გასული საუკუნის შუა წლებიდან მეცნიერებაში შემოვიდა ახალი სიტყვა - რადიაცია. მისმა აღმოჩენამ მოახდინა რევოლუცია ფიზიკოსების გონებაში მთელს მსოფლიოში და საშუალება მისცა, უარი ეთქვათ ნიუტონის ზოგიერთი თეორიისა და გაბედული ვარაუდების გაკეთება სამყაროს სტრუქტურის, მისი ფორმირებისა და მასში ჩვენი ადგილის შესახებ. მაგრამ ეს ყველაფერი ექსპერტებისთვისაა. ქალაქელები მხოლოდ კვნესიან და ცდილობენ შეაგროვონ ასეთი განსხვავებული ცოდნა ამ თემაზე. პროცესს ართულებს ის ფაქტი, რომ რადიაციის გაზომვის საკმაოდ მცირე ერთეულია და ყველა მათგანი დასაშვებია.
ტერმინოლოგია
პირველი ტერმინი, რომელსაც უნდა გავეცნოთ, ფაქტობრივად, რადიაციაა. ასე ჰქვია უმცირესი ნაწილაკების ზოგიერთი ნივთიერების გამოსხივების პროცესს, როგორიცაა ელექტრონები, პროტონები, ნეიტრონები, ჰელიუმის ატომები და სხვა. ნაწილაკების ტიპებიდან გამომდინარე, რადიაციის თვისებები განსხვავდება ერთმანეთისგან. რადიაცია შეინიშნება ან ნივთიერებების უფრო მარტივებად დაშლისას, ან მათი სინთეზის დროს.
რადიაციული ერთეულები არის ჩვეულებრივი ცნებები, რომლებიც მიუთითებენ რამდენი ელემენტარული ნაწილაკი გამოიყოფა მატერიიდან. ამ დროისთვის ფიზიკა მოქმედებს ოჯახზესხვადასხვა ერთეულები და მათი კომბინაციები. ეს საშუალებას გაძლევთ აღწეროთ მატერიასთან დაკავშირებული სხვადასხვა პროცესები.
რადიოაქტიური დაშლა არის თვითნებური ცვლილება არასტაბილური ატომის ბირთვების სტრუქტურაში მიკრონაწილაკების გამოთავისუფლებით.
დაშლის მუდმივი არის სტატისტიკური კონცეფცია, რომელიც პროგნოზირებს ატომის განადგურების ალბათობას დროის მოცემულ პერიოდში.
ნახევარგამოყოფის პერიოდი არის დროის პერიოდი, რომლის დროსაც ნივთიერების მთლიანი რაოდენობის ნახევარი იშლება. ზოგიერთი ელემენტისთვის ის გამოითვლება წუთებში, ზოგისთვის კი წლები და ათწლეულებიც კი.
როგორ იზომება რადიაცია
რადიაციული ერთეულები არ არის ერთადერთი, რომელიც გამოიყენება რადიოაქტიური მასალების თვისებების შესაფასებლად. მათ გარდა გამოიყენება ისეთი რაოდენობები, როგორიცაა:
- გამოსხივების წყაროს აქტივობა;- ნაკადის სიმკვრივე (მაიონებელი ნაწილაკების რაოდენობა ერთეულ ფართობზე)..
გარდა ამისა, განსხვავებაა ცოცხალ და არაცოცხალ ობიექტებზე რადიაციის გავლენის აღწერაში. ასე რომ, თუ ნივთიერება უსულოა, მაშინ მასზე ვრცელდება ცნებები:
- აბსორბირებული დოზა; - ექსპოზიციის დოზა.
თუ რადიაციამ იმოქმედა ცოცხალ ქსოვილზე, მაშინ გამოიყენება შემდეგი ტერმინები:
- ექვივალენტური დოზა;
- ეფექტური ექვივალენტური დოზა; - დოზის სიხშირე.
გამოსხივების საზომი ერთეულები, როგორც ზემოთ აღინიშნა, არის პირობითი რიცხვითი მნიშვნელობები, რომლებიც მიღებულია მეცნიერების მიერ გამოთვლების გასაადვილებლად და ჰიპოთეზებისა და თეორიების შესაქმნელად. ალბათ ამიტომაც არ არსებობს არც ერთი ზოგადად მიღებული საზომი ერთეული.
კური
რადიაციის ერთ-ერთი ერთეული არის კური. ის არ ეკუთვნის სისტემას (არ ეკუთვნის SI სისტემას). რუსეთში მას იყენებენ ბირთვულ ფიზიკასა და მედიცინაში. ნივთიერების აქტივობა ერთი კურიის ტოლი იქნება, თუ მასში ერთ წამში მოხდება 3,7 მილიარდი რადიოაქტიური დაშლა. ანუ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ერთი კური უდრის სამ მილიარდ შვიდას მილიონ ბეკერელს.
ეს რიცხვი განპირობებული იყო იმით, რომ მარი კიური (რომელმაც ეს ტერმინი შემოიტანა მეცნიერებაში) ჩაატარა ექსპერიმენტები რადიუმზე და საფუძვლად აიღო მისი დაშლის სიჩქარე. მაგრამ დროთა განმავლობაში, ფიზიკოსებმა გადაწყვიტეს, რომ ამ ერთეულის რიცხვითი მნიშვნელობა უკეთესია სხვასთან - ბეკერელთან. ამან შესაძლებელი გახადა მათემატიკური გამოთვლების ზოგიერთი შეცდომის თავიდან აცილება.
კურის გარდა, ხშირად შეგიძლიათ იპოვოთ მრავლობითი ან ქვემრავლობითი, როგორიცაა:
- მეგაკურია (უდრის 3,7-ჯერ 10 ბეკერელის მე-16 ხარისხს);
- კილოკურია (3, 7 ათასი მილიარდი ბეკერელი);
- მილიკური (37 მილიონი ბეკერელი);- მიკროკური (37 ათასი ბეკერელი).
ამ ერთეულის გამოყენებით შეგიძლიათ გამოხატოთ ნივთიერების მოცულობა, ზედაპირი ან კონკრეტული აქტივობა.
ბეკერელი
გამოსხივების დოზის ბეკერელის ერთეული სისტემურია და შედის ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI). ეს ყველაზე მარტივია, რადგან ერთი ბეკერელის რადიაციული აქტივობა ნიშნავს, რომ მატერიაში მხოლოდ ერთი რადიოაქტიური დაშლა ხდება წამში.
მამა მიიღო სახელი ფრანგი ფიზიკოსის ანტუან ანრი ბეკერელის პატივსაცემად. სათაური იყოდამტკიცებულია გასული საუკუნის ბოლოს და გამოიყენება დღესაც. ვინაიდან ეს საკმაოდ მცირე ერთეულია, ათობითი პრეფიქსები გამოიყენება აქტივობის აღსანიშნავად: kilo-, milli-, micro- და სხვა.
ამ ბოლო დროს ბეკერელებთან ერთად გამოიყენეს არასისტემური ერთეულები, როგორიცაა კური და რუტერფორდი. ერთი რუტერფორდი უდრის მილიონ ბეკერელს. მოცულობითი ან ზედაპირული აქტივობის აღწერილობაში შეგიძლიათ იპოვოთ აღნიშვნები ბეკერელი თითო კილოგრამზე, ბეკერელი მეტრზე (კვადრატული ან კუბური) და მათი სხვადასხვა წარმოებულები.
რენტგენი
გამოსხივების საზომი ერთეული, რენტგენი, ასევე არ არის სისტემური, თუმცა იგი ყველგან გამოიყენება მიღებული გამა გამოსხივების ზემოქმედების დოზის აღსანიშნავად. ერთი რენტგენი უდრის რადიაციის ისეთ დოზას, რომლის დროსაც ჰაერის ერთი კუბური სანტიმეტრი სტანდარტული ატმოსფერული წნევისა და ნულოვანი ტემპერატურის დროს ატარებს მუხტს ტოლი 3,3(10-10). ეს უდრის ორი მილიონი წყვილი იონის.
მიუხედავად იმისა, რომ რუსეთის ფედერაციის კანონმდებლობით უმეტესი არასისტემური ერთეულები აკრძალულია, რენტგენი გამოიყენება დოზიმეტრების მარკირებისას. მაგრამ ისინი მალე შეწყვეტენ გამოყენებას, რადგან უფრო პრაქტიკული აღმოჩნდა ყველაფრის ნაცრისფერში და სივერტებში ჩაწერა და გამოთვლა.
რადი
გამოსხივების საზომი ერთეული, რადი, არის SI სისტემის გარეთ და უდრის გამოსხივების რაოდენობას, რომლის დროსაც ჯოულის ენერგიის მემილიონედი გადაეცემა ნივთიერების ერთ გრამს. ანუ ერთი რადი არის 0,01 ჯოული თითო კილოგრამ მატერიაზე.
მასალა, რომელიც შთანთქავს ენერგიას, შეიძლება იყოს ცოცხალი ქსოვილი ან სხვა ორგანული დაარაორგანული ნივთიერებები და ნივთიერებები: ნიადაგი, წყალი, ჰაერი. როგორც დამოუკიდებელი ერთეული, რადი დაინერგა 1953 წელს და რუსეთში უფლება აქვს გამოიყენოს ფიზიკასა და მედიცინაში.
ნაცრისფერი
ეს არის კიდევ ერთი საზომი ერთეული რადიაციის დონისთვის, რომელიც აღიარებულია ერთეულების საერთაშორისო სისტემის მიერ. ის ასახავს რადიაციის შთანთქმის დოზას. ითვლება, რომ ნივთიერებამ მიიღო ერთი ნაცრისფერი დოზა, თუ ენერგია, რომელიც გადაეცა გამოსხივებას უდრის ერთ ჯოულს თითო კილოგრამზე.
ამ ერთეულმა მიიღო თავისი სახელი ინგლისელი მეცნიერის ლუის გრეის პატივსაცემად და ოფიციალურად შევიდა მეცნიერებაში 1975 წელს. წესების მიხედვით, ერთეულის სრული სახელწოდება იწერება მცირე ასოთი, მაგრამ მისი შემოკლებული აღნიშვნა მთავრდება. ერთი ნაცრისფერი უდრის ას რადას. მარტივი ერთეულების გარდა, მეცნიერებაში ასევე გამოიყენება მრავალჯერადი და ქვემრავალჯერადი ეკვივალენტები, როგორიცაა კილოგრაი, მეგაგრეი, დეციგრაი, სანტიგრაი, მიკროგრეი და სხვა.
სივერტი
გამოსხივების სივერტის ერთეული გამოიყენება გამოსხივების ეფექტური და ექვივალენტური დოზების აღსანიშნავად და ასევე არის SI სისტემის ნაწილი, როგორიცაა ნაცრისფერი და ბეკერელი. მეცნიერებაში გამოიყენება 1978 წლიდან. ერთი სივერტი უდრის ენერგიის შთანთქმას კილოგრამი ქსოვილის მიერ გამა სხივების ერთი გაცხელების შემდეგ. დანაყოფის სახელი ეწოდა როლფ სივერტის, შვედეთის მეცნიერის პატივსაცემად.
განმარტებით, სივერტები და ნაცრისფერი ტოლია, ანუ ეკვივალენტურ და შეწოვილ დოზებს აქვთ იგივე ზომა. მაგრამ მათ შორის მაინც არის განსხვავება. ექვივალენტური დოზის განსაზღვრისასაუცილებელია გავითვალისწინოთ გამოსხივების არა მხოლოდ რაოდენობა, არამედ სხვა თვისებებიც, როგორიცაა ტალღის სიგრძე, ამპლიტუდა და რომელი ნაწილაკები წარმოადგენს მას. ამრიგად, შთანთქმის დოზის რიცხვითი მნიშვნელობა მრავლდება გამოსხივების ხარისხის ფაქტორზე.
ასე, მაგალითად, თუ ყველა სხვა თანაბარია, ალფა ნაწილაკების შთანთქმის ეფექტი ოცჯერ უფრო ძლიერი იქნება, ვიდრე გამა გამოსხივების იგივე დოზა. გარდა ამისა, აუცილებელია ქსოვილის კოეფიციენტის გათვალისწინება, რომელიც აჩვენებს, თუ როგორ რეაგირებენ ორგანოები რადიაციაზე. ამიტომ, ექვივალენტური დოზა გამოიყენება რადიობიოლოგიაში, ხოლო ეფექტური დოზა გამოიყენება პროფესიული ჯანმრთელობისთვის (რადიაციული ზემოქმედების ნორმალიზებისთვის).
მზის მუდმივი
არსებობს თეორია, რომ სიცოცხლე ჩვენს პლანეტაზე მზის რადიაციის გამო გაჩნდა. ვარსკვლავიდან გამოსხივების საზომი ერთეულები არის კალორიები და ვატი გაყოფილი დროის ერთეულზე. ეს გადაწყდა, რადგან მზის რადიაციის რაოდენობა განისაზღვრება ობიექტების მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობით და ინტენსივობით, რომლითაც ის მოდის. გამოსხივებული ენერგიის მთლიანი რაოდენობის მხოლოდ ნახევარი მემილიონედი აღწევს დედამიწას.
ვარსკვლავების გამოსხივება კოსმოსში ვრცელდება სინათლის სიჩქარით და ჩვენს ატმოსფეროში სხივების სახით შედის. ამ გამოსხივების სპექტრი საკმაოდ ფართოა - „თეთრი ხმაურიდან“, ანუ რადიოტალღებიდან, რენტგენის სხივებამდე. ნაწილაკები, რომლებიც ასევე ერწყმის გამოსხივებას, არის პროტონები, მაგრამ ზოგჯერ შეიძლება იყოს ელექტრონები (თუ ენერგიის გამოყოფა დიდი იყო).
მზიდან მიღებული გამოსხივება არის ყველა ცოცხალი პროცესის მამოძრავებელი ძალაპლანეტა. ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც ჩვენ ვიღებთ, დამოკიდებულია სეზონზე, ჰორიზონტის ზემოთ ვარსკვლავის მდებარეობაზე და ატმოსფეროს გამჭვირვალობაზე.
გამოსხივების გავლენა ცოცხალ არსებებზე
თუ ერთი და იგივე მახასიათებლების მქონე ცოცხალი ქსოვილები დასხივდება სხვადასხვა ტიპის გამოსხივებით (იგივე დოზით და ინტენსივობით), შედეგები განსხვავდება. ამიტომ, შედეგების დასადგენად, მხოლოდ აბსორბირებული ან ექსპოზიციის დოზა არ არის საკმარისი, როგორც ეს არის უსულო საგნების შემთხვევაში. სცენაზე ჩნდება გამჭოლი გამოსხივების ერთეულები, როგორიცაა sieverts rems და gray, რომლებიც მიუთითებენ რადიაციის ექვივალენტურ დოზაზე.
ექვივალენტი არის დოზა, რომელიც შეიწოვება ცოცხალი ქსოვილის მიერ და მრავლდება პირობით (ცხრილის) კოეფიციენტზე, რომელიც ითვალისწინებს რამდენად საშიშია ამა თუ იმ ტიპის გამოსხივება. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ზომა არის სივერტი. ერთი სივერტი უდრის ას რემს. რაც უფრო მაღალია კოეფიციენტი, მით უფრო საშიშია გამოსხივება, შესაბამისად. ასე რომ, ფოტონებისთვის ეს არის ერთი, ხოლო ნეიტრონებისა და ალფა ნაწილაკებისთვის არის ოცი.
რუსეთში და დსთ-ს სხვა ქვეყნებში ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე მომხდარი ავარიის შემდეგ განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმო ადამიანის რადიაციის ზემოქმედების დონეს. ბუნებრივი გამოსხივების წყაროებიდან მიღებული ექვივალენტური დოზა არ უნდა აღემატებოდეს ხუთ მილიზივერტს წელიწადში.
რადიონუკლიდების მოქმედება არაცოცხალ ობიექტებზე
რადიოაქტიური ნაწილაკები ატარებენ ენერგიის მუხტს, რომელსაც ისინი გადასცემენ მატერიას, როდესაც ისინი შეჯახებიან მას. და რაც უფრო მეტი ნაწილაკი შედის კონტაქტში გზაზეგარკვეული რაოდენობის მატერია, მით მეტ ენერგიას მიიღებს იგი. მისი რაოდენობა შეფასებულია დოზებით.
- აბსორბირებული დოზა არის რადიოაქტიური გამოსხივების რაოდენობა, რომელიც მიღებულია ნივთიერების ერთეულით. იგი იზომება ნაცრისფერში. ეს მნიშვნელობა არ ითვალისწინებს იმ ფაქტს, რომ სხვადასხვა ტიპის გამოსხივების გავლენა მატერიაზე განსხვავებულია.
- ექსპოზიციის დოზა - არის აბსორბირებული დოზა, მაგრამ სხვადასხვა რადიოაქტიური ნაწილაკების ზემოქმედებით ნივთიერების იონიზაციის ხარისხის გათვალისწინებით. ის იზომება კულონებში თითო კილოგრამზე ან რენტგენებში.
