Единицы измерения радиации


Единицы измерения и дозы радиации

Навигация по статье:


Содержание статьи

В каких единицах измеряется радиация и какие допустимые дозы безопасны для человека. Какой радиационный фон является естественным, а какой допустимым. Как перевести одни единицы измерения радиации в другие.


Допустимые дозы радиации

  • допустимый уровень радиоактивного излучения от естественных источников излучения, иначе говоря естественный радиоактивный фон, в соответствии с нормативными документами, может быть в течении пяти лет подряд не выше чем

    0,57 мкЗв/час


  • В последующие года, радиационный фон должен быть не выше  0,12 мкЗв/час



  • предельно допустимой суммарной годовой дозой, полученной от всех техногенных источников, является

    1 мЗв/год


Величина 1 мЗв/год, суммарно должна включать в себя все эпизоды техногенного воздействия радиации на человека. Сюда входят все типы медицинских обследований и процедур, включает флюорографию, рентген зуба и так далее. Так же сюда относятся полеты на самолетах, прохождение через досмотр в аэропорту, получение радиоактивных изотопов с пищей и так далее.




В чем измеряется радиация

Для оценки физических свойств радиоактивных материалов применяются такие величины как:

  • активность радиоактивного источника (Ки или Бк)
  • плотность потока энергии (Вт/м2)

Для оценки влияния радиации на вещество (не живые ткани), применяются:

  • поглощенная доза (Грей или Рад)
  • экспозиционная доза (Кл/кг или Рентген)

Для оценки влияния радиации на живые ткани, применяются:

  • эквивалентная доза (Зв или бэр)
  • эффективная эквивалентная доза (Зв или бэр)
  • мощность эквивалентной дозы (Зв/час)



Оценка действия радиации на не живые объекты

Действие радиации на вещество проявляется в виде энергии, которую вещество получает от радиоактивного излучения, и чем больше вещество поглотит этой энергии, тем сильнее действие радиации на вещество. Количество энергии радиоактивного излучения, воздействующего на вещество, оценивается в дозах, а количество поглощенной веществом энергии называется - поглощенной дозой.

Поглощенная доза - это количество радиации, которое поглощено веществом. В системе СИ для измерения поглощенной дозы используется - Грей (Гр).

1 Грей - это количество энергии радиоактивного излучения в 1 Дж, которая поглощена веществом массой в 1 кг, независимо от вида радиоактивного излучения и его энергии.

1 Грей (Гр) = 1Дж/кг = 100 рад

Данная величина не учитывает степень воздействия (ионизации) на вещество различных видов радиации. Более информативная величина, это экспозиционная доза радиации.

Экспозиционная доза - это величина, характеризующая поглощённую дозу радиации и степень ионизации вещества. В системе СИ для измерения экспозиционной дозы используется - Кулон/кг (Кл/кг).

1 Кл/кг= 3,88*103 Р

Используемая внесистемная единица экспозиционной дозы - Рентген (Р):

1 Р = 2,57976*10-4 Кл/кг

Доза в 1 Рентген - это образование 2,083*109 пар ионов на 1см3 воздуха



Оценка действия радиации на живые организмы

Если живые ткани облучить разными видами радиации, имеющими одинаковую энергию, то последствия для живой ткани будут сильно отличаться в зависимости от вида радиоактивного излучения. Например, последствия от воздействия альфа излучения с энергией в 1 Дж на 1 кг вещества будут сильно отличаться от последствий воздействия энергии в 1 Дж на 1 кг вещества, но только гамма излучения. То есть при одинаковой поглощенной дозе радиации, но только от разных видов радиоактивного излучения, последствия будут разными. То есть для оценки влияния радиации на живой организм недостаточно просто понятия поглощенной или экспозиционной дозы радиации. Поэтому для живых тканей было введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза - это поглощённая живой тканью доза радиации, умноженная на коэффициент k, учитывающий степень опасности различных видов радиации. В системе СИ для измерения эквивалентной дозы используется - Зиверт (Зв).

Используемая внесистемная единица эквивалентной дозы - Бэр (бэр): 1 Зв = 100 бэр.


Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение) 1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) 1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ (нейтронное излучение) 5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ (нейтронное излучение) 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны > 20 МэВ (нейтронное излучение) 5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) 5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) 20

Чем выше "коэффициент k" тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Для более лучшего понимания, можно немного по-другому дать определение "эквивалентной дозы радиации":


Эквивалентная доза радиации - это количество энергии поглощённое живой тканью (поглощенная доза в Грей, рад или Дж/кг) от радиоактивного излучения с учетом степени воздействия (наносимого вреда) этой энергии на живые ткани (коэффициент К).



Допустимые нормы радиации

В России, с момента аварии в Чернобыле, наибольшее распространение имела внесистемная единица измерения мкР/час, отражающая экспозиционная дозу, которая характеризует меру ионизации вещества и поглощенную им дозу. Данная величина не учитывает различия в воздействии разных видов радиации (альфа, бета, нейтронного, гама, рентгеновского) на живой организм.

Наиболее объективная характеристика это - эквивалентная доза радиации, измеряемая в Зивертах. Для оценки биологического действия радиации в основном применяется мощность эквивалентной дозы радиации, измеряемая в Зивертах в час. То есть это оценка воздействия радиации на организм человека за единицу времени, в данном случае за час. Учитывая, что 1 Зиверт это значительная доза радиации, для удобства применяют кратную ей величину, указываемую в микро Зивертах - мкЗв/час:

1 Зв/час = 1000 мЗв/час = 1 000 000 мкЗв/час.

Могут применяться величины, характеризующие воздействия радиации за более длительный период, например, за 1 год.

К примеру, в нормах радиационной безопасности НРБ-99/2009 (пункты 3.1.2, 5.2.1, 5.4.4), указана норма допустимого воздействия радиации для населения от техногенных источников 1 мЗв/год.

В нормативных документах СП 2.6.1.2612-10 (пункт 5.1.2) и СанПиН 2.6.1.2800-10 (пункт 4.1.3) указаны приемлемые нормы для естественных источников радиоактивного излучения, величиной 5 мЗв/год. Используемая формулировка в документах - "приемлемый уровень", очень удачная, потому что он не допустимый (то есть безопасный), а именно приемлемый.

Но в нормативных документах есть противоречия по допустимому уровню радиации от природных источников. Если просуммировать все допустимые нормы, указанные в нормативных документах (МУ 2.6.1.1088-02, СанПиН 2.6.1.2800-10, СанПиН 2.6.1.2523-09), по каждому отдельному природному источнику излучения, то получим, что радиационный фон от всех природных источников радиации (включая редчайший газ радон) не должен составлять более 2,346 мЗв/год или 0,268 мкЗв/час. Это подробно рассмотрено в статье "Источники радиоактивных излучений". Однако в нормативных документах СП 2.6.1.2612-10 и СанПиН 2.6.1.2800-10 указана приемлемая норма для природных источников радиации в 5 мЗв/год или 0,57 мкЗ/час.

Как видите, разница в 2 раза. То есть к допустимому нормативному значению 0,268 мкЗв/час, без всяких обоснований применен повышающий коэффициент 2. Это скорее всего связано с тем, что нас в современном мире стали массово окружать материалы (прежде всего строительные материалы) содержащие радиоактивные элементы.

Обратите внимание, что в соответствии с нормативными документами, допустимый уровень радиации от естественных источников излучения 5 мЗв/год, а от искусственных (техногенных) источников радиоактивного излучения всего 1 мЗв/год.

Получается, что при уровне радиоактивного излучения от искусственных источников свыше 1 мЗв/год могут наступить негативные воздействия на человека, то есть привести к заболеваниям. Одновременно нормы допускают, что человек может жить без вреда для здоровья в районах, где уровень выше безопасного техногенного воздействия радиации в 5 раз, что соответствует допустимому уровню радиоактивного естественного фона в 5мЗв/год.

По механизму своего воздействия, видам излучения радиации и степени ее действия на живой организм, естественные и техногенные источники радиации не отличаются.


Все же, о чем говорят эти нормы? Давайте рассмотрим:

  • норма в 5 мЗв/год, указывает, что человек в течении года может максимально получить суммарную дозу радиации, поглощённую его телом в 5 мили Зиверт. В эту дозу не входят все источники техногенного воздействия, такие как медицинские, от загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами, утечки радиации на АЭС и т.д.
  • для оценки, какая доза радиации допустима в виде фонового излучения в данный момент, посчитаем: общую годовую норму в 5000 мкЗв (5 мЗв) делим на 365 дней в году, делим на 24 часа в сутки, получим 5000/365/24 = 0,57 мкЗв/час
  • полученное значение 0,57 мкЗв/час, это предельно допустимое фоновое излучение от природных источников, которое считается приемлемым.
  • в среднем радиоактивный фон (он давно уже не естественный) колеблется в пределах 0,11 - 0,16 мкЗв/час. Это нормальный фон радиации.

Можно подвести итог по допустимым уровням радиации, действующим на сегодняшний день:

  • По нормативной документации, предельно допустимый уровень радиации (радиационный фон) от природных источников излучения может составлять 0,57 мкЗ/час.
  • Если не учитывать не обоснованный повышающий коэффициент, а также не учитывать действие редчайшего газа - радона, то получим, что в соответствии с нормативной документацией, нормальный радиационный фон от природных источников радиации не должен превышать 0,07 мкЗв/час
  • предельно допустимой нормативной суммарной дозой, полученной от всех техногенных источников, является 1 мЗв/год.


Можно с уверенность утверждать, что нормальный, безопасный радиационный фон в пределах 0,07 мкЗв/час, действовал на нашей планете до начала промышленного применения человеком радиоактивных материалов, атомной энергетики и атомного оружия (ядерные испытания).

А в результате деятельности человека, мы теперь считаем приемлемым радиационный фон в 8 раз превышающий естественное значение.

Стоит задуматься, что до начала активного освоения человеком атома, человечество не знало, что такое раковые заболевания в таком массовом количестве, как это происходит в современном мире. Если до 1945 года в мире регистрировались раковые заболевания, то их можно было считать единичными случаями по сравнению со статистикой после 1945 года.

Задумайтесь, по данным ВОЗ (всемирной организации здравоохранения), только в 2014 году на нашей планете умерли около 10 000 000 человек от раковых заболеваний, это почти 25% от общего количества умерших, то есть фактически каждый четвертый умерший на нашей планете, это человек умерший от ракового заболевания.

Так же по данным ВОЗ, ожидается, что в ближайшие 20 лет, число новых случаев заболевания раком будет увеличено примерно на 70% по сравнению с сегодняшним днем. То есть рак станет основной причиной смертности. И как бы тщательно, правительство государств с атомной энергетикой и атомным оружием, не маскировали бы общую статистику по причинам смертности от раковых заболеваний. Можно уверенно утверждать, что основной причиной раковых заболеваний, является воздействие на организм человека радиоактивных элементов и излучений.



Для справки:

Для перевода мкР/час в мкЗв/час можно воспользоваться упрощенной формулой перевода:

1 мкР/час = 0,01 мкЗв/час

1 мкЗв/час = 100 мкР/час

0,10 мкЗв/час = 10 мкР/час

Указанные формулы перевода - это допущения, так как мкР/час и мкЗв/час характеризуют разные величины, в первом случае это степень ионизации вещества, во втором это поглощённая доза живой тканью. Данный перевод не корректен, но он позволяет хотя бы приблизительно оценить риск.




Перевод величин радиации

Для перевода величин, введите в поле нужное значение и выберете исходную единицу измерения. После ввода значения, остальные величины в таблице будут вычислены автоматически.




Единицы измерения, применяемые в СМИ

Часто, при публичном объявлении информации о радиационном загрязнении, официальными структурами осознано применяются величины, которые не позволяет объективно оценить степень угрозы. Например, при освещении аварии АЭС Фукусима-1 в Японии, приводятся данные по плотности загрязнения почвы или воды радиоизотопами в Беккерелях на единицу объема, или указывается активность радиоизотопов в Кюри. Данные величины характеризуют лишь сам радиоактивный изотоп, указывая на количество распадов ядер элемента за единицу времени и не дают представления о его потенциальном воздействии на вещество или живые организмы.

Более объективной величиной, которая позволяет оценить степень опасности радиоактивного загрязнения, является указание эквивалентной дозы в Зивертах (Зв), мили Зивертах (мЗв) или микро Зивертах (мкЗв).

Это делается СМИ осознано, потому что, если было бы указано, что радиационный фон в Фукусиме составляет 100 мЗв/час (зарегистрированный факт), это равно 100 000 мкЗв/час, каждый может его сравнить с нормальным радиационным фоном для техногенных источников и понять, что радиационное загрязнение примерно в 1 000 000 раз выше допустимого уровня, который в соответствии с нормативным документом НРБ-99/2009, должен составлять 0,11 мкЗв/час или что соответствует 1000 мкЗв/год или 1 мЗв/год. Это означает, что при нахождении в зоне действия радиации в течении 30 минут, человек получит единовременную дозу радиации, которую он мог получать в течении всей своей жизни. То есть организм подвергся огромному сконцентрированному по времени энергетическому воздействию, что с большой вероятностью может привести к онкологии.



Другие единицы измерения радиации

  • Активность радиоактивного источника - ожидаемое число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени. Измеряется:
  • Беккерель (Бк) - единица в системе СИ.
    1 Бк = 1 распад/с
  • Кюри (Ки) - внесистемная единица.
    1 Ки = 3,7*1010Бк


Перевод величин радиоактивного распада

Для перевода величин, введите в поле нужное значение и выберете исходную единицу измерения. После ввода значения, остальные величины в таблице будут вычислены автоматически.




Видео: Единицы измерения и дозы радиации




Термины и определения

Радиация или ионизирующее излучение - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации. Излучение радиации происходит при распаде атомов вещества или при их синтезе.

Радиоактивный распад - это самопроизвольное изменение состава или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путем испускания микрочастиц атомов или элементов, составляющих эти частицы (фотон).

Постоянная распада - статистическая вероятность распада атома за единицу времени.

Период полураспада - промежуток времени, в течении которого распадается половина данного количества радионуклида.

Эффективная эквивалентная доза - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающая разную чувствительность различных тканей живого организма к радиации.

Мощность дозы - это изменение дозы за единицу времени.


Радиация: единицы измерения / Хабр

При почти каждом разговоре о радиоактивности с неспециалистом оказывается, что собеседник имеет в той или иной степени смутное представление о единицах измерения. Вот и когда я опубликовал статью о радиохимической лаборатории, один из читателей пожаловался мне в личку, что у него от множества единиц, встречающихся в книгах и статьях о радиоактивности — рентгены, бэры, рэмы, рады, греи, зиверты, кюри, беккерели и даже грамм-эквиваленты радия — голова идет кругом и попросил об этом написать. Исполняю его просьбу.

Да, на КДПВ — супруги Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри.

Немного истории

В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген открыл излучение, обладавшее удивительными свойствами: действуя, подобно свету, на фотопластинки, и возбуждая свечение люминесцентных экранов, оно с легкостью проникало через непрозрачные преграды. Прошло совсем немного времени, как оказалось, что источником подобного излучения является не только работающая трубка Крукса, как в опытах Рентгена, но и вещества, содержащие уран, которые, к тому же, испускают это излучение непрерывно, неизменно и без какого-либо подвода энергии извне. За этим последовала буквально лавина открытий. Открытие радия, полония, а затем целого букета новых радиоактивных элементов, установление связи радиоактивного распада с превращением одного элемента в другой, первые осуществленные ядерные реакции… В общем, удивительно простой опыт Беккереля с урановой солью на завернутой в черную бумаге фотопластинке буквально распечатал «горшочек-не-вари» новых знаний. Разговор об этих открытиях — это тема другой статьи (и не одной), а сейчас я просто скажу, что уже тогда, в первые месяцы и годы этого «радиевого бума» нельзя было обойтись без измерений.

Первым измерительным прибором для определения интенсивности ионизирующей радиации стал обыкновенный электроскоп или электрометр, который разряжался под действием излучения, и скорость этого разряда была пропорциональна его интенсивности. А первым эталоном стала…

Ампула с миллиграммом радия, как мера радиоактивности

Эта ампула стала не только первым эталоном для градуировки электрометров и ионизационных камер — это была мера количества радиоактивности. Удивительным свойством радия оказалось исключительное постоянство его излучения: его интенсивность зависела только от количества радия. Поэтому, взяв однажды навеску в 1 мг радия и запаяв его в платиновую ампулу, стало возможным больше никогда радий не взвешивать. Сравнив интенсивность гамма-излучения от эталонной ампулы и образца, помещенного в ампулу с такой же толщиной стенки, можно было с высокой точностью определить количество радия в нем. Так что ампулы с радием заняли свое законное место в палатах мер и весов рядом с эталонами метра, килограмма и сферическими конями.

Строго говоря, источником гамма-излучения является не радий. И именно с этим связано то, что эталоном была именно запаянная ампула. Дело в том, что радий-226 не излучает гамма-лучи при распаде. Он испускает альфа-частицу, превращаясь в радон-222, который тогда называли эманацией радия. Последний, будучи также альфа-активным, затем претерпевает ряд распадов с испусканием альфа- и бета-частиц, некоторые из которых сопровождаются гамма-излучением. Из запаянной ампулы радону деваться некуда, и между радием и его радиоактивными продуктами распада устанавливается вековое равновесие: сколько радона (и каждого последующего члена радиоактивного ряда) образовалось, столько и распадается.

При сравнении радиоактивности других открытых впоследствии элементов с радием стали применять такую единицу, как миллиграмм-эквивалент радия, равный количеству радиоактивного вещества, который дает такую же интенсивность гамма-излучения, как и миллиграмм радия на том же расстоянии.

Миллиграмм-эквивалент радия, как единица радиоактивности, имеет тот очевидный недостаток, что гамма-излучение, вообще говоря, является своего рода побочным эффектом радиоактивного распада. Во-многих случаях оно либо отсутствует, либо возникает не в каждом акте распада. Поэтому от сравнения по интенсивности гамма-излучению перешли к понятию активности, как мере количества актов распада в препарате в единицу времени. Эталоном осталась все та же ампула с радием, и отсюда появилась единица кюри, определяемая, как активность радиоактивного вещества, в котором в единицу времени распадается столько же атомов (а именно, штук), сколько распадается атомов радия-226 в одном его грамме.

Единица кюри в настоящее время считается устаревшей, как и все внесистемные единицы. В системе СИ ее заменяет беккерель — это активность препарата, в котором в среднем происходит один распад в секунду. Таким образом, 1 Ки = Бк.

Электрометр и экспозиционная доза

Первым устройством для измерения интенсивности радиоактивного излучения, как я говорил, стал электрометр, который разряжался под действием лучей радия. Он стал предтечей ионизационной камеры — камеры с двумя противоположно заряженными электродами, которая позволяла определить количество ионов, образовавшихся в воздухе, заполнявшем камеру. Эти ионы в электрическом поле внутри ионизационной камеры начинают движение к электродам и, достигнув их, разряжают их. По величине уменьшения заряда электродов можно определить число пар ионов, которые образовались в воздухе под действием излучения. А измерив ток, протекающий через камеру в цепи внешнего источника напряжения, можно определить количество ионных пар, рождающихся в камере в единицу времени, пропорциональное интенсивности излучения.

Величина, которую таким образом измеряют, была названа экспозиционной дозой радиоактивного излучения. И единицей ее измерения стал рентген. При экспозиционной дозе в 1 рентген в одном кубическом сантиметре сухого воздуха образуется одна единица СГСЭ ( Кл) заряда каждого из ионов, что соответствует пар ионов. Кстати, наш эталонный 1 мг радия в платиновой ампуле на расстоянии 1 см в течение часа создает экспозиционную дозу в 8,4 рентгена (обычно в таком случае говорят о мощности экспозиционной дозы 8,4 Р/ч).

В системе СИ нет специальной единицы экспозиционной дозы и применяется единица кулон на килограмм. 1 Кл/кг = 3875.97 Р. Однако в настоящее время данная единица используется крайне редко из-за отказа от самого понятия экспозиционной дозы. Причина этого отказа в том, что эта достаточно легко измеряемая величина малопригодна для практического применения. Нас обычно интересует не то, сколько ионов образовалось в воздухе, а то действие, которое произвело облучение на вещество или живую ткань.

Поглощенная доза

Вполне очевидной является идея считать мерой воздействия радиоактивного излучения на вещество поглощенную в этом веществе энергию. Это и есть поглощенная доза, мерой которой является энергия излучения, поглощенная единицей массы вещества. Единицей измерения поглощенной дозы в СИ является грей: 1 Гр = 1 Дж/кг. Раньше применялась другая единица — рад. 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр. При экспозиционной дозе 1 Р поглощенная доза в воздухе равна 0,88 рад. В большинстве случаев эти 0,88 округляют до единицы, приравнивая рад к рентгену (хотя по сути это разные физические величины), а грей (и зиверт, о котором ниже) к 100 рентгенам.

А вот доза в различных веществах при одной и той же экспозиционной дозе будет различной в зависимости от вида и энергии излучения и свойств поглотителя. Именно по этой причине сейчас от понятия экспозиционной дозы отказались. На практике гораздо более корректным является измерение не экспозиционной дозы, а взять детектор, средний атомный номер которого равен среднему атомному номеру биологической ткани (в таком случае говорят о тканеэквивалентном детекторе) и измерять поглощенную дозу в нем. Тогда с определенной степенью точности можно полагать, что поглощенная доза в детекторе будет равна поглощенной дозе в биологической ткани.

Всякие разные дозы

Но оказывается, разные виды радиоактивных излучений действуют на живую ткань неодинаково. Альфа-излучение, протоны и нейтроны при одинаковой поглощенной дозе наносят ей гораздо больший вред, чем гамма-излучение и бета-частицы. В связи с этим наряду с поглощенной дозой возникает еще один вид дозы — эквивалентная доза. Она равна дозе гамма-излучения, которая вызывает такой же биологический эффект, как и доза данного излучения.
Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт. Старой единицей эквивалентной дозы является биологический эквивалент рентгена или бэр, по-английски REM (порой в переводной литературе и у рентгенологов можно встретить единицу «рэм» — это тот же бэр). 1 Зв = 100 бэр.

Для того, чтобы перевести поглощенную дозу в эквивалентную, нужно поглощенную дозу умножить на так называемый коэффициент качества. Этот коэффициент для фотонов, электронов и мюонов равен единице, для альфа-частиц принят равным 20, для протонов по разным данным — от 2 до 5, а для нейтронов сильно зависит от энергии, достигая 20 в интервале энергий от 100 кэВ до 2 МэВ (см. рисунок).

Помимо эквивалентной, рассматривают еще и эффективную дозу. Она учитывает не только разную степень вредности излучения, но и разную степень вредности облучения той или иной части тела или органа при облучении не всего тела, а его части. Каждой ткани и органу приписывают взвешивающие коэффициенты таким образом, чтобы сумма равнялась единице. При равномерном облучении всего тела эффективная доза равна эквивалентной. Измеряется она в тех же единицах, что эквивалентная.

На этом я и остановлюсь: не буду запутывать вас и рассказывать, что такое керма, амбиентный эквивалент дозы и еще многие штуки.

А как это все измеряют?

Чтобы измерить экспозиционную дозу, как я и говорил, нужно взять некоторый объем воздуха, собрать образовавшиеся в нем ионы и определить их количество, что с успехом решается с помощью ионизационной камеры. Именно на основе ионизационных камер сделана большая часть накопительных дозиметров «карандашного» типа.

А чтобы измерить поглощенную дозу, придется измерить количество энергии, выделившееся в веществе. И вот тут кроется главная сложность. Напрямую эту энергию измерить очень сложно, так как в большинстве случаев она очень мала. Один грей (а это серьезная доза, уже вызывающая лучевую болезнь) — это всего лишь джоуль на килограмм. Если мы попытаемся измерить эту дозу, например, калориметрически — по изменению температуры, то, например, алюминий нагреется всего лишь чуть больше, чем на тысячную градуса.

Поэтому все методы измерения поглощенной дозы или ее мощности косвенные. Они заключаются в том, что мы наблюдаем некий процесс, вызываемый облучением и требующий затраты энергии и предполагаем, что «выход» этого процесса будет линейно зависеть от энергетического вклада поглощенного излучения в него.

Первичным актом взаимодействия ионизирующего излучения с веществом почти всегда является, собственно, ионизация. Квант гамма-излучения или иная частица, испускаемая радиоактивным веществом, как правило, имеет энергию, значительно превышающую энергию, необходимую для того, чтобы вырвать электрон из атома. Поэтому одним актом ионизации дело не заканчивается. По всей траектории следования частицы в веществе порождаются свободные электроны и положительно заряженные ионы, энергии которых обычно сами превышают энергию ионизации, что приводит к развитию целого каскада процессов образования свободных электронов и ионов, до тех пор, пока их энергия не окажется сравнимой с энергией химической связи, с первыми энергиями ионизации и т.д. И уже эти электроны и ионы непосредственно осуществляют то воздействие на вещество, которое характерно для ионизирующих лучей: возбуждают люминесценцию, инициируют химические реакции, разрушают биологические структуры, становятся носителями электрического тока. И их количество и суммарная энергия пропорциональны поглощенной дозе (строго говоря — за вычетом энергии электронов, вылетевших за пределы вещества), при этом они уже «ничего не знают» о том, что их породило.
Исторически одним из первых дозиметров стала обычная фотопленка, завернутая в светонепроницаемый материал. Степень ее почернения после проявления примерно так же зависит от поглощенной дозы, как и от экспозиции обычным видимым светом: имеется область линейной зависимости, ограниченная загибом в области малых доз и насыщением (с последующей соляризацией — падением плотности) в области больших доз. Пленка является дешевым и довольно чувствительным, но не очень надежным дозиметром, так как небольшие отклонения в режимах обработки могут давать заметные погрешности определения дозы. Фотопленка является одним из первых представителей семейства химических дозиметров, в которых величина дозы определяется по количеству образованного или израсходованного в ходе реакции вещества: окрашенного, парамагнитного или обладающего другим легко измеримым свойством. Это может быть раствор в ампуле, темнеющий или окрашивающийся под действием радиации (например, из-за окисления железа (II) до железа (III) с последующим образованием ярко окрашенного в красный цвет роданида), стекло или кристалл, в которых образуются так называемые радиационные дефекты, поглощающие свет. Химические дозиметры позволяют определять дозу облучения с высокой точностью и в очень широких пределах — от тех, которые не нанесут человеку особого вреда до тех, которые убьют его в одну минуту. Но, как правило, они не позволяют измерить мощность дозы.

Люминесценция позволяет регистрировать даже акт поглощения единственной частицы или гамма-кванта, который приводит к возникновению в материале детектора короткой световой вспышки — сцинтилляции. На этом принципе основано действие сцинтилляционных детекторов, которые позволяют измерять даже очень слабые потоки радиации, в десятки и сотни раз более слабые, чем естественный радиационный фон. Сцинтилляционный датчик излучения в отличие от химических детекторов позволяет определять мощность поглощенной детектором дозы в реальном времени. Разумеется, для того, чтобы получить величину дозы, или мощности дозы, нужно не просто сосчитать число импульсов, а просуммировать, проинтегрировать испущенный сцинтиллятором свет.

Особой разновидностью таких детекторов являются так называемые термолюминесцентные детекторы. В них используется люминесцентный материал, который, вместо того, чтобы отмечать вспышкой света каждую частицу, сохраняет образованные ею свободные заряды в виде длительно существующих заряженных дефектов решетки. При нагревании эти дефекты «залечиваются», а освободившиеся электроны и дырки рекомбинируют, передавая энергию центрам люминесценции. И проинтегрировав световой импульс, возникающий при нагревании термолюминофора, мы определим накопленную им дозу.

Наконец, мы можем «поймать» не вторичные эффекты, вызванные ионизацией, а сами ионы — совсем как в ионизационной камере, только эта камера заполняется не газом, а полупроводником — германием, кремнием, теллуридом кадмия, наконец — алмазом. Средний ток через детектор будет пропорционален мощности поглощенной им дозы.

А что же всем известный счетчик Гейгера? А он не измеряет дозу. Он может только среагировать импульсом на пролет через него частицы, не разбираясь ни в том, что в него влетело, ни какую энергию оно имело. То есть он может измерить такую характеристику потока частиц, как флюенс: сколько частиц пролетело через заданную площадь. Точно так же будет работать сцинтилляционный или полупроводниковый детектор, если мы будем только фиксировать факт появления импульса, игнорируя его амплитуду.

Доза в разных материалах и ход с жесткостью

В параграфе про поглощенную дозу я упомянул вскользь, что в одном и том же потоке излучения доза, поглощенная разными материалами, будет разной и будет зависеть от энергии квантов и свойств вещества. В случае гамма-излучения его поглощение определяется единственной характеристикой материала — средним (или эффективным) атомным номером . Гамма-излучение передает веществам с одинаковым одну и ту же энергию при прохождении слоя с одинаковой массой на единицу площади. Так, материал, имеющий такой же валовой атомный состав, как живая ткань, будет при любых энергиях поглощать гамма-кванты так же, как живая ткань, и таким образом, поглощенная доза в детекторе, сделанном из этого материала будет равна поглощенной дозе в человеческом теле. А если мы сделаем детектор из йодида цезия (один из наиболее часто используемых сцинтилляторов), то мы сможем откалибровать его для какой-нибудь одной энергии, а при других энергиях он будет врать. Такое изменение показаний дозиметрического прибора в зависимости от энергии излучения носит название «хода с жесткостью» или энергетической зависимости дозовой чувствительности детектора.

На рисунке (из «Нового справочника химика и технолога», т. 11, стр. 111) приведены энергетические зависимости дозовой чувствительности детекторов, изготовленных на основе разных сцинтилляторов. Слева сравниваются антрацен (более «легкий» по среднему атомному весу, чем живая ткань) и йодистый натрий (значительно более «тяжелый», чем последняя). Видно, что в определенном диапазоне энергий детектор на основе йодида натрия завышает величину дозы в 10 раз! А на правом графике показано то, что взяв смесь органических сцинтилляторов — более «легкого» и более «тяжелого», чем живая ткань, можно практически полностью устранить «ход с жесткостью».

Другим способом устранения «хода с жесткостью» является подбор фильтров, поглощающих излучение в области, где чувствительность детектора избыточна.

Заключение

В заключение приведу небольшую табличку, где сведены основные рассмотренные в статье величины.

А для более полного ознакомления с темой рекомендую лекции профессора Игоря Николаевича Бекмана, МГУ

Все статьи серии

Радиация: Будни радиохимической лаборатории
Радиация: источники
Радиация: риски, безопасность, защита

В чём измеряется радиация, нормы для человека: в помещении, природе

Радиоактивное излучение окружает нас повсюду, в какой-то мере его имеют все предметы и даже сам человек. Представляет опасность не сама радиация, а когда её значение превысит некоторые значения. Одно дело, если человек подвергся радиации кратковременно и совсем другое, когда она воздействует длительное время, например, проживает в заражённой квартире. Забегая вперёд скажем, что для человека безопасная норма радиации определена в пределах 30 микрорентген в час (мкР/ч). Существуют ещё несколько единиц измерения. Другие нормы и единицы её измерения обсудим ниже.

Что такое радиоактивность

Содержание статьи

Что такое радиация

Радиация — это вид излучения заряженными частицами. Такое излучение, воздействуя на окружающие предметы, ионизирует вещество. В случае с человеком она не только ионизирует клетки, но и разрушает их или вызывает раковые заболевания.

Большинство элементов таблицы Менделеева инертны и безвредны, но некоторая часть имеет нестабильное состояние. Не вдаваясь в подробности описать её, можно так. Атомы некоторых веществ из-за непрочных внутренних связей распадаются. Это распад сопровождается выбросом альфа, бета-частиц и гамма-излучением.

Такой выброс сопровождается высвобождением энергии с различной проникающей способностью и оказывающем разное воздействие на ткани организма.

Виды радиации

Существует несколько видов радиоактивности, которые можно разделить на неопасные, малоопасные и опасные. Подробно останавливаться на них не будем скорее это для понимания с, чем можно столкнуться в помещении. Итак, это:

  1. альфа (α) излучение;
  2. бета (β) излучение;
  3. гамма (γ) излучение;
  4. нейтронное;
  5. рентгеновское.

Альфа-излучение, бета и нейтронное представляют собой облучение частицами. Гамма и рентгеновское — это электромагнитное излучение.

В быту вам вряд ли предстоит встретиться с рентгеновским и нейтронным, так как они специфичны, а вот с остальными можно. Каждое из этих видов излучений имеет разную степень опасности, но, кроме этого, должно учитываться, какое количество облучения получил человек.

В чём измеряется радиация

Единиц измерения радиации несколько, но в основном на пользовательском уровне предпочитается рентген, ассоциативно связанный с ней. На таблице ниже они приведены. Рассматривать подробно их не будем, так как при необходимости узнать радиоактивный фон в квартире будут нужны, пожалуй, только 2.

Виды радиации

  1. Зиверт – эквивалентная доза. 1 Зв = 100 Р = 100 БЭР = 1 Гр.
  2. Рентен — внесистемная единица — Кл/кг. 1 Р = 1 БЭР = 0,01 Зв.
  3. БЭР – аналог Зиверт, устаревшая внесистемная единица. 1 БЭР = 1 Р = 0,01 Зв.
  4. Грей – мощность поглощённой дозы – Дж/кг. 1 Гр = 100 Рад.
  5. Рад – доза поглощённой радиации Дж/кг. 1 рад – это 0,01 (1 рад = 0,01 Гр).

На практике больше в ходу системная единица Зиверт (Зв), мЗв – миллизиверт, мкЗв – микрозиверт, названная в честь учёного Рольфа Зиверта. Зиверт единица измерения эквивалентной дозы, выражается в количестве энергии полученной на килограмм массы Дж/кг.

Выражение радиации в Рентгенах также используется хоть и менее широко. Однако конвертировать рентгены в зиверты не составит труда.

1 Рентген равен 0,0098 Зв, но обычно значение в зиверт округляют до 0,01, что упрощает перевод. Так как это очень большие дозы в реальности пользуются гораздо меньшими значениями м – милли 10-3 и мк – микро 10-6 . Отсюда 100 мкР = 1 мкЗв, или 50 мкР = 0,5 мкЗв. То есть используется множитель 100. Когда нужно перевести микрозиверты в микрорентгены нужно какое-то значение умножить на сто, а если нужно перевести рентгены в зиверты, то необходимо поделить.

Уровень радиации которую может получить человека на процедурах и жизни

Надзор и нормативные документы

Надзор в этой сфере осуществляет Роспотребнадзор специальными службами. Контроль за состоянием радиоактивного загрязнения окружающей природной среды осуществляется Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а за уровнем радиационной безопасности населения — органами Министерства здравоохранения РФ.

В России дозы радиации для человека устанавливает СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009» и ОСПОРБ-99. По ним предельно допустимая доза радиации для человека составляет не более 5 мЗв или 0,5 БЭР, или 0,5 Р в год.

Нормы для человека

За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.

Физические величины в которых измеряется радиация

Радиационный фон

С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:

  • Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
  • Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
  • Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.

Доза радиации которую получает человек в течении года

Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.

Безопасная доза

Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).

Допустимая доза

Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.

Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.

Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.

При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.

Излучение которое можно полечить в полёте

Смертельный уровень облучения

Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.

Доза. Зиверт Воздействие на человека
1–2 Лёгкая форма лучевой болезни.
2–3 Лучевая болезнь. Смертность в течение первого месяца до 35%.
3–6 Смертность до 60%.
6–10 Летальный исход 100% в течение года.
10–80 Кома, смерть через полчаса
80 и более Мгновенная смерть

Измерение радиации в квартире

Уровень радиации в помещении не должен превышать 0,25 мкЗв/час. Безопасным считаются помещение, в которых содержание радона не более 100 Бк на кубометр. При этом в производственных помещениях он может составлять до 300 Бк и 0,6 микроЗиверт.

Если нормы превышены, то принимаются меры к их снижению. При невозможности это сделать жильцы должны быть переселены, а помещение перепрофилировано в нежилое или идти под снос.

В СанПиН указано содержание тория, урана и калия-40 используемых на строительстве для возведения жилья. Общая доза от стеновых и отделочных материалов не должна быть выше 370 Бк/кг.

Материалы с повышенной радиоактивностью

При строительстве в советское время все материалы проходили проверку по ГОСТ. Поэтому разговоры о том что «хрущёвские» пятиэтажки имеют радиоактивность, не более чем миф. Основным источником радиации в квартире или любом другом помещении является газ радон.

Он относится к естественным источникам радиации, так как присутствует в земной коре и выделяется в окружающую среду, внося свою долю в общий радиационный фон. Проникая в помещение через фундамент и полы, он накапливается , увеличивая нормальный радиоактивный фон. Поэтому не стоит делать помещения слишком герметичными. Дополнительным источником поступления радона в дом является вода поступающая из артезианских скважин и газ.

Средняя радиоактивность некоторых строительных материалов

Основные строительные материалы: бетон, кирпич и дерево не представляют опасности и являются самыми безвредными. Однако в строительстве и в быте мы используем материалы, выделяющие довольно большое количество радона. К ним относятся:

  • пемза;
  • гранит;
  • туф;
  • графит.

Все материалы залегающие или добытые из земной коры могут иметь повышенный уровень радиации. Поэтому неплохо контролировать её самостоятельно.

Чем проверить наличие радиации

Проверить уровень радиации может возникнуть при покупке новой квартиры, квартиры в неблагополучном районе или использовании подозрительных материалов на строительстве дома. У человека нет органов чувств способных почувствовать радиацию и оценить опасность. Поэтому для её обнаружения необходимо наличие специализированных приборов — дозиметров.

Бытовые дозиметры для измерения радиации

Они могут быть бытовыми, профессиональными, промышленными или военными. В качестве чувствительного элемента могут использоваться различные датчики: газоразрядные, сцинтилляционные кристаллы, слюдяные счётчики Гейгера-Мюллера, термолюминесцентные лампы, пин-диоды.

Для замеров в домашних условиях нам доступны бытовые дозиметры. В зависимости от прибора он может выводить показания на дисплей в мкЗв/ч или мкР/ч. Некоторые приборы более близкие к профессиональным могут показывать в обоих вариантах. Следует учитывать, что бытовые дозиметры имеют довольно высокий уровень погрешности измерений.

как ориентироваться в многообразии единиц измерения радиации

В десятках интернет-статей о радиации можно встретить величины, выраженные в:

рентгенах, радах, греях, зивертах, бэрах, кюри, беккерелях.

Плюс к этому “продвинутые специалисты” виртуозно жонглируют приставками микро- и милли- .  В одном предложении в такой статье может встретиться мкР (микрорентген), мЗв (миллизиверт), бэр, умноженный на 10 в минус 8 степени и т.д. Для научной статьи это нормально, а в популярном изложении для неспециалистов (для  них и пишутся эти статьи) контрпродуктивно. Читатель наталкивается на мешанину из единиц измерения, перестает понимать, о чем идет речь и, по сути, вынужден принимать мнение автора -“эксперта” на веру. 

   В подавляющем большинстве случаев для популярных текстов о влиянии радиации на живые организмы, в том числе на человека, было бы достаточно двух самых часто используемых единиц измерения - микрозиверт (мкЗв), т.е. одна миллионная Зиверта и беккерель.

Но для начала разберемся, кто есть кто.

Не та система.

   До сравнительно недавнего времени в СССР  действовали две системы измерения СИ и СГС. Не вдаваясь в подробности, СГС потеряла официальный статус и единицы, используемые в ней считаются внесистемными. Ну как пуд, фунт или сажень. Никто не запрещает употреблять их в изложении, но использование таких терминов в околонаучных статьях выглядит довольно странно. Внесистемными единицами в радиологии в настоящее время являются: рентген, рад, бэр, кюри.   

    ГОСТ 8.417-2002 России устанавливает как обязательную систему измерений СИ. В постановлении правительства от 31 октября 2009 г. N 879 в примечаниях сказано: "внесистемные единицы величин применяются только в случаях, когда количественные значения величин невозможно или нецелесообразно выражать в единицах СИ".

   В СИ используются: беккерель, кулон,  грей, зиверт. Эти величины можно разделить на физические (объективные ) и приведенные (условные).

Беккерель и Грей.

   Беккерель - физическая величина, показывает, сколько радиоактивных распадов происходит в секунду. Грубо говоря, треск или писк счетчика гейгера - это и есть регистрация прилетевших продуктов радиоактивного распада: альфа-частиц, квантов гамма-излучения или электронов бета-излучения. Как правило, Беккерель нужен для количественной оценки объемной концентрации радиоактивного газа радона в помещении. Объемная концентрация измеряется в беккерелях на кубический метр объема. Определяется специальными приборами.

   Грэй (поглощенная доза) - физическая величина, показывающая, сколько энергии  ионизирующего излучения поглотил один килограмм вещества. Соответственно, измеряется в джоулях на килограмм. Важно подчеркнуть, что именно  ионизирующеого излучения. Телу человека поглотить в горячей ванне 1 дж на килограмм  - раз плюнуть. А вот если мы нагреем это же тело хотя бы на полградуса гамма-излучением - последствия будут летальными. На основе Грея разработана условная (субъективная) единица измерения Зиверт, которая и стала общеупотребимой в вопросах воздействия ионизирующего излучения на человека.

Зиверт - наше всё.

Почему введен Зиверт? Дело в том, что обычно радиация представляет собой “компот” из разных излучений - альфа, бета, гамма, рентгеновского, иногда нейтронного. На живую ткань они действуют сильно по разному. Тяжелые ядерные обломки типа альфа-частиц считаются в 20 раз более опасными, чем гамма-кванты. Эту разницу учитывают специальными весовыми коэффициентами и приводят к “условным единицам зловредности” . Это и есть Зиверт. 

   Эквивалентная эффективная доза - тоже измеряется в Зивертах - учитывает разницу в реакции отдельных органов и систем организма на излучение. Скажем, половая система в 4 раза более чувствительна к облучению, чем пищевод или печень. Имеет смысл это учитывать.

Быть проще.

   Теперь о милли- микро- мега. Основной множитель (на взгляд автора) для описания воздействия радиации на человека - микро.  Ведь естественный фон радиации - доли микрозиверта (мкЗв). Не все читатели “технари” и им бывает трудно переводить величины “на лету”. И вполне допустимо написать, что лучевая болезнь начинается при эффективной эквивалентной дозе в один миллион мкЗв, а естественный природный фон не превышает в России в среднем 0,2 мкЗв.

Обзоры, статьи, посты по теме:  РАДИАЦИЯ, ДОЗИМЕТРЫ

ОБЗОРЫ

Как выбрать дозиметр

СТАТЬИ

Радиация и здоровье. Пессимисты, оптимисты и реалисты

Как защититься от радиации

Радиация естественная и искусственная

Радиоактивный радон. Невидимый убийца номер один.

О точности бытовых дозиметров

Какие бывают дозиметры и датчики радиации

ПОСТЫ

Лучевая болезнь

Малые дозы радиации и вероятность онкологии

Откуда взялись цифры ограничений по радиационному фону

Доза и мощность дозы

Гамма излучение. Опасный родственник обычного света.

Бета-излучение

Альфа-радиация

Полет на Марс, лучевая болезнь и великолепная тихоходка

Медицина "жжет". Лишнее облучение пациентов

Тераностика - ядерная бомба для раковых клеток

Ядерные отходы. Проблема на сто тысяч лет

В чем измеряется радиация. Единицы и особенности измерения радиации

Радиация и радиационное поле – это совокупность негативно заряженных ионов, которые при определенных обстоятельствах заряжаются энергией и могут видоизменять химическую и биологическую структуры, тем самым меняя заряд молекул и провоцируя различного рода изменения. Изменения эти могут быть как негативными, так и позитивными.

Если говорить о влиянии радиации на организм человека и о единицах измерения ионизирующих излучений, то это однозначно негативное явление, которое тем или иным образом сказывается на здоровье человека и может привести к необратимым последствиям и серьезным недугам. Однако радиационное поле сопровождает человека повсеместно и от этого фактора нельзя никак избавиться.


В чем измеряется уровень радиации? Радиоактивными могут являться многие природные породы и источники. Радиация может проникать в атмосферу Земли по причине космических взрывов или катаклизмов, радиация может оказаться повышенной в результате деятельности человека и военных разработок. В чем измеряется радиация? Сила радиационного потока и количество заряженных ионов измеряется традиционно в рентгенах.


Как измерить уровень радиации?


Для того чтобы определить силу радиационного потока и проанализировать ее влияние на живой организм, используются специальные приборы под название дозиметры и единицы дозы ионизирующего излучения рентгены. В чем измеряется доза поглощенной радиации? Такое оборудование считает количество заряженных ионов в определенной области, а затем сравнивает полученные результаты с допустимыми нормами, введенными как изначальное число. Показатели разницы и будут показателями настоящего радиационного фона.

Ионизирующее излучение в чем измеряется? Следует отметить, что максимально допустимыми нормами радиационного потока принято считать показатели не выше 1-3 рентген. Критически высокие дозы ионизированного вещества в воздухе могут навредить человеку, вызвать множество осложнений, заболеваний и воспалений.

Стоит сказать о том, что такую материю, как радиационный фон, дозиметрические величины и единицы их измерений человек не способен увидеть или почувствовать без специального оборудования и оснащения. Поэтому при радиационном влиянии и критическом заражении человек может ощутить опасность только тогда, когда ионизирующие элементы начнут негативно влиять на внутренние органы и системы и спровоцируют заболевания. К сожалению, когда у человека обнаруживают лучевую болезнь (заболевание, связанное с высокой дозой полученной радиации), - спасти или полностью вылечить человека уже практически невозможно.
 

Интенсивность радиации и ее влияние на человека


Как уже говорилось выше, наличие в воздухе ионизирующих веществ можно проанализировать и точно определить с помощью специального устройства - дозиметра. В каких единицах измеряется радиация? Дозиметр позволяет определять радиационное поле не только в человеческом организме, но и на предметах и продуктах питания.

Важно напомнить, что все радиационные элементы – это частицы с определенной способностью проникать через твердые поверхности. Проникаемость и единицы измерения радиации в таблице зависят напрямую от типа происхождения радиационного поля и от заряженности частиц, из которых она состоит. То есть, альфа-излучения, из которых может состоять ионизирующее вещество, могут практически не вредить человеку и никак не влиять на его самочувствие. Однако бета-лучи крайне быстро проникают внутрь тканей и органов и видоизменяют их биологическую структуру, из-за чего у человека могут диагностировать опухоли, раковые заболевания и отслоения слизистых оболочек.

Закажите бесплатно консультацию эколога

В чем измеряется радиация в единицах измерения и где используют дозиметры сегодня? Сегодня радиационное поле может проверить и проанализировать любой желающий человек, у которого есть дозиметр. Единицы, в чем измеряется радиация, - это рентгены или зиверты. Однако специальные научные проверки и профилактические измерения радиационного поля проводятся в следующих случаях:

  • Радиация и единицы измерения радиационного фона чаще всего проверяют на территории, которая прилегает к атомным электростанциям, а также на территории, которая может быть потенциально заражена в результате временных или серьезных аварий и неполадок в устройствах на АЭС. К примеру, после катастрофы на атомной электростанции в Чернобыле уровень радиационного поля проверялся не только в зоне отчуждения, но и на многих прилегающих к ней территориях и полях, по причине чего многие соседние села были также эвакуированы из-за заражения местности.
  • В чем измеряется излучение радиации? Радиационное поле стоит проверять перед началом строительства и планированием закладывания фундамента нового здания. По причине того, что многие подземные породы и источники могут выделять радиационные потоки, перед начало крупного строительства стоит убедиться в том, что выбранное место является максимально безопасным для проживания и не будет оказывать негативное влияние на организм.
  • Концентрацию ионизирующих веществ в воздухе в единицах измерения радиации зивертах или рентгенах стоит проверить, если вы планируете маршрут по неизведанным или давно заброшенным маршрутам в незнакомом месте, а также если вы планируете туристический поход в места, которые находятся неподалеку от атомных станций или химических лабораторий.
  • В чем измеряется солнечная радиация? Проверять уровень загрязненности воздуха на предмет радиационных элементов важно также при планировании приобретения частной собственности в незнакомом вам районе. Жилой фонд – это огромная база различной недвижимости, некоторый процент которой может быть представлен по крайне привлекательной цене по причине близости к опасным источникам или нахождения в зоне повышенного радиационного поля. Поэтому любая покупка крупного масштаба должна быть тщательно проверена.
В чем измеряется облучение радиацией? Следует отметить, что если человеческий организм можно частично очистить от радиационных элементов с помощью определенных продуктов питания и медикаментов, то открытую территорию или предметы очистить от ионизирующих веществ невозможно. Поэтому прежде чем покупать новый дом, планировать строительство или приобретать территорию в необследованной местности, убедитесь в том, что это место не является зараженным радиацией или находится на относительно безопасном расстоянии от источника радиации и ее распространителя. Бытовой дозиметр в этом случае будет отличным способом обезопасить свою жизнь и жизнь своих близких.
 

Нормы радиации для человека


Основной целью измерения концентрации в воздухе ионизирующих частиц является не выявление наличия радиации, но соответствие ее фона нормированным и безопасным для жизни показателям. В чем измеряется доза радиации? Стоит сказать о том, что показатели максимально допустимых и безопасных для человеческого здоровья доз радиации прописаны и стандартизированы в специальной таблице правил и основ радиационного обнаружения. Согласно этой таблице, максимально важными элементами и продуктами, имеющими способность содержать в себе повышенную дозу радиации в единицах измерения рентген, являются:
  1. Пищевые продукты, которые употребляются в пищу человеком.
  2. Вода и жидкости на ее основе.
  3. Воздух и воздушные массы, которые могут транспортировать радиационное излучение на большие территории под воздействием климатических условий.
  4. Строительные материалы и вещества, использующиеся для строительства.
  5. Компьютерная техника и другие электрические приборы и оборудование, которые могут содержать в своем теле ионизирующие вещества.
  6. Медицинские приборы и оснащение.

Следует отметить тот факт, что производители всех выше указанных групп товаров по законодательству обязаны предоставлять соответствующую документацию к продуктам, в которой прописаны нормы радиационных проверок и максимально допустимые показатели ионизирующих веществ в процессе их использования или функционирования. В связи с большим количеством негативных происшествий и катастроф радиационного характера, уровень ионизирующего загрязнения в единицах измерения радиации бэр в таких продуктах, а также на окружающих нас территориях строго контролируется и постоянно проверяется.


Зависимость радиации от географии


Ввиду того, что радиационный фон может быть как искусственного, так и естественного типа, ионизирующие вещества могут в большем количестве концентрироваться на определенных территориях, однако практически не обнаруживаться на других. По этой причине для отдельных географических зон разрабатывают разные таблицы радиационной активности, единиц измерения уровня радиации и допустимых норм ее влияния на человека. К примеру, люди, которые работают или проживают поблизости активного вулкана или ионизирующих подземных пород, могут получать большее количество радиации, нежели население, проживающее поблизости природных источников и экологически чистых лесов.

В чем измеряется радиация: единицы измерения, дозиметром

Ежедневно мы сталкиваемся с электромагнитным излучением. Солнечные лучи и сияние свечи, а также фотоэффект, выбивающий из внешнего слоя атомов электроны или потоки нейтрино, пронизывающие материю вокруг и не задевающие обычные атомы вещества. Все эти явления можно назвать относительно безопасными для человека. Многие из них используются в научных целях. К примеру, изучение строения атомарного ядра и его элементов осуществляется в ЦЕРН при помощи ускорения нейтронов для бомбардировки атомов. Этот процесс приводит к искусственному распаду ядра на составляющие, благодаря чему возможно детальнее изучать его части. Однако распад атомарного ядра встречается не только в массивной конструкции адронного коллайдера. Явление, которое люди симулируют в этой огромной машине, имеет более естественное происхождение, чем может показаться на первый взгляд. Если присмотреться ближе к Солнцу, то можно понять, что во внутренностях звезды происходит непрерывный процесс выделения энергии. Измерение солнечной радиации пока

Единицы измерения излучения и коэффициенты пересчета


Международная система единиц (СИ) Единица и общая терминология единиц

Единицы СИ * Общие единицы
Радиоактивность беккерель (Бк) кюри (Ки)
Поглощенная доза серый (Гр) рад
Эквивалент дозы зиверт (Зв) рем
Воздействие кулон на килограмм (Кл / кг) рентген (Р)

* Единицы СИ: Международная система единиц

Примечание: В приведенной выше таблице общие единицы и единицы СИ в каждой строке не эквивалентны по значению, т.е.е., 1 кюри не равен 1 беккерелю, но они оба измеряют один и тот же параметр.
См. Эквивалентность преобразования

наверх страницы


Эквивалентность преобразования

1 кюри

=

3,7 x 10 10 распадов в секунду

1 беккерель

=

1 разрушение в секунду

1 милликюри (мКи)

=

37 мегабеккерелей (МБк)

1 рад

=

0.01 серый (Гр)

1 рем

=

0,01 зиверт (Зв)

1 рентген (R)

=

0,000258 кулон /
килограмм (Кл / кг)

1 мегабеккерель (МБк)

=

0.027 милликюри (мКи)

1 серый (Гр)

=

100 рад

1 зиверт (Зв)

=

100 рем

1 кулон /
килограмм (Кл / кг)

=

3880 рентген

наверх страницы


Префиксы

, часто используемые с единицами СИ

Несколько

Префикс

Символ

10 12

тера

т

10 9

гига

G

10 6

мега

М

10 3

кг

к

10 -2

сенти

с

10 -3

милли

м

10 -6

микро

мкм

10 -9

нано

n

наверх страницы


Инструмент преобразования единиц дозы

Введите число до 2 десятичных знаков

Поглощенная доза

Эквивалент дозы

наверх страницы


Инструмент для преобразования единиц радиоактивности

Введите число до 2 десятичных знаков
Результаты выражены в E-нотации *

* Примеры электронных обозначений:
3.05e + 9 = 3,05 x 10 9
7,26e-3 = 7,26 x 10 -3

наверх страницы


Инструмент преобразования единиц экспозиции

Введите число до 2 десятичных знаков
Результаты выражены в E-нотации *

* Примеры электронных обозначений:
3.05e + 9 = 3.05 x 10 9
7,26e-3 = 7,26 x 10 -3

наверх страницы


Коэффициенты преобразования

Конвертировать из

Кому

Умножить на

Кюри (Ки)

беккерелей (Бк)

3.7 х 10 10

милликюри (мКи)

мегабеккерелей (МБк)

37

микрокюри (мкКи)

мегабеккерелей (МБк)

0,037

миллирад (мрад)

миллиграйд (мГр)

0.01

миллибэр (мбэр)

микрозивертов (мкЗв)

10

миллирентген (мР)

микрокулонов на килограмм (мкКл / кг)

0,258

Конвертировать из

Кому

Умножить на

беккерелей (Бк)

кюри (Ки)

2.7 х 10 -11

мегабеккерелей (МБк)

милликюри (мКи)

0,027

мегабеккерелей (МБк)

микрокюри (мкКи)

27

миллиграй (мГр)

миллирад (мрад)

100

микрозивертов (мкЗв)

миллибэр (мбэр)

0.1

микрокулонов / килограмм (мкКл / кг)

миллирентген (mR)

3,88

наверх страницы

Список литературы

  1. Что такое доза излучения? (2:03 мин) (DOE / ORISE / REAC / TS)
  2. Зиверт (Википедия)
  3. Разъяснение: рад, бэр, зиверт, беккерели, Руководство по терминологии по радиационному воздействию (MIT)
  4. Измерение радиации (NRC)

начало страницы

.Преобразование единиц радиации

(онлайн-конвертер единиц)

Подсказка: Не можете понять, где искать вашу единицу? Попробуйте поискать по названию устройства. Поле поиска находится в правом верхнем углу страницы.

Подсказка: Вам не нужно каждый раз нажимать кнопку «Конвертировать меня». Нажатие клавиши Enter или Tab после ввода значения также запускает вычисления.

Нравится convert-me.com и хотите помочь? Мы ценим это! Сообщите о нас своим друзьям.Используйте кнопки вверху, чтобы поделиться.

Действительно ли convert-me.com существует с 1996 года? На самом деле он даже старше. Мы запустили первую версию нашего онлайн-конвертера единиц измерения в 1995 году. В нем не было JavaScript, и все преобразования приходилось выполнять на сервере. Обслуживание было медленным. Год спустя эта технология позволила нам создать сервис мгновенного преобразования единиц измерения, который стал прототипом того, что вы видите сейчас.

Для экономии места на странице некоторые блоки блоков могут отображаться свернутыми.Коснитесь заголовка любого блока, чтобы развернуть / свернуть его.

Не выглядит ли страница переполненной из-за такого количества единиц? Вы можете скрыть ненужные блоки, нажав на заголовок блока. Попытайся. Повторное нажатие расширит блок.

Наша цель - максимально упростить преобразование единиц измерения. Есть идеи, как сделать это лучше? Дайте нам знать .

CDC Радиационные аварийные ситуации | Измерение радиации

Когда ученые измеряют радиацию, они используют разные термины в зависимости от того, обсуждают ли они радиацию, исходящую от радиоактивного источника, дозу радиации, поглощенную человеком, или риск того, что человек пострадает от воздействия радиации (биологический риск). Этот информационный бюллетень объясняет некоторые термины, используемые при обсуждении измерения радиации.

Единицы измерения

Большинство ученых в международном сообществе измеряют радиацию с помощью Международной системы (СИ), единой системы мер и весов, которая произошла от метрической системы.Однако в Соединенных Штатах по-прежнему широко используется обычная система измерения.

Используются разные единицы измерения в зависимости от того, какой аспект излучения измеряется. Например, количество излучения, испускаемого или испускаемого радиоактивным материалом, измеряется с использованием обычной единицы кюри (Ки), названной в честь известного ученого Марии Кюри, или единицы СИ беккерель (Бк). Доза облучения, поглощенная человеком (то есть количество энергии, выделяемой радиацией в ткани человека), измеряется с использованием условных единиц рад или единиц СИ грей (Гр).Биологический риск облучения измеряется с использованием условной единицы бэр или единицы СИ зиверт (Зв).

Измерение испускаемого излучения

При обсуждении количества испускаемого или испускаемого излучения используется единица измерения - условная единица Ки или единица СИ Бк.

Радиоактивный атом излучает или излучает радиоактивность, потому что в ядре слишком много частиц, слишком много энергии или слишком много массы, чтобы быть стабильным.Ядро разрушается или распадается в попытке достичь нерадиоактивного (стабильного) состояния. Когда ядро ​​распадается, энергия выделяется в виде излучения.

Ci или Bq используются для выражения числа распадов радиоактивных атомов в радиоактивном материале за период времени. Например, один Ci равен 37 миллиардам (37 X 10 9 ) распадов в секунду. Ci заменяется на Bq. Поскольку один Бк равен одному распаду в секунду, один Ки равен 37 миллиардам (37 X 10 9 ) Бк.

Ки или Бк могут использоваться для обозначения количества радиоактивных материалов, выброшенных в окружающую среду. Например, во время аварии на Чернобыльской атомной электростанции, которая произошла в бывшем Советском Союзе, было выброшено в общей сложности 81 миллион Ки радиоактивного цезия (вид радиоактивного материала).

Измерение дозы излучения

Когда человек подвергается воздействию радиации, энергия откладывается в тканях тела. Количество энергии, вложенной на единицу веса ткани человека, называется поглощенной дозой.Поглощенная доза измеряется с помощью обычного прибора рад или SI Гр .

Рад, что означает поглощенную дозу излучения, был традиционной единицей измерения, но был заменен на Гр . Один Гр равен 100 рад.

Измерение биологического риска

Биологический риск человека (то есть риск того, что человек пострадает от воздействия радиации на здоровье) измеряется с использованием условной единицы бэр или единицы СИ Зв .

Чтобы определить биологический риск человека, ученые присвоили номер каждому типу ионизирующего излучения (альфа- и бета-частицы, гамма-лучи и рентгеновские лучи) в зависимости от способности этого типа передавать энергию клеткам тела. Это число известно как фактор качества (Q).

Когда человек подвергается радиационному облучению, ученые могут умножить дозу в рад на коэффициент качества, соответствующий типу радиации, и оценить биологический риск человека в бэмах. Таким образом, риск в rem = rad X Q.

Рем был заменен на Sv. Один Зв равен 100 бэр.

Сокращения для измерений радиации

Когда количество измеряемого излучения меньше 1, к единице измерения добавляются префиксы в виде сокращенного обозначения. Это называется научным обозначением и используется во многих научных областях, а не только для измерения радиации. В таблице ниже показаны префиксы для измерения излучения и соответствующие им числовые обозначения.

Сокращения для измерений радиации Таблица 1
Префикс Равно Сколько это стоит? Аббревиатура Пример
атто- 1 Х 10 -18 .000000000000000001 а ACI
фемто- 1 Х 10 -15 .000000000000001 f fCi
пико- 1 Х 10 -12 .000000000001 с. pCi
нано- 1 Х 10 -9 .000000001 n нКи
микро- 1 Х 10 -6 .000001 мкм мкКи
милли- 1 Х 10 -3 .001 кв.м мКи
санти- 1 Х 10 -2 .01 c cSv

Когда измеряемая сумма равна 1000 (т. Е. 1 X 10 3 ) или выше, к единице измерения добавляются префиксы, чтобы сократить очень большие числа (также в экспоненциальном представлении).В таблице ниже показаны префиксы, используемые при измерении излучения, и соответствующие им числовые обозначения.

Сокращения для измерений радиации Таблица 2
Префикс Равно Сколько это стоит? Аббревиатура Пример
килограмм - 1 Х 10 3 1000 к кКи
мега- 1 Х 10 6 1 000 000 M MCi
гига - 1 Х 10 9 100 000 000 G ГБк
тера- 1 Х 10 12 100 000 000 000 т ТБк
пета- 1 Х 10 15 100 000 000 000 000 P ПБк
exa- 1 Х 10 18 100 000 000 000 000 000 E EBq

Обычное радиационное облучение

Люди ежедневно подвергаются радиации из различных источников, таких как естественные радиоактивные материалы в почве и космические лучи из космоса (которых мы получаем больше, когда летаем в самолете).Некоторые распространенные способы облучения людей и связанные с ними дозы показаны в таблице ниже.

Источник воздействия Доза в бэр Доза в зивертах (Зв)

Воздействие космических лучей во время полета туда и обратно из Нью-Йорка в Лос-Анджелес 3 мбэр 0,03 мЗв

Один стоматологический рентген 5 мбэр 0,05 мЗв

Один рентген грудной клетки 10 мбэр 0,1 мЗв

Одна маммограмма 70 мбэр 0,7 мЗв

Один год воздействия естественной радиации (от почвы, космических лучей и т. Д.)) 300 мбэр 3 мЗв

Для получения дополнительной информации

Для получения дополнительной информации об измерении радиации вы можете посетить веб-сайт с изображением внешнего значка Общества физиков здравоохранения или внешнего значка «Тема радиации» Агентства по охране окружающей среды.

Для получения дополнительной информации о радиации посетите веб-сайт CDC по радиационным чрезвычайным ситуациям. Вы также можете позвонить на горячую линию общественного ответа CDC по телефону 800-CDC-INFO или 888-232-6348 (TTY).

.

единиц дозы излучения

Поглощенная доза радиации и эффективная доза в международной системе единиц (СИ) для измерения радиации используются «серый» (Гр) и «зиверт» (Зв), соответственно.

В США поглощенная доза излучения эффективная доза и облучение иногда измеряются и указываются в единицах, называемых рад , бэр или рентген (R) .

Для практических целей с гамма- и рентгеновским излучением эти единицы измерения воздействия или дозы считаются равными.

Это облучение может происходить от внешнего источника, облучающего все тело, конечность или другой орган или ткань, что приводит к дозе внешнего облучения . С другой стороны, радиоактивный материал, осевший внутри, может вызвать дозу внутреннего облучения всего тела, органа или ткани.

Меньшие доли этих измеренных величин часто имеют префикс, например милли (м), что означает 1/1000.Например, 1 зиверт = 1000 мЗв. Микро (μ) означает 1/1000000. Итак, 1000000 мкЗв = 1 Зв, или 10 мкЗв = 0,000010 Зв.

Преобразование единиц СИ в старые единицы выглядит следующим образом:

  • 1 Гр = 100 рад
  • 1 мГр = 100 мрад
  • 1 Зв = 100 бэр
  • 1 мЗв = 100 мбэр

С помощью систем подсчета радиации события радиоактивной трансформации могут быть измерены в единицах «распадов в секунду» (дпс) и, поскольку инструменты не на 100% эффективны, «отсчетов в секунду» (сПс).

«Спросите экспертов» размещает информацию только с использованием СИ (Международной системы единиц) в соответствии с международной практикой. Чтобы преобразовать их в традиционные единицы, мы подготовили таблицу преобразования. Вы также можете просмотреть диаграмму, которая поможет в перспективе представить информацию о радиации, представленную в этом вопросе и ответе. Пояснения к терминам излучения можно найти здесь. .

Измерение радиации: терминология и единицы

Этот ресурс является частью издания «Наука за демократические действия». 8 нет. 4, который включает глоссарий терминов, связанных с радиацией, и информацию об измерении радиации: устройства и методы. Также см. Соответствующий номер Energy & Security. 14 по ионизирующему излучению.

( Некоторые из используемых ниже терминов определены в глоссарии IEER )


Ионизирующее излучение испускается при распаде радиоактивных веществ.Радиоактивный распад происходит, когда ядро ​​атома самопроизвольно распадается, испуская частицу (альфа-частицу, электрон или один или несколько нейтронов).

Четыре формы ионизирующего излучения: альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи и, косвенно, нейтроны. У всех достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы, другими словами, удалить один или несколько электронов атома.

альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, что эквивалентно
ядру атома гелия.Альфа-частицы легко ионизируют материал, с которым они контактируют, и передают энергию электронам этого материала. Альфа-частица может перемещаться по воздуху на несколько миллиметров, но в целом ее радиус действия уменьшается с увеличением плотности среды. Например, альфа-частицы не проникают через внешний слой кожи человека, но при вдыхании альфа-частицы могут повредить ткань легких.

Бета-частица представляет собой электрон или позитрон и намного легче альфа-частицы. Таким образом, для потери энергии бета-частицам требуется большее расстояние, чем альфа-частицам.Бета-частица средней энергии перемещается примерно на один метр в воздухе и на один миллиметр в тканях тела.

Гамма-лучи - это электромагнитное излучение. Радиоактивный элемент может излучать гамма-лучи (в дискретных пучках или квантах, называемых фотонами ), если ядро, оставшееся после альфа- или бета-распада, находится в возбужденном состоянии. Гамма-лучи могут проникать гораздо глубже, чем альфа- или бета-частицы; Фотон гамма-излучения высокой энергии может проходить через человека, вообще не взаимодействуя с тканями.Когда гамма-лучи взаимодействуют с тканями, они ионизируют атомы. Термин «рентгеновские лучи» также иногда используется для гамма-лучей, испускаемых в процессе радиоактивного распада, которые находятся на нижнем конце энергетического спектра электромагнитного излучения, возникающего в результате радиоактивного распада.

Нейтроны - нейтральные частицы, не имеющие электрического заряда. В отличие от альфа- и бета-частиц, они не взаимодействуют с электронами и не вызывают ионизацию напрямую. Однако нейтроны могут косвенно ионизироваться множеством способов: упругими столкновениями, неупругим рассеянием, неупругим рассеянием, реакциями захвата или процессами откола.Эти процессы по-разному приводят к испусканию гамма-лучей, бета-излучения и, в случае откола, большего количества нейтронов. Для более подробного объяснения см. «Влияние на здоровье человека воздействия низких уровней ионизирующего излучения» (отчет BEIR V), National Academy Press, 1990, стр. 15-17.

Измерение радиоактивности

Ионизирующее излучение можно измерить в электронвольтах, эргах и джоулях. электрон-вольт (сокращенно эВ) - это единица энергии, связанная с движением электронов.Электрон «прочно связан» в атоме водорода (один протон и один электрон). Чтобы отодвинуть этот электрон от протона, требуется энергия. Чтобы полностью отодвинуть этот электрон от протона, требуется 13,6 электрон-вольт энергии. Мы говорим тогда, что атом «ионизирован». На жаргоне «энергия ионизации» прочно связанного электрона в водороде составляет 13,6 электрон-вольт.

Электроны - очень легкие объекты, поэтому мы не ожидаем, что электрон-вольт представляет собой очень много энергии. Один электрон-вольт - всего 1.6 x 10 -19 джоулей энергии, другими словами, 0,16 миллиардной доли джоуля. Один джоуль (сокращенно Дж) эквивалентен количеству энергии, используемой одной ваттной лампочкой, зажженной в течение одной секунды. Энергия, связанная с радиоактивным распадом, колеблется от тысяч до миллионов электрон-вольт на ядро, поэтому распад одного ядра обычно приводит к большому количеству ионизаций.

Радиоактивность вещества измеряется количеством ядер, распадающихся в единицу времени.Стандартная международная единица радиоактивности называется беккерель (сокращенно Бк), что соответствует одному распаду в секунду (дпс). Радиоактивность также измеряется в кюри, исторической единице, основанной на количестве распада в секунду в одном грамме радия-226 (37 миллиардов). Следовательно, 1 кюри = 37 миллиардов Бк. Один пикокюри (одна триллионная кюри) = 0,037 Бк, а 1 Бк = 27 пикокюри. Радиоактивность также измеряется в единицах дезинтеграции в минуту (dpm). Один дпм = 1/60 Бк.

Удельная активность измеряет радиоактивность единицы массы вещества. Единицы измерения - кюри на грамм или беккерели на грамм. Это позволяет нам сравнивать, является ли вещество более или менее радиоактивным, чем другое. Удельная активность радионуклида обратно пропорциональна его атомному весу и периоду полураспада.

Экологические и биологические измерения радиоактивности обычно выражаются как концентрации радиоактивности в почве, воде, воздухе или тканях.Примеры единиц включают пикокюри на литр, беккерели на кубический метр, пикокюри на грамм и распад в минуту на 100 квадратных сантиметров. Один пикокюри (сокращенно pCi) равен 10 -12 (или 0,000000000001) кюри. Иногда вес радиоактивного материала на единицу почвы или ткани может быть указан и выражен в частях на миллион или ppm, может быть выражен в единицах массы. Его можно преобразовать в единицы радиоактивности, поскольку мы знаем удельную активность различных радионуклидов.Распад в минуту на 100 квадратных сантиметров (dpm / 100 см 2 ) - это единица, обычно используемая для измерения поверхностного загрязнения объекта, такого как бетон или металл.

Измерение дозы

Размещение вашего тела рядом с радиоактивным источником приводит к облучению. Чтобы оценить опасность этого воздействия, необходимо вычислить поглощенную дозу . Это определяется как энергия, передаваемая определенной массе ткани. Доза обычно неоднородна по всему телу. Радиоактивное вещество может избирательно поглощаться различными органами или тканями.

Дозы облучения часто рассчитываются в единицах рад, (сокращенно от r adiation a b поглощено d ose). Один рад равен 100 эрг / грамм, другими словами, 100 эрг энергии, поглощаемой одним граммом данной ткани тела. Эрг - это одна десятимиллионная джоуля. Сто рад равняется одному Джоуля на килограмм (Дж / кг), что также равно одной Грей, (Гр), стандартной международной единице измерения дозы излучения. Предположим, нужно время? Затем мы говорим о мощности дозы (или дозе за единицу времени).Пример единиц мощности дозы - миллирад / час. В повседневном понимании джоуль (а тем более эрг) - это довольно небольшое количество энергии. Но с точки зрения потенциала ионизации молекул или элементов джоуль - это огромное количество энергии. Один джоуль ионизирующего излучения может вызвать десятки тысяч триллионов ионизаций.

Рентген измеряет степень ионизации воздуха, вызванную радиоактивным распадом ядер. В не костной биологической ткани один рентген эквивалентен примерно 0.93 рад. В воздухе один рентген равен 0,87 рад. Циферблаты, показывающие калибровку в мР / час, показывают миллирентген в час.

С физической точки зрения, самый простой способ измерить влияние излучения - это измерить количество энергии, вложенной в данный вес материала. Однако выделение энергии - это только один из аспектов потенциальной радиации причинить
биологических повреждений. Ущерб, наносимый единицей вложенной энергии, больше, когда она передается на более короткое расстояние.Следовательно, альфа-частица, которая вкладывает всю свою энергию на очень короткое расстояние, наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, чем гамма-луч, который вкладывает свою энергию на более длинном пути. Вес биологического вещества, в котором хранится энергия, также важен. Чувствительность разных органов также различается. Концепция относительной биологической эффективности (ОБЭ) была создана, чтобы попытаться уловить относительную эффективность различных видов радиации в причинении биологического ущерба.

ОБЭ варьируется в зависимости от органа, подвергшегося воздействию, возраста воздействия и других факторов. Единственный фактор, называемый коэффициентом качества, для преобразования вложенной энергии в рад используется в целях регулирования, даже если это значительно упрощает реальные риски для жизни. Для бета- и гамма-излучения используется коэффициент качества 1, то есть 1 рад = 1 бэр. Альфа-излучение наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, вложенной в живую ткань. В настоящее время коэффициент качества для альфа равен 20 (умножьте рад альфа-излучения на 20, чтобы получить бэр).Мы говорим «в настоящее время», потому что добротность альфа-излучения изменилась с годами. Текущий коэффициент качества, обычно используемый для нейтронов, составляет 10.

Коэффициенты преобразования дозы (DCF) используются для преобразования количества радиоактивности (выраженной в кюри или беккерелях), вдыхаемой или проглатываемой человеком, в дозу (выраженную в бэрах и зивертах). DCF, используемые для целей регулирования, получены на основе сочетания различных экспериментальных данных и математических моделей.

Некоторые единицы измерения ионизирующего излучения и дозы облучения
Установка Описание эквивалент
Рем (рентгеновский эквивалент человек) Единица эквивалентной поглощенной дозы излучения, которая учитывает относительную биологическую эффективность различных форм ионизирующего излучения или различные способы, которыми они передают свою энергию тканям человека. Доза в бэр равна дозе в рад, умноженной на коэффициент качества (Q).Для бета- и гамма-излучения добротность принимается равной единице, то есть rem равно рад. Для альфа-излучения коэффициент качества принимается равным 20, то есть бэр равняется 20 рад. Рем по сути является мерой биологического ущерба. Для нейтронов Q обычно принимают равным 10. rem = рад x Q
Зиверт (Св) Единица эквивалентной поглощенной дозы, равная 100 бэр. 1 Зв = 100 бэр
Зв = Гр x Q
Рад (поглощенная доза излучения) Единица поглощенной дозы излучения.Рад - это мера количества энергии, вложенной в ткань. 1 рад = 100
эрг / грамм
Серый (Gy) Единица поглощенной дозы излучения, равная 100 рад. Серый - это мера депонирования энергии в ткани. 1 Гр = 100 рад
Кюри (Ки) Традиционная единица радиоактивности, равная радиоактивности одного грамма чистого радия-226. 1 Ci = 37 миллиардов dps = 37 миллиардов Бк
Беккерели (Бк) Стандартная международная единица радиоактивности, равная одному распаду в секунду. 1 Бк = 27 пКи
Дезинтеграции в секунду (dps) Число субатомных частиц (например, альфа-частиц) или фотонов (гамма-лучей), выпущенных из ядра данного атома за одну секунду. Один dps = 60 dpm (распадов в минуту). 1 dps = 1 Бк

Источники: Nuclear Wastelands , Makhijani et al., Eds., Cambridge: MIT Press, 1995; Наука за демократические действия , т.6 шт. 2 ноября 1997 г .; Радиационная защита: руководство для ученых и врачей, 3-е изд., Джейкоб Шапиро, Кембридж: издательство Гарвардского университета, 1990.

.

показаний счетчика Гейгера - насколько плохо?

Следующая информация может помочь вам понять показания счетчика Гейгера, единицы измерения счетчиков Гейгера (детекторов ядерного излучения).

Единицы измерения излучения

1 рад = 0,01 серый (Гр)
1 серый (Гр) = 100 рад

1 бэр = 0,01 зиверта (Зв)
1 зиверта (Зв) = 100 бэр

Рад и Грей - единицы «поглощенной дозы».
бэр и зиверт - единицы «эквивалентной дозы».

Статья по теме:
5 Детекторов излучения счетчика Гейгера

Рем и Зиверт

Единицы «бэр» и «зиверт» относятся к биологическому ущербу, нанесенному тканям человека.

Эти единицы учитывают различия между типами излучения. Используется коэффициент умножения (коэффициент излучения), который представляет «эффективное» биологическое повреждение данного типа излучения. Это основная причина для этих устройств - учитывать различия в повреждениях, причиняемых от одного типа излучения к другому.

Коэффициент излучения (QF Quality Factor)
(1) Beta
(1) Gamma
(1) X-ray
(10) Nuetron
(20) Alpha

Например, приведенный выше список показывает, что «рад» или «серая» единица «альфа-энергии», которая поглощается мягкими тканями человека, наносит в 20 раз больший ущерб, чем «рад» или «серая» единица гамма-рентгеновского излучения. или бета-излучение.


Защитите свою щитовидную железу:

iOSAT Таблетки йодида калия
(см. На amzn)

Измерение радиации с помощью счетчика Гейгера (CPM)

Показания счетчика Гейгера: что такое единицы измерения CPM?

CPM сокращает количество отсчетов в минуту и ​​является мерой радиоактивности - единицей измерения, наблюдаемой на некоторых счетчиках Гейгера.Технически: «Это количество атомов в данном количестве радиоактивного материала, которые, как обнаружено, распались за одну минуту».

Большинство счетчиков Гейгера откалиброваны на Cs137 (цезий), радиоактивный изотоп.

1,200 CPM на счетчике (для Cs137) составляет около 1 мР / ч (миллирад в час).
120 CPM на счетчике (для Cs137) составляет около 1 мкЗв / час (микрозиверт в час).

Когда счетчик CPM становится плохим?

Это зависит от того, как долго вы подвержены риску на любом заданном уровне.Веб-сайт Radiation Network, например, использует пороговый уровень предупреждения 100 CPM. Они говорят, что «было бы необычно, если бы эти уровни превышали 100 CPM».

Итак, как мы соотносим цифры CPM с «плохим»?

Во-первых, мы должны понять несколько фактов и цифр, касающихся радиации, относительно дозировки. Погружаясь в математику, мы можем определить соотношение чисел счетчика Гейгера и риска для вашего здоровья.

Дозировка излучения

Радиация Дозировка является мерой риска - биологического вреда, который ткани получают в организме.

Единицей измерения поглощенной дозы излучения является зиверт (Зв). Поскольку один зиверт - это большая величина, дозы облучения обычно выражаются в меньших единицах, миллизивертах (мЗв) или микрозивертах (мкЗв), которые составляют одну тысячную или одну миллионную зиверта.

Например, один рентген грудной клетки приведет к дозе облучения около 0,2 миллизиверта (мЗв).

В среднем, наше годовое облучение от всех природных источников составляет около 300 миллирэм, что эквивалентно 3 миллизивертам (3 мЗв).Если добавить искусственные источники (медицинские процедуры и др.), То средняя годовая доза облучения в США составляет около 600 миллирэм, что эквивалентно 6 миллизивертам (6 мЗв).

Среднее годовое воздействие радиации на человека (США)
600 миллирэм (мРем)
6 миллизиверт (мЗв)

Доза облучения для увеличения риска рака на 1 из 1000
1250 миллирэм (мРем)
12,5 миллизиверт (мЗв)

Самое раннее начало лучевой болезни
75000 миллизиверт (мЗв)
750 миллизиверт (мЗв)

Начало радиационного отравления
300000 миллизивертов (мРем)
3000 миллизивертов (мЗв)

Ожидаемая гибель 50% от радиации
400000 миллизиверт (мЗв)
4000 миллизиверт (мЗв)

Высокоточный счетчик Гейгера, детектор излучения с дозиметром:

Детектор излучения RADEX 1503+
(вид на АМЗН)

Что означают показания счетчика Гейгера в отношении риска для здоровья?

Например, показания CPM, которые вы можете увидеть на карте радиационной сети или где-либо еще.

Используя приведенные выше примеры доз облучения, мы можем сопоставить, сколько времени потребуется, чтобы испытать эти эффекты, на основе гипотетических показаний счетчика Гейгера , приведенных в CPM .

Итак, давайте использовать число 100, поскольку это порог, выбранный веб-сайтом Radiation Network. Перечисленный выше калибровочный коэффициент Cs137 (120 CPM) был преобразован для получения правильных результатов с учетом факторов, перечисленных ниже (0,83x). Для релевантности также указаны более высокие значения CPM.

дней по сравнению со среднегодовым воздействием на человека (США)
207 (при 100 CPM)
42 (при 500 CPM)
14 (при 1500 CPM)
2 (при 10000 CPM)

Дней для получения хронической дозы для увеличения риска рака до 1 из 1000
432 (при 100 CPM)
86 (при 500 CPM)
28 (при 1500 CPM)
4 (при 10,000 CPM)

Дней для самого раннего начала лучевой болезни
25937 (при 100 CPM)
5187 (при 500 CPM)
1729 (при 1500 CPM)
259 (при 10000 CPM)

Предупреждение относительно показаний CPM:

Показания

CPM не обязательно совпадают от одного устройства к другому.

Трубка Гейгера-Мюллера в счетчике Гейгера бывает всех форм и размеров. Некоторые из них невероятно чувствительны. Других нет. Некоторые из них высокого качества. Других нет.

Трубка качественного счетчика Гейгера обычно в несколько раз больше, чем трубка более дешевого счетчика Гейгера (например). Таким образом, цена за тысячу показов всегда будет выше.

Для одного устройства возможно чтение 150 CPM, в то время как другое устройство только 50 CPM.Поэтому в данной области лучше всего знать нормальный уровень радиационного фона от вашего конкретного устройства.

Заключение: Показания счетчика Гейгера, которые можно испытать, можно сравнить с эквивалентными сценариями «что-ЕСЛИ», перечисленными выше, для определения потенциального воздействия на здоровье. Чем ниже, тем лучше. Существует множество теорий и мнений относительно долгосрочных эффектов, зависимости дозировки от состояния здоровья, острого или хронического воздействия, а также воздействия различных типов радиоактивных ионизированных частиц, попадающих в пищевую цепочку, и т. Д. Проанализируйте должную осмотрительность

Интересный факт:
Все источники пищи вместе взятые подвергают человека в среднем примерно 40 миллибэрм в год.
Многие продукты являются радиоактивными по своей природе, особенно бананы, из-за того, что они содержат радиоактивный калий-40. Эквивалентная доза для 365 бананов (по одному в день в течение года) составляет 3,6 миллибэр (36 мкЗв).

Другие продукты с уровнем выше среднего: картофель, фасоль, орехи (особенно бразильские) и семена подсолнечника.

Способы ограничения радиационного облучения:


1. Время (ограничение времени воздействия)
2. Расстояние (интенсивность резко уменьшается в соответствии с законом обратных квадратов)
3. Экранирование
(альфа: почти что угодно… лист бумаги остановит это - опасность вдохнуть)
(бета: дерево, вода, пластик-акрил, алюминий)
(гамма: вода, бетон, свинец)

Заявление об ограничении ответственности: информация в этой статье является оценкой одного человека, основанной на нескольких часах исследования и некоторой математической работе.

.

Смотрите также