đo bằng coulombs trên kilogam hoặc roentgens.
