Bài viết này dành cho chủ đề về liều bức xạ hấp thụ (i-tion), bức xạ ion hóa và các loại của chúng. Nó chứa thông tin về sự đa dạng, bản chất, nguồn, phương pháp tính toán, đơn vị của liều bức xạ hấp thụ và nhiều thông tin khác.
Khái niệm về liều bức xạ hấp thụ
Liều bức xạ là một giá trị được sử dụng bởi các ngành khoa học như vật lý và sinh học phóng xạ để đánh giá mức độ tác động của bức xạ loại ion hóa lên các mô của sinh vật sống, quá trình sống của chúng và cả trên các chất. Thế nào được gọi là liều bức xạ hấp thụ, giá trị của nó là gì, dạng phơi nhiễm và sự đa dạng của các dạng? Nó chủ yếu được trình bày dưới dạng tương tác giữa môi trường và bức xạ ion hóa, và được gọi là hiệu ứng ion hóa.
Liều bức xạ hấp thụ có các phương pháp và đơn vị đo riêng, và sự phức tạp và đa dạng của các quá trình xảy ra khi tiếp xúc với bức xạ làm phát sinh sự đa dạng của một số loài ở dạng liều hấp thụ.
Dạng bức xạ ion hóa
Bức xạ ion hóa là một dòngcác loại hạt, photon hoặc mảnh cơ bản khác nhau được hình thành do sự phân hạch nguyên tử và có khả năng gây ra ion hóa vật chất. Bức xạ tử ngoại, giống như dạng ánh sáng nhìn thấy, không thuộc loại bức xạ này, cũng không bao gồm bức xạ loại hồng ngoại và được phát ra bởi các dải vô tuyến, liên kết với lượng năng lượng nhỏ của chúng, không đủ để tạo ra nguyên tử và sự ion hóa phân tử ở trạng thái cơ bản.
Loại bức xạ ion hóa, bản chất và nguồn của nó
Liều hấp thụ của bức xạ ion hóa có thể được đo bằng các đơn vị SI khác nhau và phụ thuộc vào bản chất của bức xạ. Các loại bức xạ quan trọng nhất là: bức xạ gamma, hạt beta của positron và electron, neutron, ion (bao gồm cả hạt alpha), tia X, sóng ngắn điện từ (photon năng lượng cao) và muon.
Bản chất của các nguồn bức xạ ion hóa có thể rất đa dạng, ví dụ: phân rã hạt nhân phóng xạ tự phát, phản ứng nhiệt hạch, tia từ không gian, hạt nhân phóng xạ được tạo ra nhân tạo, lò phản ứng kiểu hạt nhân, máy gia tốc hạt cơ bản và thậm chí là X -máy móc.
Cách hoạt động của bức xạ ion hóa
Tùy thuộc vào cơ chế tương tác giữa vật chất và bức xạ ion hóa, có thể phân biệt dòng hạt mang điện trực tiếp và bức xạ hoạt động gián tiếp, hay nói cách khác,thông lượng photon hoặc proton, thông lượng hạt trung hòa. Thiết bị hình thành cho phép bạn chọn các dạng bức xạ ion hóa chính và phụ. Tỷ lệ liều bức xạ hấp thụ được xác định phù hợp với loại bức xạ mà chất bị chiếu vào, ví dụ, ảnh hưởng của liều hiệu dụng của tia từ không gian trên bề mặt trái đất, bên ngoài nơi trú ẩn, là 0,036 μSv / h. Cũng cần hiểu rằng loại phép đo liều bức xạ và chỉ số của nó phụ thuộc vào tổng số các yếu tố, nói về tia vũ trụ, nó cũng phụ thuộc vào vĩ độ của các loài địa từ và vị trí của chu kỳ 11 năm của hoạt động năng lượng mặt trời.
Phạm vi năng lượng của các hạt ion hóa nằm trong khoảng từ vài trăm electron vôn đến 1015-20electron vôn. Tốc độ và độ thâm nhập có thể khác nhau rất nhiều, từ vài micromet đến hàng nghìn km hoặc hơn.
Giới thiệu về liều lượng phơi nhiễm
Hiệu ứng ion hóa được coi là đặc điểm chính của dạng tương tác của bức xạ với môi trường. Trong giai đoạn đầu của sự hình thành thiết bị đo liều bức xạ, bức xạ chủ yếu được nghiên cứu, các sóng điện từ nằm trong giới hạn giữa bức xạ tử ngoại và gamma, do thực tế là nó phổ biến trong không khí. Do đó, mức độ ion hóa không khí đóng vai trò như một thước đo định lượng bức xạ cho trường. Biện pháp này đã trở thành cơ sở để tạo ra một liều lượng phơi nhiễm được xác định bởi sự ion hóa của không khí trongđiều kiện áp suất khí quyển bình thường, trong khi bản thân không khí phải khô.
Liều bức xạ hấp thụ phơi nhiễm đóng vai trò như một phương tiện xác định khả năng ion hóa của tia X và tia gamma, cho thấy năng lượng bức xạ, sau khi trải qua sự biến đổi, đã trở thành động năng của các hạt mang điện trong một phần nhỏ khối lượng không khí trong khí quyển.
Đơn vị liều hấp thụ của loại phơi nhiễm là coulomb, thành phần SI, chia cho kg (C / kg). Loại đơn vị đo lường phi hệ thống là roentgen (P). Một mặt dây chuyền / kg tương ứng với 3876 roentgens.
Số lượng tiêu thụ
Liều bức xạ hấp thụ, như một định nghĩa rõ ràng, đã trở nên cần thiết đối với một người do có nhiều dạng tiếp xúc với một bức xạ cụ thể trên các mô của sinh vật và thậm chí cả các cấu trúc vô tri. Mở rộng ra, phạm vi đã biết của các loại bức xạ ion hóa cho thấy mức độ ảnh hưởng và tác động có thể rất đa dạng và không phụ thuộc vào định nghĩa thông thường. Chỉ một lượng năng lượng bức xạ hấp thụ cụ thể của loại ion hóa mới có thể làm phát sinh những thay đổi hóa học và vật lý trong các mô và chất tiếp xúc với bức xạ. Số lượng rất cần thiết để kích hoạt những thay đổi như vậy phụ thuộc vào loại bức xạ. Liều hấp thụ của i-nia phát sinh chính xác vì lý do này. Trên thực tế, đây là đại lượng năng lượng đã được hấp thụ bởi một đơn vị vật chất và tương ứng với tỷ số giữa năng lượng loại ion hóa đã bị hấp thụ và khối lượng của chủ thể hoặc vật thể hấp thụ bức xạ.
Đo liều lượng hấp thụ bằng đơn vị màu xám (Gy) - một phần không thể thiếu của hệ thống C. Một màu xám là lượng liều có khả năng truyền một jun bức xạ ion hóa đến 1 kg khối lượng. Rad là một đơn vị đo lường phi hệ thống, ở giá trị 1 Gy tương ứng với 100 rad.
Liều hấp thụ trong sinh học
Chiếu xạ nhân tạo mô động vật và thực vật đã chứng minh rõ ràng rằng các loại bức xạ khác nhau, ở cùng một liều lượng hấp thụ, có thể ảnh hưởng đến cơ thể và tất cả các quá trình sinh học và hóa học xảy ra trong đó theo những cách khác nhau. Điều này là do sự khác biệt về số lượng các ion được tạo ra bởi các hạt nhẹ hơn và nặng hơn. Đối với cùng một con đường dọc theo mô, một proton có thể tạo ra nhiều ion hơn một electron. Các hạt được thu thập càng dày đặc do kết quả của quá trình ion hóa, tác động phá hủy của bức xạ đối với cơ thể càng mạnh, trong điều kiện có cùng liều lượng hấp thụ. Phù hợp với hiện tượng này, sự khác biệt về cường độ ảnh hưởng của các loại bức xạ khác nhau lên các mô, mà việc chỉ định liều lượng bức xạ tương đương đã được đưa vào sử dụng. Liều tương đương bức xạ hấp thụ là lượng bức xạ mà cơ thể nhận được, được tính bằng cách nhân liều hấp thụ với một hệ số cụ thể được gọi là hệ số hiệu quả sinh học tương đối (RBE). Nhưng nó cũng thường được gọi là yếu tố chất lượng.
Đơn vị liều hấp thụ loại tương đương được đo bằng SI, cụ thể là sieverts (Sv). Một Sv tương ứng vớiliều lượng của bất kỳ bức xạ nào được một kg mô có nguồn gốc sinh học hấp thụ và gây ra hiệu ứng bằng hiệu ứng của bức xạ loại photon 1 Gy. Rem - được sử dụng như một chỉ số đo lường ngoài hệ thống của liều hấp thụ sinh học (tương đương). 1 Sv tương ứng với một trăm rems.
Dạng liều hiệu quả
Liều lượng hiệu quả là một chỉ số đo độ lớn, được sử dụng làm thước đo nguy cơ ảnh hưởng lâu dài của việc tiếp xúc với con người, các bộ phận riêng lẻ của cơ thể, từ các mô đến các cơ quan. Điều này có tính đến độ nhạy bức xạ riêng của nó. Liều bức xạ được hấp thụ bằng tích của liều sinh học trong các bộ phận cơ thể theo một hệ số trọng số nhất định.
Các mô và cơ quan khác nhau của con người có tính nhạy cảm với bức xạ khác nhau. Một số cơ quan có thể có nhiều khả năng phát triển ung thư hơn những cơ quan khác ở cùng một giá trị tương đương liều hấp thụ, ví dụ, tuyến giáp ít có khả năng phát triển ung thư hơn phổi. Do đó, một người sử dụng hệ số rủi ro bức xạ được tạo ra. CRC là một phương tiện để xác định liều lượng i-tion ảnh hưởng đến các cơ quan hoặc mô. Tổng chỉ số về mức độ ảnh hưởng đến cơ thể của liều hiệu quả được tính bằng cách nhân số tương ứng với liều sinh học với CRC của một cơ quan, mô cụ thể.
Khái niệm về liều lượng tập thể
Có một khái niệm về liều hấp thụ theo nhóm, là tổng của một tập hợp các giá trị liều hiệu dụng riêng lẻ trong một nhóm đối tượng cụ thể trong một thời gian nhất địnhlỗ hổng. Tính toán có thể được thực hiện cho bất kỳ khu định cư nào, lên đến các tiểu bang hoặc toàn bộ lục địa. Để làm được điều này, hãy nhân liều hiệu dụng trung bình và tổng số đối tượng tiếp xúc với bức xạ. Liều lượng hấp thụ này được đo bằng cách sử dụng man-sievert (man-Sv.).
Ngoài các dạng liều hấp thụ ở trên, còn có: cam kết, ngưỡng, tập thể, có thể phòng ngừa, tối đa cho phép, liều sinh học của bức xạ loại gamma-neutron, mức tối thiểu gây chết người.
Cường độ tiếp xúc với liều lượng và đơn vị đo lường
Chỉ thị cường độ chiếu xạ - sự thay thế một liều lượng cụ thể dưới ảnh hưởng của một bức xạ nhất định cho một đơn vị đo tạm thời. Giá trị này được đặc trưng bởi sự khác biệt về liều lượng (tương đương, hấp thụ, v.v.) chia cho đơn vị thời gian. Có nhiều mục đích được xây dựng đơn vị.
Liều bức xạ hấp thụ được xác định theo công thức phù hợp với một bức xạ cụ thể và loại bức xạ hấp thụ (sinh học, hấp thụ, phơi nhiễm, v.v.). Có nhiều cách để tính toán chúng, dựa trên các nguyên tắc toán học khác nhau và sử dụng các đơn vị đo lường khác nhau. Ví dụ về các đơn vị đo lường là:
- Chế độ xem tích phân - kilôgam màu xám trong SI, bên ngoài hệ thống được đo bằng đơn vị rad gam.
- Dạng tương đương - sievert trong SI, được đo bên ngoài hệ thống - tính bằng rems.
- Chế độ xem trưng bày - coulomb-kilogram trong SI, được đo bên ngoài hệ thống - trong roentgens.
Có các đơn vị đo lường khác tương ứng với các dạng khác của liều bức xạ hấp thụ.
Kết luận
Phân tích các bài báo này, chúng ta có thể kết luận rằng có nhiều dạng phát xạ ion hóa nhất và các dạng tác động của nó lên các chất sống và vô tri. Tất cả chúng đều được đo, theo quy luật, trong hệ đơn vị SI, và mỗi loại tương ứng với một hệ thống nhất định và đơn vị đo phi hệ thống. Nguồn của chúng có thể đa dạng nhất, cả tự nhiên và nhân tạo, và bản thân bức xạ đóng một vai trò sinh học quan trọng.
