Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στο θέμα της απορροφούμενης δόσης ακτινοβολίας (ι-ιόν), της ιονίζουσας ακτινοβολίας και των τύπων τους. Περιέχει πληροφορίες σχετικά με την ποικιλομορφία, τη φύση, τις πηγές, τις μεθόδους υπολογισμού, τις μονάδες απορροφούμενης δόσης ακτινοβολίας και πολλά άλλα.
Η έννοια της απορροφούμενης δόσης ακτινοβολίας
Η δόση ακτινοβολίας είναι μια τιμή που χρησιμοποιείται από επιστήμες όπως η φυσική και η ραδιοβιολογία για την αξιολόγηση του βαθμού επίδρασης της ακτινοβολίας ιονίζοντος τύπου στους ιστούς των ζωντανών οργανισμών, στις διαδικασίες ζωής τους, καθώς και σε ουσίες. Τι ονομάζεται απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας, ποια είναι η αξία της, η μορφή έκθεσης και η ποικιλία των μορφών; Παρουσιάζεται κυρίως με τη μορφή αλληλεπίδρασης μεταξύ του μέσου και της ιονίζουσας ακτινοβολίας και ονομάζεται φαινόμενο ιονισμού.
Η απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας έχει τις δικές της μεθόδους και μονάδες μέτρησης, και η πολυπλοκότητα και η ποικιλομορφία των διεργασιών που συμβαίνουν όταν εκτίθενται σε ακτινοβολία προκαλούν ποικιλομορφία ορισμένων ειδών στις μορφές της απορροφούμενης δόσης.
Ιοντίζουσα μορφή ακτινοβολίας
Η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι ένα ρεύμαδιάφοροι τύποι στοιχειωδών σωματιδίων, φωτονίων ή θραυσμάτων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα ατομικής σχάσης και είναι ικανά να προκαλέσουν ιονισμό στην ύλη. Η υπεριώδης ακτινοβολία, όπως και η ορατή μορφή του φωτός, δεν ανήκει σε αυτό το είδος ακτινοβολίας, ούτε περιλαμβάνει ακτινοβολία υπέρυθρης ακτινοβολίας και εκπέμπεται από ραδιοζώνες, η οποία σχετίζεται με τη μικρή ποσότητα ενέργειας τους, η οποία δεν επαρκεί για τη δημιουργία ατομικών και μοριακός ιονισμός στη θεμελιώδη κατάσταση.
Ιοντίζουσα ακτινοβολία, η φύση και οι πηγές της
Η απορροφούμενη δόση της ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να μετρηθεί σε διάφορες μονάδες SI και εξαρτάται από τη φύση της ακτινοβολίας. Οι πιο σημαντικοί τύποι ακτινοβολίας είναι: ακτινοβολία γάμμα, σωματίδια βήτα ποζιτρονίων και ηλεκτρονίων, νετρόνιο, ιόν (συμπεριλαμβανομένων των σωματιδίων άλφα), ακτίνες Χ, ηλεκτρομαγνητικά βραχέων κυμάτων (φωτόνια υψηλής ενέργειας) και μιόνιο.
Η φύση των πηγών ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να είναι πολύ διαφορετική, για παράδειγμα: αυθόρμητη διάσπαση ραδιονουκλεϊδίων, θερμοπυρηνικές αντιδράσεις, ακτίνες από το διάστημα, τεχνητά δημιουργημένα ραδιονουκλίδια, αντιδραστήρες πυρηνικού τύπου, επιταχυντής στοιχειωδών σωματιδίων, ακόμη και Χ -συσκευή ακτίνων.
Πώς λειτουργεί η ιονίζουσα ακτινοβολία
Ανάλογα με τον μηχανισμό με τον οποίο αλληλεπιδρούν η ύλη και η ιοντίζουσα ακτινοβολία, είναι δυνατόν να διακρίνουμε μια άμεση ροή σωματιδίων φορτισμένου τύπου και ακτινοβολία που δρα έμμεσα, με άλλα λόγια,ροή φωτονίων ή πρωτονίων, ροή ουδέτερων σωματιδίων. Η συσκευή σχηματισμού σάς επιτρέπει να επιλέξετε την πρωτογενή και δευτερογενή μορφή ιονίζουσας ακτινοβολίας. Ο ρυθμός δόσης απορροφούμενης ακτινοβολίας προσδιορίζεται σύμφωνα με τον τύπο της ακτινοβολίας στην οποία εκτίθεται η ουσία, για παράδειγμα, η επίδραση της αποτελεσματικής δόσης ακτίνων από το διάστημα στην επιφάνεια της γης, έξω από το καταφύγιο, είναι 0,036 μSv / h. Πρέπει επίσης να γίνει κατανοητό ότι ο τύπος μέτρησης της δόσης ακτινοβολίας και ο δείκτης του εξαρτώνται από το άθροισμα πολλών παραγόντων, μιλώντας για κοσμικές ακτίνες, εξαρτάται επίσης από το γεωγραφικό πλάτος του γεωμαγνητικού είδους και τη θέση του ενδεκαετούς κύκλου ηλιακή δραστηριότητα.
Το ενεργειακό εύρος των ιονιζόντων σωματιδίων κυμαίνεται από μερικές εκατοντάδες ηλεκτρονιοβολτ έως 1015-20 ηλεκτρονιοβολτ. Η απόσταση σε μίλια και η διείσδυση μπορεί να διαφέρουν πολύ, από μερικά μικρόμετρα έως χιλιάδες χιλιόμετρα ή περισσότερα.
Εισαγωγή στη δόση έκθεσης
Το φαινόμενο ιονισμού θεωρείται το κύριο χαρακτηριστικό της μορφής αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας με το μέσο. Στην αρχική περίοδο του σχηματισμού της δοσιμετρίας ακτινοβολίας μελετήθηκε κυρίως η ακτινοβολία, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα της οποίας βρίσκονταν εντός των ορίων μεταξύ υπεριώδους και ακτινοβολίας γάμμα, λόγω του ότι είναι ευρέως διαδεδομένη στον αέρα. Επομένως, το επίπεδο ιονισμού του αέρα χρησίμευσε ως ποσοτικό μέτρο ακτινοβολίας για το πεδίο. Αυτό το μέτρο έγινε η βάση για τη δημιουργία μιας δόσης έκθεσης που καθορίζεται από τον ιονισμό του αέρα μέσασυνθήκες κανονικής ατμοσφαιρικής πίεσης, ενώ ο ίδιος ο αέρας πρέπει να είναι στεγνός.
Η απορροφούμενη από την έκθεση δόση ακτινοβολίας χρησιμεύει ως μέσο για τον προσδιορισμό των δυνατοτήτων ιονισμού των ακτίνων Χ και των ακτίνων γάμμα, δείχνει την ακτινοβολούμενη ενέργεια, η οποία, έχοντας υποστεί μετασχηματισμό, έχει γίνει η κινητική ενέργεια των φορτισμένων σωματιδίων σε ένα κλάσμα της μάζας του αέρα στην ατμόσφαιρα.
Η μονάδα απορροφούμενης δόσης τύπου έκθεσης είναι το κουλόμπ, το συστατικό SI, διαιρούμενο με kg (C/kg). Ο τύπος της μη συστημικής μονάδας μέτρησης είναι το roentgen (P). Ένα κρεμαστό κόσμημα/κιλό αντιστοιχεί σε 3876 roentgens.
Ποσό που καταναλώθηκε
Η απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας, ως σαφής ορισμός, έχει καταστεί απαραίτητη για ένα άτομο λόγω της ποικιλίας των πιθανών μορφών έκθεσης σε μια συγκεκριμένη ακτινοβολία στους ιστούς των ζωντανών όντων και ακόμη και στις άψυχες δομές. Επεκτείνοντας, το γνωστό εύρος ιοντιζόντων τύπων ακτινοβολίας έδειξε ότι ο βαθμός επιρροής και πρόσκρουσης μπορεί να είναι πολύ διαφορετικός και δεν υπόκειται στον συνηθισμένο ορισμό. Μόνο μια συγκεκριμένη ποσότητα απορροφούμενης ενέργειας ακτινοβολίας ιονίζοντος τύπου μπορεί να προκαλέσει χημικές και φυσικές αλλαγές στους ιστούς και τις ουσίες που εκτίθενται στην ακτινοβολία. Ο ίδιος ο αριθμός που απαιτείται για την ενεργοποίηση τέτοιων αλλαγών εξαρτάται από τον τύπο της ακτινοβολίας. Η απορροφούμενη δόση του i-nia προέκυψε ακριβώς για αυτόν τον λόγο. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα ενεργειακό μέγεθος που έχει απορροφηθεί από μια μονάδα ύλης και αντιστοιχεί στον λόγο της ενέργειας ιοντικού τύπου που απορροφήθηκε και της μάζας του υποκειμένου ή του αντικειμένου που απορροφά την ακτινοβολία.
Μετρήστε την απορροφούμενη δόση χρησιμοποιώντας τη μονάδα γκρι (Gy) - αναπόσπαστο μέρος του συστήματος C. Ένα γκρι είναι η ποσότητα δόσης που μπορεί να μεταδώσει ένα joule ιονίζουσας ακτινοβολίας σε 1 κιλό μάζας. Το Rad είναι μια μη συστημική μονάδα μέτρησης, στην τιμή 1 Gy αντιστοιχεί σε 100 rad.
Απορροφημένη δόση στη βιολογία
Η τεχνητή ακτινοβολία ζωικών και φυτικών ιστών έχει δείξει ξεκάθαρα ότι διαφορετικοί τύποι ακτινοβολίας, που βρίσκονται στην ίδια απορροφούμενη δόση, μπορούν να επηρεάσουν το σώμα και όλες τις βιολογικές και χημικές διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτό με διαφορετικούς τρόπους. Αυτό οφείλεται στη διαφορά στον αριθμό των ιόντων που δημιουργούνται από ελαφρύτερα και βαρύτερα σωματίδια. Για την ίδια διαδρομή κατά μήκος του ιστού, ένα πρωτόνιο μπορεί να δημιουργήσει περισσότερα ιόντα από ένα ηλεκτρόνιο. Όσο πιο πυκνά συλλέγονται τα σωματίδια ως αποτέλεσμα του ιονισμού, τόσο ισχυρότερη θα είναι η καταστροφική επίδραση της ακτινοβολίας στο σώμα, υπό συνθήκες της ίδιας απορροφούμενης δόσης. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο, τη διαφορά στην ισχύ των επιδράσεων διαφορετικών τύπων ακτινοβολίας στους ιστούς, χρησιμοποιήθηκε ο προσδιορισμός της ισοδύναμης δόσης ακτινοβολίας. Η ισοδύναμη δόση της απορροφούμενης ακτινοβολίας είναι η ποσότητα της ακτινοβολίας που λαμβάνει ο οργανισμός, που υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την απορροφούμενη δόση και έναν συγκεκριμένο παράγοντα που ονομάζεται παράγοντας σχετικής βιολογικής αποτελεσματικότητας (RBE). Αλλά συχνά αναφέρεται και ως παράγοντας ποιότητας.
Μονάδες απορροφούμενης δόσης ισοδύναμου τύπου μετρώνται σε SI, δηλαδή σίβερτ (Sv). Ένα Sv ισούται με το αντίστοιχοδόση οποιασδήποτε ακτινοβολίας που απορροφάται από ένα κιλό ιστού βιολογικής προέλευσης και προκαλεί αποτέλεσμα ίσο με το αποτέλεσμα 1 Gy ακτινοβολίας τύπου φωτονίου. Rem - χρησιμοποιείται ως δείκτης μέτρησης εκτός συστήματος της βιολογικής (ισοδύναμης) απορροφούμενης δόσης. 1 Sv αντιστοιχεί σε εκατό ρεμ.
Αποτελεσματική δοσολογική μορφή
Η αποτελεσματική δόση είναι ένας δείκτης μεγέθους, ο οποίος χρησιμοποιείται ως μέτρο του κινδύνου μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της έκθεσης του ανθρώπου, των επιμέρους τμημάτων του σώματος, από τους ιστούς έως τα όργανα. Αυτό λαμβάνει υπόψη την ατομική του ραδιοευαισθησία. Η απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας είναι ίση με το γινόμενο της βιολογικής δόσης σε μέρη του σώματος με έναν ορισμένο συντελεστή στάθμισης.
Διαφορετικοί ανθρώπινοι ιστοί και όργανα έχουν διαφορετική ευαισθησία στην ακτινοβολία. Ορισμένα όργανα μπορεί να είναι πιο πιθανό από άλλα να αναπτύξουν καρκίνο με την ίδια απορροφούμενη ισοδύναμη δόση, για παράδειγμα, ο θυρεοειδής είναι λιγότερο πιθανό να αναπτύξει καρκίνο από τους πνεύμονες. Επομένως, ένα άτομο χρησιμοποιεί τον δημιουργημένο συντελεστή κινδύνου ακτινοβολίας. Το CRC είναι ένα μέσο για τον προσδιορισμό της δόσης του ιόντος που επηρεάζει όργανα ή ιστούς. Ο συνολικός δείκτης του βαθμού επίδρασης στο σώμα μιας αποτελεσματικής δόσης υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό που αντιστοιχεί στη βιολογική δόση με το CRC ενός συγκεκριμένου οργάνου, ιστού.
Η έννοια της συλλογικής δόσης
Υπάρχει η έννοια της ομαδικής δόσης απορρόφησης, η οποία είναι το άθροισμα ενός μεμονωμένου συνόλου αποτελεσματικών τιμών δόσης σε μια συγκεκριμένη ομάδα ατόμων για ορισμένο χρόνοχάσμα. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν για οποιουσδήποτε οικισμούς, μέχρι πολιτείες ή ολόκληρες ηπείρους. Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε τη μέση αποτελεσματική δόση και τον συνολικό αριθμό των ατόμων που εκτέθηκαν σε ακτινοβολία. Αυτή η απορροφούμενη δόση μετράται χρησιμοποιώντας το man-sievert (man-Sv.).
Εκτός από τις παραπάνω μορφές απορροφώμενων δόσεων, υπάρχουν επίσης: δέσμευση, κατώφλι, συλλογική, αποτρέψιμη, μέγιστη επιτρεπτή, βιολογική δόση ακτινοβολίας τύπου γ-νετρονίων, ελάχιστη θανατηφόρα.
Ένταση έκθεσης στη δόση και μονάδες μέτρησης
Δείκτης έντασης ακτινοβολίας - αντικατάσταση μιας συγκεκριμένης δόσης υπό την επίδραση ορισμένης ακτινοβολίας για μια προσωρινή μονάδα μέτρησης. Αυτή η τιμή χαρακτηρίζεται από τη διαφορά στη δόση (ισοδύναμη, απορροφούμενη κ.λπ.) διαιρούμενη με τη μονάδα χρόνου. Υπάρχουν πολλές μονάδες κατασκευασμένες για συγκεκριμένο σκοπό.
Η απορροφούμενη δόση ακτινοβολίας καθορίζεται από τον τύπο που είναι κατάλληλος για μια συγκεκριμένη ακτινοβολία και τον τύπο της απορροφούμενης ποσότητας ακτινοβολίας (βιολογική, απορροφούμενη, έκθεση κ.λπ.). Υπάρχουν πολλοί τρόποι υπολογισμού τους, με βάση διαφορετικές μαθηματικές αρχές, και χρησιμοποιούνται διαφορετικές μονάδες μέτρησης. Παραδείγματα μονάδων μέτρησης είναι:
- Ολοκληρωμένη προβολή - το γκρι χιλιόγραμμο σε SI, εκτός του συστήματος μετριέται σε γραμμάρια rad.
- Ισοδύναμη μορφή - sievert σε SI, μετρημένη έξω από το σύστημα - σε rems.
- Προβολή έκθεσης - κουλόμ-κιλό σε SI, μετρημένη εκτός συστήματος - σε ρεντγκένια.
Υπάρχουν άλλες μονάδες μέτρησης που αντιστοιχούν σε άλλες μορφές απορροφούμενης δόσης ακτινοβολίας.
Συμπεράσματα
Αναλύοντας αυτά τα άρθρα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι υπάρχουν πολλοί τύποι τόσο των πιο ιονιστικών εκπομπών όσο και των μορφών της επίδρασής τους σε ζωντανές και άψυχες ουσίες. Όλα αυτά μετρώνται, κατά κανόνα, στο σύστημα μονάδων SI και κάθε τύπος αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο σύστημα και μια μονάδα μέτρησης εκτός συστήματος. Η πηγή τους μπορεί να είναι η πιο ποικιλόμορφη, φυσική και τεχνητή, και η ίδια η ακτινοβολία παίζει σημαντικό βιολογικό ρόλο.
