В чем измеряется радиация, в каких единицах? В чем измеряется радиация.

Радиация - это не нечто отвлечённое, о чём мы вскользь говорим в незначимых случайных беседах. Её влияние на здоровье, самочувствие, долгожительство человека многократно экспериментально доказано. Опытная проверка пагубного воздействия радиации - долгая эпопея, начиная со времён Курчатова, когда по неведению учёные прохаживались посреди испытательного полигона, не защищённые ничем, кроме лёгкого цивильного костюма, до Чернобыля и Фукусимы, проблематика которых до сих пор стоит на повестке дня специально созданных чрезвычайных команд «ликвидаторов».

Прежде всего, практический интерес представляют те единицы измерения, что отмечены на шкалах доступных для приобретения дозиметров, ведь именно эти приборы позволяют рядовому обывателю оценить радиационную опасность в квартире, на рабочем месте, в зоне отдыха, вблизи от вызывающих беспокойство природных и рукотворных объектов.
Измерительные дозиметры (отличающиеся от низкочувствительных регистрационных и профессиональных высокоточных поисковых приборов) главным образом регистрируют мощность дозы излучения непосредственно в месте нахождения (иначе говоря, дозу излучения в единицу времени). Выражается эта величина в микрозивертах в час.

В чём измеряется радиация : эквивалентная доза

Сам по себе зиверт (Зв) определяет так называемую «эквивалентную дозу» - энергию, приходящуюся на 1 кг массы биологического объекта, рассчитанную с учётом особого коэффициента, определяющего опасность того или иного вида излучения (альфа, бета или гамма). Наибольший поражающий эффект свойствен альфа-излучению (потоку ядер гелия-4), но и произвести измерения в этом случае сложнее всего, так как прибор необходимо подносить на малое расстояние (2-3 см) к источнику излучения.

Шкала нередко проградуирована также в единицах, отображающих активность радионуклида (количество радиоактивных распадов в секунду). Применяются беккерель (1Бк), соответствующий одному распаду в секунду, и превосходящая его в 37 000 000 000 раз единица кюри (1Ки). Собственно, вопрос, в чём измеряется радиация бытовыми дозиметрами с погрешностью 25-30%, на этом можно считать закрытым.

Миллирентгены в час (в чём измеряется радиация в новостных выпусках)

С чем соотносится чаще всего фигурирующая в официальных отчётах единица «миллирентген в час»? Рентген (1Р) составляет сотую часть зиверта, соответственно, 1мкЗв = 100мкР = 0,1 мР, то есть показания шкалы дозиметра, проградуированного в микрозивертах, нужно умножать на 10, чтобы сравнить их с озвученными данными, измеренными в миллирентгенах.

Таблицы опасных доз излучения, впрочем, чаще изображают в миллизивертах (1мЗв = 1000 мкЗв). Опасны кратковременные значительные дозы (10 000 мЗв - летальный исход в первые же недели, от 2000 мЗв - тяжёлые формы лучевой болезни, от 1000 мЗв - отсроченные во времени онкологические болезни). Накопление малых доз в течение длительного промежутка времени также небезопасно. Для того, чтобы просчитать последствия, необходимо производить измерения дозиметром, фиксируя время пребывания в опасной зоне, и высчитывать сумму всех показателей (эквивалентную дозу, количество полученных зивертов, в каждом случае равное произведению времени на мощность излучения).

Радиационный фон - как и в чём измеряется радиация, безопасная для здоровья

Естественный радиационный фон образуется многими факторами: интенсивностью солнечной радиации на данной широте в данное время года, присутствием радиоактивных пород в почвах, строительных конструкциях, иных предметах, вплоть до присутствующего в костной системе человека радиоактивного калия-40. Значительную лепту в естественный фон вносит повсеместно выделяемый из глубин земли газ радон, концентрацию которого в закрытых помещениях легко уменьшить до нормы обычным регулярным проветриванием. Годовая норма, получаемая человеком за счёт присутствия естественных источников излучения - около 3 мЗв. Фоновое излучение вблизи ядерных объектов по санитарным нормам не превышает 0,05 мЗв/год, обычно же бывает гораздо меньше.

В чём измеряется радиация помимо зивертов, рентгенов и кюри, вникать вряд ли нужно. Прочие единицы являются в основном производными от перечисленных, наиболее употребимых. Так, 1 бэр составляет 0,01Зв, грэй (1Гр) - численно соответствует зиверту, с той разницей, что в грэях измеряется «поглощённая доза», а не «эффективная» (без учёта выше упомянутого коэффициента опасности); 1 рад = 0,01Гр.

Многие сталкиваются с трудностями при определении единиц измерения радиоактивного излучения и практическом использовании полученных значений. Сложности возникают не только из-за их большого разнообразия: беккерели, кюри, зиверты, рентгены, рады, кулоны, ремы и др., но и из-за того, что не все используемые величины связаны между собой кратными соотношениями и при необходимости могут переводиться из одних в другие.

Как разобраться?

Все довольно просто, если отдельно рассматривать единицы, связанные с радиоактивностью, как физическим явлением, и величины, измеряющие воздействие этого явления (ионизирующего излучения) на живые организмы и окружающую среду. А также, если не забывать о внесистемных единицах и единицах радиоактивности, действующих в системе СИ (Международная система единиц), которая была введена в 1982 году и обязательна к использованию во всех учреждениях и предприятиях.

Внесистемная (старая) единица измерения радиоактивности

Кюри (Ки) - первая единица радиоактивности, измеряющая активность 1 грамма чистого радия. Введенная с 1910 года и названная в честь французских ученых К. и М. Кюри, она не связана с какой-либо системой измерения и в последнее время утратила свое практическое значение. В России же кюри, несмотря на действующую систему СИ, разрешенная к использованию в области ядерной физики и медицины без срока ограничения.

Единицы радиоактивности в системе СИ

В СИ используется другая величина - беккерель (Бк), которая определяет распад одного ядра в секунду. Беккерель более удобен в расчетах, чем кюри, поскольку имеет не такие большие значения и позволяет без сложных математических действий по радиоактивности радионуклида определить его количество. Высчитав количество распадов 1 г радона, легко установить соотношение между Ки и Бк: 1 Ки = 3,7*1010 Бк, а также определить активность любого другого радиоактивного элемента.

Измерение ионизирующих излучений

С открытием радия было обнаружено, что излучение радиоактивных веществ влияет на живые организмы и вызывает биологические эффекты, сходные с действием рентгеновского облучения. Появилось такое понятие, как доза ионизирующего излучения - величина, которая позволяет оценивать воздействие радиационного облучения на организмы и вещества. В зависимости от особенностей облучения, выделяют эквивалентную, поглощенную и экспозиционную дозы:

1. Экспозиционная доза - показатель ионизации воздуха, возникающей под действием гамма- и рентгеновских лучей, определяется количеством образовавшихся ионов радионуклидов в 1 куб. см. воздуха при нормальных условиях. В системе СИ она измеряется в кулонах (Кл), но существует и внесистемная единица - рентген (Р). Один рентген - большая величина, поэтому удобнее на практике использовать ее миллионную (мкР) или тысячную (мР) доли. Между единицами экспозиционной дозы установлено следующее соотношения: 1 Р = 2, 58.10-4 Кл/кг.
2. Поглощенная доза - энергия альфа-, бета- и гамма-излучения, поглощенная и накопленная единицей массы вещества. В международной системе СИ для нее введена следующая единица измерения - грей (Гр), хотя до сих пор в отдельных областях, например в радиационной гигиене и в радиобиологии широко используется внесистемная единица - рад (Р). Между этими величинами имеется такое соответствие: 1 Рад = 10-2 Гр.
3. Эквивалентная доза - поглощенная доза ионизирующего излучения, учитывающая степень его воздействия на живую ткань. Поскольку одинаковые дозы альфа-, бета- или гамма-излучения оказывают разный биологический ущерб, введен так называемый КК -коэффициент качества. Для получения эквивалентной дозы необходимо поглощенную дозу, полученную от определенного вида излучения, умножить на этот коэффициент. Измеряется эквивалентная доза в берах (Бэр) и зивертах (Зв), обе эти единицы взаимозаменяемы, переводятся из одной в другую таким образом: 1 Зв = 100 Бэр (Рем).

В системе СИ используется зиверт - эквивалентная доза конкретного ионизирующего излучения, поглощенная одним килограммом биологической ткани. Для пересчета греев в зиверты следует учесть коэффициент относительной биологической активности (ОБЭ), который равен:

• для альфа-частиц - 10-20;
• для гамма- и бета-излучения - 1;
• для протонов - 5-10;
• для нейтронов со скоростью до 10 кэВ - 3-5;
• для нейтронов со скоростью больше 10 кэВ: 10-20;
• для тяжелых ядер - 20.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) или рем (в английском языке rem - Roentgen Equivalent of Man) - внесистемная единица эквивалентной дозы. Поскольку альфа-излучение наносит больший ущерб, то для получения результата в ремах, необходимо измеренную радиоактивность в радах умножить на коэффициент, равный двадцати. При определении гамма- или бета-излучения перевод величин не требуется, поскольку ремы и рады равны друг другу.

Единица измерения Зиверт. Опасные и повседневные уровни радиации .

Зиверт (обозначение: Зв , Sv ) — единица измерения СИ эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения (используется с 1979 г.). 1 зиверт — это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе 1 Гр (1 Грей).

Через другие единицы измерения СИ зиверт выражается следующим образом:
1 Зв = 1 Дж/кг = 1 м 2 / с 2 (для излучений с коэффициентом качества, равным 1,0)

Равенство зиверта и грея показывает, что эффективная доза и поглощeнная доза имеют одинаковую размерность, но не означает, что эффективная доза численно равна поглощeнной дозе. При определении эффективной дозы учитывается биологическое воздействие радиации, она равна поглощённой дозе, умноженной на коэффициент качества, зависящий от вида излучения и характеризует биологическую активность того или иного вида излучения. Имеет большое значение для радиобиологии.

Единица названа в честь шведского учeного Рольфа Зиверта.

Раньше (а иногда и сейчас) использовалась единица бэр(биологический эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man) — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. 100 бэр равны 1 зиверту. Также верно что 100 рентген = 1 зиверт с оговоркой, что рассматривается биологическое действие рентгеновского излучения.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Допустимые и смертельные дозы для человека

Миллизиверт часто используется как мера дозы при медицинских диагностических процедурах (рентгеноскопия, рентгеновская компьютерная томография и т. п.).

Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апр. 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации».

Естественное фоновое ионизирующее излучение в среднем равно 2,4 мЗв/год. При этом разброс значений фонового излучения в разных точках Земли составляет 1—10 мЗв/год.

При однократном равномерном облучении всего тела и неоказании специализированной медицинской помощи смерть наступает в 50 % случаев:

• при дозе порядка 3-5 Зв из-за повреждения костного мозга в течение 30—60 суток;
• 10 ± 5 Зв из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лeгких в течение 10—20 суток;
• > 15 Зв из-за повреждения нервной системы в течение 1—5 суток.

Таким образом:

1 Ки = 3,7·10 10 Бк (точно) 1 Бк = 2,7027·10 −11 Ки.

Значение 1 кюри изначально было определено как радиоактивность эманации радия (т. е. радона-222), находящейся в радиоактивном равновесии с 1 г 226 Ra . В настоящее время единица привязана к беккерелю (по определению, 1 Ки = 3,7·10 10 Бк), чтобы избежать погрешности, связанной с определением периода полураспада радия-226 и составляющей несколько десятых долей процента.

Активность цезия-137 или кобальта-60, используемых при радиотерапии, может составлять примерно 1000 Ки, что способно привести к серьёзным последствиям для здоровья, даже если воздействие будет продолжаться несколько минут.

Кроме кюри часто используется мкКюри: 1 мкКи = 3,7·10 4 распадов в секунду = 2,22·10 6 распадов в минуту.

Человеческий организм содержит примерно 0,1 мкКи калия-40 натурального происхождения.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Кюри (единица измерения)" в других словарях:

Кюри, внесистемная единица активности нуклида в радиоактивном источнике (активности изотопа). Названа в честь французских учёных П. Кюри и М. Склодовской Кюри. Сокращённое обозначение: русское ≈ кюри, международное ≈ Ci. Была определена… …

У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Резерфорд. Резерфорд (обозначение: Рд, Rd) устаревшая внесистемная единица измерения активности радиоактивного источника. 1 Рд определяется как 106 актов распада в 1 секунду . Таким… … Википедия

- (фр. Curie) французская фамилия. Известные носители Пьер Кюри (1859 1906) французский физик; лауреат Нобелевской премии по физике. Мария Склодовская Кюри (1867 1934) французский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по физике и химии;… … Википедия

Единица измерения радиоактивности естественной или искусственной; определяется (ГОСТ 8848 63) таким количеством любого радиоактивного вещества, и котором происходит 3,700·1010 распадов и секунду (радиоактивность 1 г радия). Часто пользуются… … Геологическая энциклопедия

кюри - нескл., ср. Curie. По имени фр. физиков П. Кюри и М. Склодовской Кюри. спец. Единица измерения радиоактивности. БАС 1. Наибольшую активность0, 67. 10 9 кюри(литр, дал источник, вытекающий из сланцев. Природа 1925 1 3 107. Однако на АЭС случаются… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

КЮРИ - (1) точка температура, по достижении которой нагреваемые (см.) теряют намагниченность и становятся (см.), а (см.), теряя самопроизвольную поляризацию, обычными (см.); (2) внесистемная единица измерения естественной млн. искусственной… … Большая политехническая энциклопедия

КЮРИ (Curie) Мария (1867 1934), уроженка Польши, специализировавшаяся в области РАДИОАКТИВНОСТИ. Муж Марии Кюри, Пьер Кюри, занимался электрическими и магнитными свойствами кристаллов, он же сформулировал зависимость намагничивания от… … Научно-технический энциклопедический словарь

I Кюри (Curie) Ирен (1897 1956), французский физик; см. Жолио Кюри И. II Кюри (Curie) Пьер (15.5.1859, Париж, 19.4.1906, там же), французский физик, член Французской АН (1905). После окончания Парижского университета (1877)… … Большая советская энциклопедия

Величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения метр служит стержень длиной 1 м. В принципе, можно представить… … Энциклопедия Кольера

Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже в таблице 10 дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.

Таблица 10.

Для описания влияния ионизирующих излучений на вещество используются следующие понятия и единицы измерения:
Активность радионуклида в источнике (А) . Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

Единица активности в системе СИ - Беккерель (Бк).
Внесистемная единица - Кюри (Ки).

Число радиоактивных ядер N(t) данного изотопа уменьшается со временем по закону:

N(t) = N 0 exp(-tln2/T 1/2) = N 0 exp(-0.693t /T 1/2)

где N 0 - число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, Т 1/2 -период полураспада - время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.
Массу m радионуклида активностью А можно рассчитать по формуле:

m = 2.4·10 -24 × M ×T 1/2 × A,

где М - массовое число радионуклида, А - активность в Беккерелях, T 1/2 - период полураспада в секундах. Масса получается в граммах.
Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц:

Единица экспозиционной дозы - Рентген (Р). Рентген - это экспозиционная доза рентгеновского и
-излучения, создающая в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р
соответствует 2.08·10 9 пар ионов (2.08·10 9 = 1/(4.8·10 -10)). Если принять среднюю энергию образования 1 пары ионов в воздухе равной 33.85 эВ, то при экспозиционной дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная:
(2.08·10 9)·33.85·(1.6·10 -12) = 0.113 эрг,
а одному грамму воздуха:
0.113/ возд = 0.113/0.001293 = 87.3 эрг.
Поглощение энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.
Поглощенная доза (D) - основная дозиметрическая величина. Она равна отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

Единица поглощенной дозы - Грей (Гр). Внесистемная единица Рад определялась как поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества.
Эквивалентная доза (Н) . Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы D r , созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель w r (называемый еще - коэффициент качества излучения)
(таблица 11).

Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).

Таблица 11.

Влияние облучения носит неравномерный характер. Для оценки ущерба здоровью человека за счет различного характера влияния облучения на разные органы (в условиях равномерного облучения всего тела) введено понятие эффективной эквивалентной дозы Е эфф применяемое при оценке возможных стохастических эффектов - злокачественных новообразований.
Эффективная доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях:

где w t - тканевый весовой множитель (таблица 12), а H t -эквивалентная доза, поглощенная в
ткани - t. Единица эффективной эквивалентной дозы - Зиверт.

Таблица 12.

Коллективная эффективная эквивалентная доза. Для оценки ущерба здоровью персонала и населения от стохастических эффектов, вызванных действием ионизирующих излучений, используют коллективную эффективную эквивалентную дозу S, определяемую как:

где N(E) - число лиц, получивших индивидуальную эффективную эквивалентную дозу Е. Единицей S является человеко-Зиверт
(чел-Зв).
Радионуклиды - радиоактивные атомы с данным массовым числом и атомным номером, а для изомерных атомов - и с данным определенным энергетическим состоянием атомного ядра. Радионуклиды
(и нерадиоактивные нуклиды) элемента иначе называют его изотопами.
Помимо названных выше величин для сравнения степени радиационного повреждения вещества при воздействии на него различных ионизирующих частиц с разной энергией используется также величина линейной передачи энергии (ЛПЭ), определяемая соотношением:

где - средняя энергия, локально переданная среде ионизирующей частицей вследствие столкновений на элементарном пути dl.
Пороговая энергия обычно относится к энергии электрона. Если в акте столкновения первичная заряженная частица образует -электрон с энергией больше , то эта энергия не включается в значение dE, и -электроны с энергией больше рассматриваются как самостоятельные первичные частицы.
Выбор пороговой энергии является произвольным и зависит от конкретных условий.
Из определения следует, что линейная передача энергии является некоторым аналогом тормозной способности вещества. Однако между этими величинами есть различие. Заключается оно в следующем:
1. ЛПЭ не включает энергию, преобразованную в фотоны, т.е. радиационные потери.
2. При заданном пороге ЛПЭ не включает в себя кинетическую энергию частиц, превышающую .
Величины ЛПЭ и тормозной способности совпадают, если можно пренебречь потерями на тормозное излучение и

Таблица 13.

По величине линейной передачи энергии можно определить весовой множитель данного вида излучения (таблица 14)

Таблица 14.

Предельно допустимые дозы облучения

По отношению к облучению население делится на 3 категории.
Категория А облучаемых лиц или персонал (профессиональные работники) - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.
Категория Б облучаемых лиц или ограниченная часть населения - лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию ионизирующих излучений.
Категория В облучаемых лиц или население - население страны, республики, края или области.
Для категории А вводятся предельно допустимые дозы -наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Для категории Б определяется предел дозы.
Устанавливается три группы критических органов:
1 группа - все тело, гонады и красный костный мозг.
2 группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам.
3 группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.
Дозовые пределы облучения для разных категорий лиц даны в таблице 15.

Таблица 15.

Помимо основных дозовых пределов для оценки влияния излучения используют производные нормативы и контрольные уровни. Нормативы рассчитаны с учетом непревышения дозовых пределов ПДД (предельно допустимая доза) и ПД (предел дозы). Расчет допустимого содержания радионуклида в организме проводят с учетом его радиотоксичности и непревышения ПДД в критическом органе. Контрольные уровни должны обеспечивать такие низкие уровни облучения, какие можно достичь при соблюдении основных дозовых пределов.
Для категории А (персонала) установлены:
- предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;
- допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДС А;
- допустимая мощность дозы излучения ДМД А;
- допустимая плотность потока частиц ДПП А;
- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида в воздухе рабочей зоны ДК А;
- допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗ А.
Для категории Б (ограниченной части населения) установлены:
- предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания или пищеварения;
- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида ДК Б в атмосферном воздухе и воде;
- допустимая мощность дозы ДМД Б;
- допустимая плотность потока частиц ДПП Б;
- допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхностей ДЗ Б.
Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в
"Нормах радиационной безопасности".