Мы часто слышим, что радиацию измеряют в зивертах, кюрри, рентгенах, разберемся что каждая из них значит.
Источники радиации бывают разные. Например, нестабильные элементы, в которых происходит естественный радиоактивный распад. В таком случае можно измерять активность источника с помощью единиц измерения беккерель и кюри.
Беккерель (русское обозначение – Бк, международное – Bq) - единица измерения радиоактивного распада материала в секунду. Равна числу атомов, распадающихся за секунду (1 Бк соответствует распаду одного атома за секунду). Через основные единицы СИ выражается следующим образом: Бк = с^−1. Единица названа в честь французского учёного Антуана Анри Беккереля.
Для измерения удельной (массовой), объёмной и поверхностной активности используются соответственно единицы беккерель на килограмм (Бк/кг), беккерель на кубический метр (Бк/м^3), беккерель на квадратный метр (Бк/м^2).
Ранее для обозначения числа распадов использовалась единица кюри.
Кюри (русское обозначение – Ки, международное – Ci), внесистемная единица активности нуклида в радиоактивном источнике; названа в честь французских учёных П. Кюри и М. Склодовской-Кюри.
1 Ки равен активности радионуклида, в котором за 1 с происходит 3,7·10^10 актов распада (37 млрд). Кюри определён как количество распадов, происходящих за 1 с в радоне, находящемся в радиоактивном равновесии с радием-226 массой 1 г.
Кюри связан с единицей активности радионуклида беккерель соотношением 1Ки=3,7·10^10 Бк.
В Бк и Ки можно измерить только количество альфа- и бета-частиц, испускаемых источником радиации в единицу времени на определённой площади или в определённом объёме, поскольку их количество соответствует числу актов распада.
А в нашем конструкторе “Детектор радиации” используется источник с поверхностной активностью примерно 2 Бк.
Этот и другие конструкторы можно приобрести на сайте fizikits.ru или ozon.ru
Альфа- и бета- излучение поняли в чем измерять. А что на счет фотонного излучения? Оно бывает двух видов: рентгеновское и гамма. И то, и другое ионизирует вещество (выбивает электроны из атомов), поэтому для измерения их воздействия ввели понятие экспозиционной дозы.
Это отношение суммарного заряда ионов (одного знака) к массе воздуха, в котором они образовались.
Экспозиционная доза измеряется в Кулонах на килограмм (Кл/кг), но поскольку один кулон - это очень большой заряд, для расчётов обычно используют рентген.
Рентген (русское обозначение – р, международное – R), внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений, определяемая по ионизационному действию их на воздух. Названа в честь Вильгельма Конрада Рентгена. 1 р = 0,000258 Кл/кг, что соответствует образованию 2,08 млрд пар ионов в см^3 воздуха. На создание такого количества ионов необходимо затратить энергию, равную 88 эрг/г (1 эрг = 10^-7Дж).
Почему рентген не используют повсеместно?
Эспозиционную дозу можно измерить только для воздуха, но не для других веществ. Также рентген рассчитывается только для фотонного излучения (рентгеновское и гамма-излучение) с энергией фотонов не более 3 МэВ. Все расчёты с использованием данной величины весьма приблизительны.
Несмотря на все минусы, рентген продолжает использоваться в технике, отчасти потому, что многие имеющиеся измерительные приборы (дозиметры) отградуированы именно в рентгенах.
Поэтому для поглощенных доз веществами есть другие единицы измерения.
Поглощённая доза - это отношение энергии, поглощённой неким веществом (не обязательно воздухом), к массе этого вещества.
Грей (русское обозначение – Гр, международное – Gy) — единица поглощённой дозы ионизирующего излучения.
Поглощённая доза равна одному грею, если в результате поглощения ионизирующего излучения вещество получило один Джоуль энергии в расчёте на один килограмм массы.
Через другие единицы СИ грей выражается следующим образом: Гр = Дж / кг = м²/с².
Единица названа в честь британского учёного Льюиса Грэя.
До грей широко использовалась (а иногда используется и до сих пор) внесистемная единица поглощённой дозы «рад».
Рад (русское обозначение – рад; международное – rad, от англ. radiation absorbed dose) — внесистемная единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения.
Рад равен поглощённой дозе излучения, при которой облучённому веществу массой 1 грамм передаётся энергия ионизирующего излучения 100 эрг. 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр. Поглощающим материалом могут быть как ткани живых организмов, так и любое другое вещество (например, воздух, вода, почва и т. д.).
Однако вышеперечисленные единицы не подходят для измерения воздействия радиации на живые ткани. Грей учитывает только количество энергии, поглощенное веществом. Но одинаковое количество поглощенной энергии при разных видах излучения (альфа, бета, гамма) дает разный биологический эффект.
Вид излучения учтен в зиверте, который получается путем умножения грея на коэффициент качества излучения. Для рентгена и гаммы коэффициент качества равен 1, а для альфа-частиц коэффициент качества равен 20. Это означает, что при равном количестве энергии излучения, поглощённой в единице массы органа или ткани, биологический эффект альфа-частиц окажется в двадцать раз более сильным, чем эффект гамма-излучения.
Зиверт (русское обозначение – Зв, международное – Sv) — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе фотонного (рентгеновского или гамма) излучения в 1 Гр.
В качестве образцового источника излучения принимают рентгеновское излучение с граничной энергией 180 кэВ.
Через другие единицы измерения СИ зиверт выражается следующим образом: 1 Зв = 1 Дж/кг = 1 м²/с².
Единица названа в честь шведского учёного Рольфа Зиверта.
Смотрите новые видео на youtube.com/@PhysFromPobed
Приобретайте наши конструкторы на fizikits.ru
