Единицы измерения ионизирующих излучений — Студопедия
Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически первой появилась единица «рентген». Это мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучений.
Экспозиционная доза – мера ионизационного действия рентгеновского или гамма-излучений, определяемая суммарным зарядом ионов (количество энергии ионизирующего излучения), образованным в единице массы воздуха за все время облучения.
Мощность экспозиционной дозы – экспозиционная доза в единицу времени. После 1 января 1990 г. не рекомендуется пользоваться понятием экспозиционной дозы и ее мощности.
Поглощенная доза – количество энергии ионизирующих излучений, поглощенное единицей массы облучаемого вещества или тела человека за все время облучения. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.
Мощность поглощенной дозы – это поглощенная доза в единицу времени.
Эквивалентная доза – это доза, учитывающая различное действие видов излучения – α, β, γ, nо (поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент качества для данного вида излучения). Коэффициент качества излучения составляет: для рентгеновского, гамма- и бета-излучений – 1, для нейтронов – 10, для альфа-излучения – 20. Таким образом, при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект.
Мощность эквивалентной дозы – эквивалентная доза за единицу времени.
Эффективная доза – эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий радиочувствительность различных органов человека.
Основные дозиметрические величины и единицы их измерения представлены в табл. 1.
Таблица 1. Дозиметрические величины и единицы их измерения
| Параметр | Единица в СИ | Внесистемная единица | Примечания |
| Активность распада | Беккерель (Бк) | Кюри (Ки) | 1 Бк = 1 расп/сек 1 Ки = 37*109 расп/сек |
| Экспозиционная доза | Кл/кг (Кулон/кг) | Рентген (Р) | 1 Р = 2,58 х 10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3,88х103 Р |
| Мощность экспозиционной дозы | Кл/кг·с А/кг (Ампер/кг) | Р/с Р/ч | 1 Р/с = 2,58х10-4 А/кг |
| Поглощенная доза | Грей (Гр) | Рад | 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад |
| Мощность поглощенной дозы | Гр/с | Рад/с | 1 Гр/с = 100 рад/с |
| Эквивалентная доза | Зиверт (Зв) | Бэр | 1 Зв = 1 Гр = 100 Бэр = 100 Р 1 Бэр = 1 Рад |
| Мощность эквивалентной дозы | Бэр/с | Зв/с | |
| Эффективная доза | Бэр | Зв (Зиверт) |
Примечание. Так как коэффициент качества гамма-излучения равен единице, то при внешнем облучении 1 Зв = 1 Гр ≈ 100 рад ≈ 100 бэр ≈ 100Р. Из этого следует, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.
Виды, свойства и единицы измерения ионизирующего излучения — Студопедия
ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Ионизирующее излучение — это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов (ионов) разных знаков Источником ионизирующего излучения являются природные и искусственные р радиоактивные вещества и элементы (уран, радий, цезий, стронций и др.) Источники ионизирующего излучения широко используются в атомной энергетике, медицине (для диагностики и лечения) и в рез них отраслях промышленности (для дефектоскопии металлов, контроля качества сварных соединений, определения уровня агрессивных сред в замкнутых объемах, борьбы с разрядами статического электричества и т др. ін.).
Ионизирующее излучение разделяется на электромагнитное (фотонных) и корпускулярное К последним относятся излучения, состоящие из потока частиц, масса покоя которых не равна нулю (альфа-и и бета-частиц, протонов, нейтронов и др.) К электромагнитного излучения относятся гамма — и рентгеновского излученияння.
Альфа-излучение — это поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), движущихся со скоростью 20 000 км / с
Бета-излучение — это поток электронов и позитронов, скорость которых приближается к скорости света
Ионизирующее излучение характеризуется двумя основными свойствами: способностью проникать через среду, облучается, и ионизировать воздух и живые клетки организма Причем обе эти власти ивости ионизирующего излучения связаны между собой обратно пропорциональной зависимостьюю.
Наибольшую проникающую способность имеют гамма — и рентгеновское излучения Альфа-и бета-частицы, а также другие, относящиеся к корпускулярного ионизирующего излучения, быстро теряют свою энер гию на ионизацию, поэтому у них сравнительно низкая проникающая способностьь.
Действие ионизирующего излучения оценивается дозой излучения Различают поглощенную, эквивалентную и экспозиционную дозы
Поглощенная доза I) — это отношение средней энергии Е, передается излучением веществу в некотором элементарном объеме, к массе ОИТ в этом объеме:
Единицей поглощенной дозы в системе единиц СИ является грей (Гр), а внесистемной — советов, 1 Гр = 1 Дж / кг = 100 рад
Поскольку различные виды ионизирующего излучения даже при одинаковых значениях поглощенной дозы вызывают разное биологический эффект, введено понятие эквивалентной дозы Я, определяется как произведение пог глинутои дозы и коэффициента качества данного излучения Кк
Коэффициент качества показывает во сколько раз радиационная опасность данного вида излучения выше радиационной опасности рентгеновского излучения при одинаковой поглощенной дозе в табл 215 приведены зн чение коэффициента качества для некоторых видов излученияня:
Таблица Значение коэффициента качества для некоторых видов излучения
Единицей эквивалентной дозы облучения в СИ является зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр Бэр (биологический эквивалент рада) — внесистемная единица Н
Для количественной оценки ионизирующей действия рентгеновского и гамма-излучения в сухом атмосферном воздухе используется экспозиционная доза, которая представляет собой отношение полного заряда ионов одного зн НАКа а * Я, возникающих в малом объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме и
За единицу экспозиционной дозы принимают кулон на килограмм (Кл / кг) Применяется также внесистемная единица — рентген (Р), 1 Р = 2,58 o 10 \»4 Кл / кг
Поглощенная, эквивалентная и экспозиционная дозы за единицу времени (1с) называются мощностями соответствующих доз
Единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений — Студопедия
Единицы радиоактивности
В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения используется более простой термин — «один распад в секунду» (расп/с). В системе СИ эта единица получила название «беккерель» (Бк). В практике радиационного контроля широко используется внесистемная единица активности — «кюри» (Ки). Один кюри — это 3,7х1010 распадов в секунду.
Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы.
Единицы ионизирующих излучений
Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически появилась единица «рентген». Эта единица определяется как доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 0, 001293 г воздуха производит в воздухе ионы, не-сущие заряд в 1 эл.-ст. ед. ионов каждого знака здесь 0,001293 г ? масса 1 см3 атмосферного воздуха при 0 оС и давлении 760 мм рт. ст.).
Экспозиционная доза — мера ионизационного действия рентгеновского или гамма-излучений, определяемая по ионизации воздуха.
В СИ единицей экспозиционной дозы является «один кулон на килограмм» (Кл/кг). Внесистемной единицей является «рентген» (Р), 1 Р = 2,58х10-4 Кл/кг. В свою очередь 1 Кл/кг = 3,88х103 Р.
Мощность экспозиционной дозы — приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ — «ампер на килограмм» (А/кг). Однако в большинстве случаев на практике пользуются внесистемной единицей «рентген в секунду» (Р/с) или «рентген в час» (Р/ч).
Поглощенная доза — энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества или человеком. Чем продолжительнее время облучения, тем больше поглощенная доза. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица «грей» (Гр). 1 грей — это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.
Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.
Мощность поглощенной дозы — это приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ — «грей в секунду» (Гр/с). Это такая мощность поглощенной дозы облучения, при которой за 1 с в веществе создается доза облучения 1 Гр.
На практике для оценки поглощенной дозы широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы «рад в час» (рад/ч) или «рад в секунду» (рад/с).
Эквивалентная доза — это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов ионизирующих излучений. Определяется она по формуле: Дэкв = Q . Д, где Д — поглощенная доза данного вида излучения; Q — коэффициент качества излучения, который составляет для рентгеновского, гамма- и бета-излучений 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10, для альфа — излучения с энергией менее 10 Мэв 20. Из приведенных данных видно, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект.
В системе СИ эквивалентная доза измеряется в «зивертах» (Зв).
Бэр (биологический эквивалент рентгена) — это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр — такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения. Поскольку коэффициент качества гамма-излучения равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении 1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1 Р.
Мощность эквивалентной дозы — отношение приращения эквивалентной дозы за единицу времени и выражается в «зивертах в секунду» (Зв/с). Поскольку время пребывания человека в поле облучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в «микрозивертах в час» (мкЗв/ч).
Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эффекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения — при дозах выше 0,5 Зв (бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь. В таблице 3 приведены дозиметрические величины и единицы их измерения.
Единицы измерения ионизирующих излучений — Студопедия
Активность источника радиационного излучения характеризуется числом ядерных превращений в единицу времени и выражается в беккерелях (Бк): 1Бк = 1 распад в секунду (внесистемная единица Кюри — Кu = 3,7. 1010 Бк).
Поле, создаваемое источником ионизирующего излучения, имеет следующие характеристики:
1.Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения D0 определяется по ионизации воздуха. Она представляет собой отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха массой dm, полностью остановились, к массе воздуха в указанном обьеме:
D0 = dQ / dm
Единица измерения — кулон на килограмм, Кл/кг. Используется и внесистемная единица измерения — рентген, Р ( 1 Р = 2,25 . 10-4 Кл/кг ).
2.Мощность экспозиционной дозыP0 — приращение экспозиционной дозы в единицу времени:
P0 = dD0 / dt
Единица измерения — Ампер на килограмм, А/кг. Внесистемная единица Р/с (1 А/кг = 3,88 Р/с).
Поглощение энергии излучения объектами неживой природы характеризуется следующими параметрами:
1. Поглощенная доза излучения D — это энергия ионизирующего излучения dE, поглощенная облучаемым веществом и рассчитанная на единицу его массы:
D = dE / dm
Единица измерения поглощенной дозы — грей, Гр. Внесистемная единица рад, 1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг.
2. Мощность поглощенной дозыР — приращение поглощенной дозы излучения dD в единицу времени.
P = dD / dt , Гр/с.
При характеристике поглощения облучения биологическими объектами используют следующие понятия:
1.Эквивалентная дозаН — основная дозиметрическая величина в области радиационной безопасности, введенная для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения произвольного состава.
Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества — к, учитывающий биологическую эффективность разных видов ионизирующих излучений. Измеряется в зивертах, Зв, внесистемная единица — бэр, 1 Зв = 100 бэр.
2. Мощность эквивалентной дозы — приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Единица мощности эквивалентной дозы — Зиверт в секунду, Зв/с, 1 Зв/с = 100 бэр/с.
3. Эффективная эквивалентная доза (ЭЭД) Не— сумма произведений эквивалентной дозы, полученной каждым органом НТ , на соответствующий весовой коэффициент WТ, учитывающий различную чувствительность органов к излучению. ЭЭД обеспечивает сравнимость и приведение неравномерного облучения тела к такой же оценке его последствий, как и при равномерном облучении:
Т
Не = S HТ WТ .
i=1
Эта величина измеряется в зивертах, Зв. Например, доза облучения легких 1 мЗв соответствует ЭЭД = 0,12 мЗв, т.е. показывает, что при равномерном облучении всего тела дозой 0,12 мЗв вероятность риска от облучения такая же, что и при облучении дозой 1 мЗв только легких.
4.2. Единицы измерения ионизирующих излучений
Активность источника радиационного излучения характеризуется числом ядерных превращений в единицу времени и выражается в беккерелях (Бк): 1Бк = 1 распад в секунду (внесистемная единица Кюри — Кu = 3,7. 1010 Бк).
Поле, создаваемое источником ионизирующего излучения, имеет следующие характеристики:
1. Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения D0 определяется по ионизации воздуха. Она представляет собой отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха массой dm, полностью остановились, к массе воздуха в указанном обьеме:
D0 = dQ / dm
Единица измерения — кулон на килограмм, Кл/кг. Используется и внесистемная единица измерения — рентген, Р ( 1 Р = 2,25 . 10-4 Кл/кг ).
2. Мощность экспозиционной дозы P0— приращение экспозиционной дозы в единицу времени:
P0 = dD0 / dt
Единица измерения — Ампер на килограмм, А/кг. Внесистемная единица Р/с (1 А/кг = 3,88 Р/с).
Поглощение энергии излучения объектами неживой природы характеризуется следующими параметрами:
1. Поглощенная доза излучения D — это энергия ионизирующего излучения dE, поглощенная облучаемым веществом и рассчитанная на единицу его массы:
D = dE / dm
Единица измерения поглощенной дозы — грей, Гр. Внесистемная единица рад, 1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг.
2. Мощность поглощенной дозы Р — приращение поглощенной дозы излучения dD в единицу времени.
P = dD / dt , Гр/с.
При характеристике поглощения облучения биологическими объектами используют следующие понятия:
1. Эквивалентная доза Н — основная дозиметрическая величина в области радиационной безопасности, введенная для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения произвольного состава.
Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества — к, учитывающий биологическую эффективность разных видов ионизирующих излучений. Измеряется в зивертах, Зв, внесистемная единица — бэр, 1 Зв = 100 бэр.
2. Мощность эквивалентной дозы — приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Единица мощности эквивалентной дозы — Зиверт в секунду, Зв/с, 1 Зв/с = 100 бэр/с.
3. Эффективная эквивалентная доза (ЭЭД) Не — сумма произведений эквивалентной дозы, полученной каждым органом НТ, на соответствующий весовой коэффициент WТ, учитывающий различную чувствительность органов к излучению. ЭЭД обеспечивает сравнимость и приведение неравномерного облучения тела к такой же оценке его последствий, как и при равномерном облучении:
Т
Не = HТ WТ .
i=1
Эта величина измеряется в зивертах, Зв. Например, доза облучения легких 1 мЗв соответствует ЭЭД = 0,12 мЗв, т.е. показывает, что при равномерном облучении всего тела дозой 0,12 мЗв вероятность риска от облучения такая же, что и при облучении дозой 1 мЗв только легких.
4.3. Естественные и антропогенные источники ионизирующих излучений
Во всех естественных биотопах всегда наблюдается определенный естественный уровень радиации, даже при отсутствии каких-либо технических источников.
Земная поверхность служит источником многих видов излучения, так как она содержит различные природные радиоактивные элементы: уран, торий, радий, актиний и т.д. Кроме того, в почве и воде встречается два радиоактивных изотопа 40К и 14С, которые активно внедряются в живой организм. В результате распада природного урана в атмосферу выделяется промежуточный продукт распада — радиоактивный инертный газ радон 222Rn и 219Rn.
Вся биосфера подвергается также воздействию излучений, приходящих из космоса. В состав космического излучения входят протоны (более 90 %), -частицы (7 %), ядра тяжелых элементов (1 %). Подавляющая его часть имеет галактическое происхождение, лишь небольшая часть связана с активностью Солнца. Частицы, составляющие галактическое излучение, имеют огромные энергии и, следовательно, обладают большой проникающей способностью. Мощность поглощенной дозы, создаваемая этими частицами, невелика; в космосе она не превышает 0,2 Гр/год, после прохождения через атмосферу снижается до 3 .10-4 Гр/год. Космическое излучение вызывает различные радиационно-химические процессы в верхних слоях атмосферы. По мере приближения к поверхности Земли его роль становится пренебрежительно малой вследствие уменьшения интенсивности излучения.
Антропогенное изменение радиационной обстановки в биосфере связано в основном с ядерными испытаниями, местами захоронения ядерных отходов и объектами ядерной энергетики. В результате антропогенных процессов в биосфере усилились потоки естественных и искусственных радионуклидов, увеличился естественный фон ионизирующих излучений, возросло число зон повышенного радиационного воздействия.
4.2. Единицы измерения ионизирующих излучений
Активность источника радиационного излучения характеризуется числом ядерных превращений в единицу времени и выражается в беккерелях (Бк): 1Бк = 1 распад в секунду (внесистемная единица Кюри — Кu = 3,7. 1010 Бк).
Поле, создаваемое источником ионизирующего излучения, имеет следующие характеристики:
1. Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения D0 определяется по ионизации воздуха. Она представляет собой отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха массой dm, полностью остановились, к массе воздуха в указанном обьеме:
D0 = dQ / dm
Единица измерения — кулон на килограмм, Кл/кг. Используется и внесистемная единица измерения — рентген, Р ( 1 Р = 2,25 . 10-4 Кл/кг ).
2. Мощность экспозиционной дозы P0— приращение экспозиционной дозы в единицу времени:
P0 = dD0 / dt
Единица измерения — Ампер на килограмм, А/кг. Внесистемная единица Р/с (1 А/кг = 3,88 Р/с).
Поглощение энергии излучения объектами неживой природы характеризуется следующими параметрами:
1. Поглощенная доза излучения D — это энергия ионизирующего излучения dE, поглощенная облучаемым веществом и рассчитанная на единицу его массы:
D = dE / dm
Единица измерения поглощенной дозы — грей, Гр. Внесистемная единица рад, 1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг.
2. Мощность поглощенной дозы Р — приращение поглощенной дозы излучения dD в единицу времени.
P = dD / dt , Гр/с.
При характеристике поглощения облучения биологическими объектами используют следующие понятия:
1. Эквивалентная доза Н — основная дозиметрическая величина в области радиационной безопасности, введенная для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения произвольного состава.
Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества — к, учитывающий биологическую эффективность разных видов ионизирующих излучений. Измеряется в зивертах, Зв, внесистемная единица — бэр, 1 Зв = 100 бэр.
2. Мощность эквивалентной дозы — приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Единица мощности эквивалентной дозы — Зиверт в секунду, Зв/с, 1 Зв/с = 100 бэр/с.
3. Эффективная эквивалентная доза (ЭЭД) Не — сумма произведений эквивалентной дозы, полученной каждым органом НТ, на соответствующий весовой коэффициент WТ, учитывающий различную чувствительность органов к излучению. ЭЭД обеспечивает сравнимость и приведение неравномерного облучения тела к такой же оценке его последствий, как и при равномерном облучении:
Т
Не = HТ WТ .
i=1
Эта величина измеряется в зивертах, Зв. Например, доза облучения легких 1 мЗв соответствует ЭЭД = 0,12 мЗв, т.е. показывает, что при равномерном облучении всего тела дозой 0,12 мЗв вероятность риска от облучения такая же, что и при облучении дозой 1 мЗв только легких.
4.3. Естественные и антропогенные источники ионизирующих излучений
Во всех естественных биотопах всегда наблюдается определенный естественный уровень радиации, даже при отсутствии каких-либо технических источников.
Земная поверхность служит источником многих видов излучения, так как она содержит различные природные радиоактивные элементы: уран, торий, радий, актиний и т.д. Кроме того, в почве и воде встречается два радиоактивных изотопа 40К и 14С, которые активно внедряются в живой организм. В результате распада природного урана в атмосферу выделяется промежуточный продукт распада — радиоактивный инертный газ радон 222Rn и 219Rn.
Вся биосфера подвергается также воздействию излучений, приходящих из космоса. В состав космического излучения входят протоны (более 90 %), -частицы (7 %), ядра тяжелых элементов (1 %). Подавляющая его часть имеет галактическое происхождение, лишь небольшая часть связана с активностью Солнца. Частицы, составляющие галактическое излучение, имеют огромные энергии и, следовательно, обладают большой проникающей способностью. Мощность поглощенной дозы, создаваемая этими частицами, невелика; в космосе она не превышает 0,2 Гр/год, после прохождения через атмосферу снижается до 3 .10-4 Гр/год. Космическое излучение вызывает различные радиационно-химические процессы в верхних слоях атмосферы. По мере приближения к поверхности Земли его роль становится пренебрежительно малой вследствие уменьшения интенсивности излучения.
Антропогенное изменение радиационной обстановки в биосфере связано в основном с ядерными испытаниями, местами захоронения ядерных отходов и объектами ядерной энергетики. В результате антропогенных процессов в биосфере усилились потоки естественных и искусственных радионуклидов, увеличился естественный фон ионизирующих излучений, возросло число зон повышенного радиационного воздействия.
34. Виды, свойства и единицы измерения ионизирующих излучений
Ионизирующее излучение — это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов (ионов) разных знаков. Источником ионизирующего излучения являются природные и искусственные радиоактивные вещества и элементы (уран, радий, цезий, стронций и др.) Ионизирующее излучение разделяется на электромагнитное (фотонных) и корпускулярное. К последним относятся излучения, состоящие из потока частиц, масса покоя которых не равна нулю (альфа-и и бета-частиц, протонов, нейтронов и др.) К электромагнитного излучения относятся гамма — и рентгеновского излученияння.
Альфа-излучение — это поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), движущихся со скоростью 20 000 км / с. Особенностью альфа-излучений является его малая проникающая способность. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или воздухом, оно облучает внутренние органы и становится опасным.
Бета-излучение — это поток электронов(-) и позитронов(+), скорость которых приближается к скорости света. Бета-излучение — это электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Бета-лучи способны ионизировать газы, вызывать химические реакции, люминесценцию, действовать на фотопластинки. Значительные дозы внешнего бета-излучения могут вызвать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни.
Гамма-излучение — это коротковолновое электромагнитное излучение, которое по своим свойствам подобно рентгеновского, но имеет большую скорость (примерно равна скорости света а) и энергии. Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер, при ядерных реакциях, а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических поля. Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.
гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке-то к рентгеновскому излучению.
Единицей измерения радиоактивности служит беккерель (Бк, Bq). Один беккерель равен одному распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или его объема (Бк/л, Бк/куб. м). Часто используют внесистемную единицу — кюри (Ки, Ci). Один кюри соответствует числу распадов в секунду в 1 грамме радия. 1 Ки = 3,7.1010 Бк. 1 Бк=2.7 10-11Ки. Широко известная внесистемная единица рентген (Р, R) служит для определения экспозиционной дозы. Один рентген соответствует дозе рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 см3 воздуха образуется 2.109 пар ионов. 1 Р = 2, 58.10-4 Кл/кг.
Ионизирующее излучение | Факты о науке
Что такое ионизирующее излучение?
Ионизирующее излучение — это вид излучения, в котором достаточно энергии, чтобы выбивать электроны из атомов или молекул и делать их заряженными или ионизированными.
Формы ионизирующего излучения
Может быть две формы этого излучения. Одно из них — форма волны, другое — форма частиц. Примерами первой формы являются высокочастотные электромагнитные волны, тогда как электроны, протоны, нейтроны, альфа-частицы, бета-частицы и т. Д., являются примерами формы частиц.
Виды ионизирующего излучения
Его можно разделить на два типа. Прямое ионизирующее излучение состоит из заряженных массивных частиц достаточно высокой энергии, которые могут ионизировать атомы путем прямого взаимодействия. С другой стороны, косвенно ионизирующее излучение состоит из электрически нейтральных частиц, которые не заряжают непосредственно атомы, но могут побуждать другие частицы вызывать ионизацию.
Прямая ионизация
Альфа-частицы
Альфа-частицы — это ядра гелия или дважды положительно заряженные атомы гелия.Поскольку они имеют большую массу, они не могут перемещаться через среду с большой скоростью. Это увеличивает их шансы на столкновение с другими атомами на пути. Вот почему альфа-лучи обладают высокой ионизационной способностью. Однако из-за их частых столкновений с другими частицами они имеют тенденцию быстро терять энергию. Следовательно, они не могут преодолевать большие расстояния в среде и, как говорят, имеют очень низкую проникающую способность.
Бета-частицы
Бета-частицы — это электроны. Поскольку у электронов очень небольшая масса, они могут двигаться с большими скоростями (близкими к скорости света).Этот атрибут снижает их ионизирующую способность. Однако, поскольку они могут преодолевать большие расстояния в среде, они обладают высокой проникающей способностью.
Гамма-лучи
Это электромагнитные волны, имеющие высокую частоту, но низкую длину волны. Они обладают максимальной проникающей способностью, но обладают очень низкой ионизационной способностью.
Непрямая ионизация
Нейтроны
На них нет заряда, но они могут вызывать вторичную ионизацию. Когда быстро движущиеся нейтроны сталкиваются с ядрами водорода, они передают свою энергию протонам.В результате заряженные быстрые протоны излучаются ядрами водорода, которые, в свою очередь, непосредственно ионизируют другие атомы.
Ионизирующего излученияИонизирующее и неионизирующее излучение
Электромагнитный спектр можно условно разделить на две части. Одна часть состоит из низкочастотных волн, таких как инфракрасные волны, микроволны и радиоволны, известных как неионизирующее излучение. Они не обладают достаточным количеством энергии для ионизации. Другая часть состоит из высокочастотных волн, таких как гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовые лучи высокой частоты, которые чрезвычайно энергичны и могут вызывать ионизацию.Следовательно, они известны как ионизирующее излучение.
Источники ионизирующего излучения
Природные источники
Ионизирующее излучение имеет множество источников в природе.
Радон
Этот природный элемент является основным источником ионизирующего излучения. Из-за разницы давлений между воздушными зазорами в почве и пространством внутри зданий этот тяжелый газ может просачиваться через такие зазоры и накапливаться в помещении. Поскольку современные дома сконструированы таким образом, чтобы обеспечить минимальный обмен воздуха с атмосферой при закрытых дверях и окнах, радон задерживается внутри, оказывая воздействие на человеческое тело намного выше допустимого уровня.Если у них есть возможность смешиваться с наружным воздухом, они разбавляются до нормальных приемлемых уровней.
Наземные источники
Коренные породы и почва содержат отложения урана и тория, которые могут радиоактивно распадаться на продукты, вызывающие ионизирующее излучение. Радиоактивный изотоп калия, присутствующий в земной коре, также способствует тому же.
Космическое излучение
Во время своего обращения вокруг Солнца частицы высокой энергии и гамма-лучи падают на Землю.Это действует как источник ионизирующего излучения на поверхности Земли. Однако они в значительной степени поглощаются слоем атмосферы, окружающим голубую планету, который действует как буфер. Следовательно, люди, живущие на больших высотах, где воздух реже, подвергаются большему воздействию, чем те, кто живет на равнинах, около уровня моря. Кроме того, люди, путешествующие по воздуху, и космонавты, отправляющиеся в космическое пространство, подвергаются большему риску космического облучения. Они также известны как фоновые излучения Земли.
Внутреннее излучение
Некоторые радиоактивные изотопы, такие как углерод-14 и калий-40, естественным образом содержатся в пище и питьевой воде и попадают в организм человека через пищеварительный тракт.Это главным образом связано с тем, что сельскохозяйственные культуры выращиваются в почве, содержащей эти минералы, которые могут оставаться в организме человека и вызывать внутреннее облучение.
Искусственные источники
Некоторые источники также могут быть созданы руками человека.
Медицинские источники
Он имеет множество источников в медицинском и стоматологическом секторах, в основном это оборудование, используемое для диагностики заболеваний и ядерных лекарств.
Промышленные источники
Ионизирующее излучение имеет источники в различных отраслях промышленности, включая машиностроение и строительство, ядерную промышленность, неразрушающий контроль и нефтегазовую промышленность.
Рабочие этих заводов могут получить значительное профессиональное облучение, если не будут должным образом регулироваться.
Потребительские товары
Некоторые из этих продуктов содержат радиоактивные материалы, такие как некоторые строительные материалы из кирпича и камня, природный газ, фосфорные удобрения, газовые мантии, некоторые дорожные знаки, светящиеся в темноте, табачные изделия и т. Д.
Атмосферные испытания
Ядерное оружие испытывалось в атмосфере с конца Второй мировой войны до 1980-х годов.Это привело к выбросу радиоактивных материалов, которые в совокупности называются радиоактивными осадками, в окружающую среду. В то время как осадки оседали на землю, они были поглощены окружающей средой и по сей день продолжают излучать ионизирующее излучение, но в небольшом количестве.
Использование ионизирующего излучения
Медицинский
Следы радиоактивных материалов вводятся в кровоток, и их путь через тело отслеживается детекторами излучения для выявления раковых опухолей и засоров в кровеносных сосудах.В инъекциях используется радиоактивный изотоп йода, который накапливается в щитовидной железе и помогает при лечении болезни Грейвса. Они также используются в рентгеновских аппаратах для диагностических целей, в качестве ядерных лекарств для лечения рака и т. Д.
Промышленное
Ионизирующее излучение используется в облучателях для стерилизации продуктов, в термоусадочной упаковке, для измерения толщины материалов, в детекторах дыма, для определения пустоты банок перед запечатыванием, при оценке запасов на нефтяных месторождениях, в ядерных манометрах, используемых в строительство дорог, в плотномерах для расчета расхода материалов по трубам, для проверки качества сварных швов в мостах и зданиях, для выработки электроэнергии на атомных и тепловых электростанциях и т. д.Другие области применения включают отверждение клеев, смол, проводов и оболочек кабелей, производство шин, переработку отходов, консервирование пищевых продуктов и т. Д. Термин «отверждение» здесь относится к упрочнению или упрочнению полимера электронными лучами, нагреванием, химическими добавками или ионизирующего излучения.
Образование и наука
Изотоп углерода-14 используется в углеродном датировании для определения возраста материалов.
Вредное воздействие
Блок
Опасное воздействие на живые клетки измеряется с помощью определенных единиц, таких как серый (Гр).Гр используется для измерения общей дозы радиации, получаемой человеческим телом. Биологический эффект или эффективная доза, потенциально способная причинить вред, измеряется в другой единице — миллизиверте (мЗв). Средняя глобальная естественная доза для человека составляет 2,4 мЗв в год.
Биологический эффект
Если все тело получит очень большие дозы, превышающие 5000 мЗв за короткий промежуток времени, это может быть фатальным. Однако низкие или высокие дозы, вводимые в течение длительного периода времени, вызывают меньший ущерб, поскольку более вероятно, что пораженные клетки успешно восстановятся.Тем не менее, некоторые клетки могут подвергнуться генетической мутации, что приведет к долгосрочным последствиям, таким как рак. При превышении определенного предела воздействие может вызвать покраснение кожи, лучевые ожоги, выпадение волос, острый лучевой синдром или даже нарушить функции некоторых тканей и органов. Серьезность этих симптомов увеличивается с увеличением дозировки. Дозы выше 100 мЗв создают значительный риск рака.
Влияние на беременность
Сумма более 100 мЗв при введении беременной женщине может вызвать повреждение мозга у плода в возрасте от 8 до 25 недель, а не иначе.Тем не менее, рентген не рекомендуется в качестве меры предосторожности. В этом отношении лучшей альтернативой может быть ультразвуковое сканирование.
Меры предосторожности
Все искусственные источники должны регулироваться организациями, специально созданными для поддержания и обеспечения соблюдения стандартов. Правительствам следует проявлять бдительность при проверке пределов облучения заводских и шахтных рабочих, которые непосредственно имеют дело с радиацией. В США есть несколько организаций, которые работают над лицензированием компаний для этого концерна.Врачи также должны с осторожностью назначать пациентам лучевую терапию. Прежде чем обращаться с каким-либо предметом, обратите внимание на приведенный ниже символ предупреждения об опасности ионизирующего излучения.
Символ ионизирующего излученияПродукция, не представляющая потенциальной опасности, помечена следующим символом.
Символ неионизирующего излученияОпасные источники, способные привести к смерти или серьезным травмам, были отмечены Международным агентством по атомной энергии следующим образом.
Опасность излучения — источники высокого риска. Символ. Хотя мы мало что можем сделать для сокращения естественных источников излучения, искусственные источники можно контролировать в значительной степени.Следует поддерживать надлежащий баланс между положительными и отрицательными последствиями на благо человечества и развития общества.
Последнее рецензирование статьи: 8 декабря 2017 г.
.единиц ионизирующего излучения
единиц измерения радиации — международная система (СИ)
Активность изотопа или материала
условная единица: 1 кюри = 37 миллиардов распадов в секунду.
единица СИ: 1 беккерель = 1 распад в секунду
преобразования
1 кюри (Ки) = 37 гигабеккерель (ГБк)
1 гигабеккерель (ГБк) = 27 милликюри (мКи)
Доза (радиация)
условных единиц: доза 1 рад означает поглощение 100 эрг энергии излучения на грамм материала
единицы СИ: доза 1 грей означает поглощение 1 джоуля энергии излучения на килограмм материала
преобразование
1 серый = 100 рад
1 рад = 0.01 Серый
Единица воздействия ионизирующего излучения. Используется только хорошо обученным персоналом.
Количество гамма- или рентгеновского излучения, необходимое для образования ионов, несущих 1 электростатическую единицу электрического заряда (положительного или отрицательного) в 1 куб. См сухого воздуха при стандартных условиях.
1 рентген (R) = 258 микрокулон / кг (мкКл / кг)
1 милликулон / кг мкл / кг = 3876 миллирентген (мР)
эквивалент дозы
Эквивалент дозы является мерой биологического эффекта для облучения всего тела.Эквивалент дозы равен произведению прерванной дозы и фактора качества.
Коэффициент качества (Q) зависит от типа излучения:
x, гамма- или бета-излучение: Q = 1
альфа-параметров: Q = 20
нейтронов неизвестной энергии: Q = 10 (если нейтронный энергия известна, см. более конкретные значения Q в 10 CFR 20.1004, на http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/cfr/part020/part020-1004.html
условных единиц: эквивалент дозы (Rems ) — произведение дозы (Рад) и Q
единиц СИ: эквивалент дозы (Сиверт) — произведение дозы (Грейс) на Q
конверсии
1 Зиверт = 100 Рем
1 Рем = 0.01 Sievert
«C» — это «P» er «M» вход (CPM)
Используется для альфа-частиц, бета-частиц или смешанных гамма / бета, гамма / альфа, альфа / бета фактических отсчетов в минуту. Количество отсчетов в минуту также может быть полезно, когда под вопросом эффективность детектора. Подобно тому, как сцинтиллятор предназначен для обнаружения фотонов 0,013 мэв от 238U, а один измеряет фотоны с энергией 1,146 мэв от 40K, единицы не могут быть легко преобразованы в рентген, поэтому CPM является более подходящей единицей в этих условиях.
«R» oentgen «E» quivalent «P» hysical (rep)
Устаревшая единица поглощенной дозы любого ионизирующего излучения с величиной 93 эрг на грамм. Он был заменен рад.
Справочная информация
Калькулятор Rad pro. Http://www.radprocalculator.com/
Метрические единицы и таблицы преобразования, Справочник по метрике для инженеров, технологов и ученых. Теодор Вильди. ISBN 0-7803-1050-0, номер заказа IEEE: PP4044.
Свод федеральных правил (США), раздел 10, глава 20, «Стандарты защиты от излучения»
ee также
* Количество отсчетов в минуту
* Кюри
* Беккерель
* Рад (единица измерения)
* Серый (единица)
* Рентген
* Рентген-эквивалент человека
* Зиверт
* Альфа-частицы
* Сцинтилляционный счетчик
* Счетчик Гейгера
* Радон
* Ячейка Люка
* Фотоумножитель
Фонд Викимедиа.2010.
.ВОЗ | Что такое ионизирующее излучение?
Введение — Волны и частицы
Цель этого раздела — предоставить каждому информацию об основах ионизирующего излучения.
Энергия, излучаемая источником, обычно называется излучением. Примеры включают тепло или свет от солнца, микроволны от печи, рентгеновские лучи от рентгеновской трубки и гамма-лучи от радиоактивных элементов
Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение — это излучение с достаточной энергией, чтобы во время взаимодействия с атомом оно могло удалить прочно связанные электроны с орбиты атома, в результате чего атом станет заряженным или ионизированным.
Здесь нас интересует только один вид излучения, ионизирующее излучение, которое существует в двух формах — волны или частицы. Дополнительная информация о неионизирующем излучении.
Формы электромагнитного излучения. Они отличаются только частотой и длиной волны.
- Жара
- Радиоволны
- Инфракрасный свет
- Видимый свет
- Ультрафиолетовый свет
- Рентгеновские лучи
- Гамма-лучи
Более длинные волны, более низкочастотные волны (тепло и радио) имеют меньше энергии, чем более короткие волны, более высокочастотные волны (рентгеновские и гамма-лучи).Не все электромагнитное (ЭМ) излучение ионизирующее. Ионизирует только высокочастотная часть электромагнитного спектра, которая включает рентгеновское и гамма-излучение.
Волны
Большинство наиболее известных типов электромагнитного излучения (например, видимый свет, радиоволны) демонстрируют «волнообразное» поведение при взаимодействии с веществом (например, картины дифракции, передача и обнаружение радиосигналов). Лучший способ представить себе электромагнитное излучение — это волновой пакет, называемый фотоном.Фотоны — это беззарядные сгустки энергии, которые движутся в вакууме со скоростью света, составляющей 300 000 км / сек.
Твердые частицы
Особые формы ионизирующего излучения:
Частичное излучение, состоящее из атомных или субатомных частиц (электронов, протонов и т. Д.), Которые несут энергию в форме кинетической энергии или массы в движении.
Электромагнитное излучение, в котором энергия переносится колебательными электрическими и магнитными полями, перемещающимися в пространстве со скоростью света.
Альфа-частицы и бета-частицы считаются непосредственно ионизирующими, потому что они несут заряд и, следовательно, могут напрямую взаимодействовать с атомными электронами посредством кулоновских сил (то есть одинаковые заряды отталкиваются друг от друга; противоположные заряды притягиваются друг к другу).
Нейтрон — косвенно ионизирующая частица. Он косвенно ионизирует, потому что не несет электрического заряда. Ионизация вызывается заряженными частицами, которые образуются при столкновениях с атомными ядрами.
Третий тип ионизирующего излучения включает гамма- и рентгеновские лучи, которые являются электромагнитным, косвенно ионизирующим излучением. Они являются косвенно ионизирующими, поскольку они электрически нейтральны (как и все электромагнитные излучения) и не взаимодействуют с атомными электронами через кулоновские силы.
.типов ионизирующего излучения | Полимастер
Излучение подразделяется на ионизирующее и неионизирующее. Ионизирующее излучение состоит из быстрых атомных, субатомных частиц и фотонов, обладающих достаточной энергией, чтобы вызвать значительную ионизацию вещества (альфа, бета, нейтроны). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а испускаемая избыточная энергия является формой ионизирующего излучения.
Неионизирующее излучение — это любой вид излучения в электромагнитном спектре, у которого недостаточно энергии, чтобы оторвать электрон от атома и превратить его в ион.Неионизирующее излучение относится к электромагнитным волнам, начиная от радиоволн в видимом спектре света и заканчивая гамма-волнами.
На изображении выше показано расположение ионизирующего излучения в электромагнитном спектре
Виды ионизирующего излучения
Ионизирующее излучение представляет собой поток различных микрочастиц или электромагнитных полей, которые обладают способностью ионизировать вещество.В повседневной жизни под ионизирующим излучением понимается проникающее излучение — поток гамма-лучей и частиц (альфа, бета, нейтроны).
Виды ионизирующего излучения: альфа, бета, гамма и нейтронное
Альфа-излучение — поток ядер He, возникающий в результате альфа-распада ядер элементов. Альфа-излучение обладает высокой ионизирующей способностью, но низкой проникающей способностью. Человеческое тело может быть защищено от внешнего потока альфа-частиц с помощью верхней одежды, резиновых перчаток, маски от гриппа и даже бумажного листа.Однако, если источники альфа-частиц проникают в организм человека с воздухом, водой или пищей, это очень опасно.
Бета-излучение — это поток электронов или позитронов, возникающий в результате распада бета-ядер. Бета-излучение имеет меньшую ионизирующую способность, но более высокую проникающую способность, чем альфа. Здесь защитой может служить любое убежище. Бета-частицы могут легко проникать в кожу человека и вызывать повреждение тканей и ожоги.
Рентгеновское и гамма-излучение — электромагнитное излучение, которое приходит вместе с ядерными превращениями.Гамма-лучи — это фотоны, которые исходят от ядра атома. Оба типа ионизирующего излучения могут проходить через человеческое тело, если у них достаточно энергии. Защититься как от рентгеновских, так и от гамма-лучей, оказывается чрезвычайно сложно. Интенсивность гамма-излучения можно уменьшить в два раза при использовании стали (2,8 см), бетона (10 см), грунта (14 см), дерева (30 см).
Нейтронное излучение обозначает поток нейтронов, то есть тяжелых частиц, образующих составную часть ядра.Для защиты от этого вида или излучения можно использовать защитное укрытие, радиационно-защитные укрытия, специально оборудованный подвал или погреб. Все виды барьеров из полимеров, , полиэтилена, и даже воды оказываются эффективными для защиты человека от вредного воздействия радиации.