Радіоактивність і одиниці її вимірювання, наука і життя
Радіоактивність і одиниці її вимірювання
Рентген, грей, зіверт - в чому відмінність?
Радіоактивність - мимовільний розпад нестійких ядер деяких атомів, що супроводжується виділенням іонізуючого випромінювання (радіації).
Іонізуюче випромінювання - потік елементарних частинок або квантів, енергія яких досить велика, щоб викликати іонізацію атомів і молекул в опромінюється речовині. Основні види іонізуючих ного випромінювання - альфа-частинки, бета-промені, гамма-промені, рентгенівські промені, нейтрони.
Альфа-частинка - ядро атома гелію, складається з двох протонів і двох нейтронів. У повітрі пробіг альфа-частинки не перевищує декількох сантиметрів, в м'яких біологічних тканинах - декількох десятків мікрометрів.
Бета-промені - електрони і позитрони. В повітрі здатні пролетіти кілька метрів, в м'які тканини можуть проникати на відстань кількох міліметрів.
Гамма-промені - кванти електромагнітного випромінювання високої енергії з довжиною хвилі коротше 0,01 нм. Здатні поширюватися на великі відстані.
Рентгенівські промені - кванти електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі від 0,01 до 100 нм. Мають меншою енергією, ніж гамма-промені. Утворюються не тільки при радіоактивному розпаді, але і в рентгенівській трубці.
Нейтрони - нейтральні частинки, викликають непряму іонізацію.
Одиницею виміру радіоактивності служить бекерель (Бк, Bq). Один бекерель дорівнює одному розпаду в секунду. Часто використовують позасистемна одиницю - кюрі (Кі, Ci). Один кюрі відповідає числу розпадів в секунду в 1 грамі радію. 1 Ки = 3,7. 10 10 Бк.
Широко відома позасистемна одиниця рентген (Р, R) служить для визначення експозиційної дози. Один рентген відповідає дозі рентгенівського або гамма-випромінювання, при якій в 1 см 3 повітря утворюється 2. 10 9 пар іонів (сумарний заряд іонів дорівнює одній одиниці заряду в системі СГС). 1 Р = 2, 58. 10 -4 Кл / кг.
Щоб оцінити дію випромінювання на речовину, вимірюють поглинену дозу, яка визначається як поглинена енергія на одиницю маси. Одиниця поглиненої дози називається радий (від англійського radiation absorbed dose). Один радий дорівнює 100 ерг / г. В системі СІ використовують іншу одиницю - грей (Гр, Gy). 1 Гр = 100 рад = 1 Дж / кг.
Біологічний ефект різних видів випромінювання є неоднаковим. Це пов'язано з відмінностями в їх проникаючу здатність і характер передачі енергії органам і тканинам живого організму. Тому для оцінки біологічних наслідків використовують біологічний еквівалент рентгена - бер (в англійській мові - rem, Roentgen Equivalent of Man). Доза в берах еквівалентна дозі в радах, помноженої на коефіцієнт якості випромінювання. Для рентгенівських, бета- і гамма-променів коефіцієнт якості вважається рівним одиниці, тобто бер відповідає раду. Для альфа-частинок коефіцієнт якості дорівнює 20 (це означає, що альфа-частинки викликають в 20 разів сильніше пошкодження живої тканини, ніж та ж поглинена доза бета- або гамма-променів). Для нейтронів коефіцієнт становить від 5 до 20 в залежності від енергії. В системі СІ для еквівалентної дози введено спеціальну одиниця, звана зіверт (Зв, Sv). 1 Зв = 100 бер. Еквівалентна доза в зіверт відповідає поглиненої дози в греях, помноженої на коефіцієнт якості.
Див. В номері на ту ж тему
Див. Також статтю С. Панкратова "Одиниці виміру в радіаційній фізиці". "Наука і життя" 1986 р № 9.