У чому вимірюється радіація і радіоактивне випромінювання

Одиниці вимірювання радіації, її види

Радіаційне опромінення буває декількох видів, що зумовлює ступінь ураження. Щоб зрозуміти, у чому вимірюється радіація, розглянемо, які випромінюють хвилі існують, і їх вплив на живі тканини.

Види радіаційних хвиль

Радіаційний фон, який існує на землі, буває природний або штучний (техногенні джерела). Людина постійно перебуває в полі радіоактивного випромінювання.

Альфа-випромінювання виникає при розпаді важких хімічних елементів на атоми (уран, торій, радій). Шлях, на якому вони можуть вражати, короткий: у повітрі не більше чим 8 см, у біологічних середовищах організму 0,01-0,05 мм. Частинки не проникають через аркуш звичайного паперу або ороговілі клітини епітелію шкіри. Але існує одна потенційна небезпека. Є хімічні речовини, які здатні звільняти альфа-частинки. Якщо вони проникнуть в організм людини, то за допомогою кровоносного русла рознесуться і осядуть у внутрішніх органах (частіше в залозах внутрішньої секреції і лімфатичних вузлах). Це викликає опромінення організму зсередини.

Бета-випромінювання – потік електронів при розпаді ядер певних речовин. У тіло людини вони проникають на відстань до 15 см. Це обумовлено їх мікроскопічними розмірами. Такі хвилі використовують в медицині для променевої терапії при онкологічних захворюваннях.

Нейтронне випромінювання – спрямований потік мікрочастинок, які не мають електричного заряду. Для нього характерно найбільша сила проникнення. Застосовується в якості прискорювача частинок в наукових цілях, промисловості, для лабораторних досліджень.

Гамма-випромінювання володіє високою проникаючою здатністю. Не має заряджених частинок, тому не підпадає під вплив магнітних або електричних полів. Сфера застосування:

• медицина, променева терапія;
• харчова промисловість, консервування;
• космічна галузь;
• геофізика.

При високих дозах впливу викликає гостру променеву хворобу, при тривалому впливі на організм – хронічну.

Одиниці, якими вимірюється радіація

У фізиці існує термін «доза випромінювання». Вона відображає міру впливу на живий організм іонізуючого випромінювання (світло і ультрафіолетові промені). Помилково до радіації відносять інфрачервоне опромінення і радіохвилі, вони не володіють достатньою енергією, щоб іонізувати атоми.

Вимірювання радіації в залежності від різновиду доз:

1. Експозиційна доза. Це вимірювання кількості рентгенівського випромінювання, що знаходиться в повітрі. Воно достовірно вимірюється при таких умовах: атмосферний тиск 760 мм рт. ст., t = 0°, відсутність вологості. Ця величина відображає співвідношення: сума всіх позитивних чи негативних іонів у повітрі до загальної маси цього повітря в межах певного обсягу. Ґрунтуючись на системі СІ, прийнята така одиниця виміру Кл/кг (кулон/кілограм). Більш поширена одиниця виміру – рентген, 1Р = 3876 Кл/кг
2. Поглинена доза. Вона позначає кількість радіоактивного випромінювання (радіоактивності), яке поглинув організм або будь-яка речовина. Радіаційний ефект залежить від тієї кількості енергії, яка призвела до хімічних і фізичних змін. Це співвідношення поглиненого випромінювання до маси речовини, яка його поглинуло. В системі СІ є така одиниця виміру – 1 Гр (грей) = масою 1 кг передається енергія, рівна 1 джоулю. Інша одиниця вимірювання – рад (1 Гр = 100 рад).
3. Еквівалентна або біологічна доза. Різні види радіаційного випромінювання при рівноцінної поглиненій дозі впливають не однаково на живі тканини. Це пов’язано з тим, що молекулярні частки продукують різний кількість іонів. Чим вище показник щільності іонізації, тим сильніше руйнується жива субстанція. Біологічне випромінювання вимірюється в одиниці – Зв (зіверт). Вона відображає співвідношення: 1 Зв рівноцінний дозі, яку поглинув 1 кг живої субстанції з наступним біологічним ефектом. Інша назва одиниці бер (1 Зв = 100 бер).
4. Ефективна доза. Вона показує ймовірність прояву наслідків радіаційного опромінення як для організму в цілому, так і для окремих тканин і органів. Чутливість живої матерії різна, тому дозування опромінення розраховують з урахуванням коефіцієнта радіаційного ризику. Ефективна доза – це сума іонізації всього організму, помножена на коефіцієнт. Найменший коефіцієнт у поверхні шкіри і кісток, найбільший – у легенів, кишечника, шлунка.

Будь-яка радіація, в тому числі і гамма-випромінювання, що вимірюється спеціальним дозиметром. З його допомогою здійснюють контроль нормативних показників.

Міра радіації вимірюється в таких випадках:

• контроль стану повітря, землі і води поблизу атомних електростанцій;
• перед початком будівництва житлових масивів;
• при туристичних, геологічних, археологічних експедиціях у невідомій місцевості.

Безпечний радіаційний фон, при якому людина не отримає опромінення, дорівнює 10 мкЗв/год, гранично допустима доза 50 мкЗв/год.