Նախորդ դարի կեսերից գիտության մեջ նոր բառ է հայտնվել՝ ճառագայթում։ Նրա հայտնագործությունը հեղափոխություն կատարեց ամբողջ աշխարհի ֆիզիկոսների մտքերում և թույլ տվեց հրաժարվել Նյուտոնի որոշ տեսություններից և համարձակ ենթադրություններ անել տիեզերքի կառուցվածքի, դրա ձևավորման և նրանում մեր տեղի մասին: Բայց այս ամենը մասնագետների համար է: Քաղաքաբնակները միայն հառաչում են և փորձում են ի մի բերել այս թեմայի վերաբերյալ նման անհամապատասխան գիտելիքները: Գործընթացը բարդացնում է այն փաստը, որ ճառագայթման չափման մի քանի միավոր կա, և դրանք բոլորն էլ իրավասու են:
Տերմինաբանություն
Առաջին տերմինը, որին պետք է ծանոթանալ, իրականում ճառագայթումն է։ Այսպես են անվանում ամենափոքր մասնիկների որոշ նյութերի ճառագայթման պրոցեսը, ինչպիսիք են էլեկտրոնները, պրոտոնները, նեյտրոնները, հելիումի ատոմները և այլն։ Կախված մասնիկի տեսակից, ճառագայթման հատկությունները տարբերվում են միմյանցից։ Ճառագայթումը դիտվում է կամ նյութերի քայքայման ժամանակ ավելի պարզ նյութերի, կամ դրանց սինթեզի ժամանակ։
Ճառագայթման միավորները պայմանական հասկացություններ են, որոնք ցույց են տալիս, թե քանի տարրական մասնիկներ են ազատվում նյութից: Այս պահին ֆիզիկան գործում է մի ընտանիքի վրատարբեր միավորներ և դրանց համակցություններ: Սա թույլ է տալիս նկարագրել նյութի հետ տեղի ունեցող տարբեր գործընթացները:
Ռադիոակտիվ քայքայումը անկայուն ատոմային միջուկների կառուցվածքի կամայական փոփոխություն է՝ միկրոմասնիկներ արձակելով։
Քայքայման հաստատունը վիճակագրական հասկացություն է, որը կանխատեսում է ատոմի ոչնչացման հավանականությունը որոշակի ժամանակահատվածում:
Կես կյանքը այն ժամանակաշրջանն է, որի ընթացքում նյութի ընդհանուր քանակի կեսը քայքայվում է: Որոշ տարրերի համար այն հաշվարկվում է րոպեներով, իսկ մյուսների համար՝ տարիներ և նույնիսկ տասնամյակներ։
Ինչպես է չափվում ճառագայթումը
Ճառագայթման միավորները միակը չեն, որոնք օգտագործվում են ռադիոակտիվ նյութերի հատկությունները գնահատելու համար: Բացի դրանցից, օգտագործվում են այնպիսի քանակություններ, ինչպիսիք են՝
- ճառագայթման աղբյուրի ակտիվություն;- հոսքի խտություն (իոնացնող մասնիկների թիվը միավորի մակերեսին):
Բացի այդ, տարբերություն կա կենդանի և ոչ կենդանի օբյեկտների վրա ճառագայթման ազդեցության նկարագրության մեջ։ Այսպիսով, եթե նյութը անշունչ է, ապա դրա վրա կիրառվում են հասկացությունները՝
- կլանված դոզան;- ազդեցության դոզան:
Եթե ճառագայթումը ազդել է կենդանի հյուսվածքի վրա, ապա օգտագործվում են հետևյալ տերմինները.
- համարժեք դոզան;
- արդյունավետ համարժեք դոզան;- դոզան:
Ճառագայթման չափման միավորները, ինչպես նշվեց վերևում, պայմանական թվային արժեքներ են, որոնք ընդունվել են գիտնականների կողմից՝ հեշտացնելու հաշվարկները և կառուցելու վարկածներ ու տեսություններ: Թերևս դա է պատճառը, որ չկա ընդհանուր ընդունված չափման միավոր:
Կյուրի
Ճառագայթման միավորներից մեկը կյուրին է: Այն չի պատկանում համակարգին (չի պատկանում SI համակարգին): Ռուսաստանում այն օգտագործվում է միջուկային ֆիզիկայի և բժշկության մեջ։ Նյութի ակտիվությունը հավասար կլինի մեկ կուրիի, եթե մեկ վայրկյանում նրանում տեղի ունենա 3,7 միլիարդ ռադիոակտիվ քայքայում։ Այսինքն՝ կարելի է ասել, որ մեկ կյուրին հավասար է երեք միլիարդ յոթ հարյուր միլիոն բեկերելի։
Այս թիվը պայմանավորված էր այն հանգամանքով, որ Մարի Կյուրին (ով այս տերմինը ներմուծեց գիտության մեջ) իր փորձերը կատարեց ռադիումի վրա և հիմք ընդունեց դրա քայքայման արագությունը: Սակայն ժամանակի ընթացքում ֆիզիկոսները որոշեցին, որ այս միավորի թվային արժեքը ավելի լավ է կապված լինել մեկ այլ՝ բեկերելի հետ: Սա հնարավորություն տվեց խուսափել մաթեմատիկական հաշվարկների որոշ սխալներից։
Կյուրիներից բացի, հաճախ կարելի է գտնել բազմապատիկ կամ ենթաբազմիկներ, ինչպիսիք են՝
- մեգակուրի (հավասար է բեկերելների 16-րդ աստիճանի 10-ի 3,7 անգամ);
- կիլոկուրի (3, 7 հազար միլիարդ բեկերել);
- միլիկյուրի (37 միլիոն բեկերել);- միկրոկուրի (37 հազար բեկերել):
Օգտագործելով այս միավորը, դուք կարող եք արտահայտել նյութի ծավալը, մակերեսը կամ հատուկ ակտիվությունը:
Բեկերել
Բեկերելի ճառագայթման չափաբաժնի միավորը համակարգային է և ներառված է Միավորների միջազգային համակարգում (SI): Դա ամենապարզն է, քանի որ մեկ բեկերելի ճառագայթային ակտիվությունը նշանակում է, որ նյութում վայրկյանում կա միայն մեկ ռադիոակտիվ քայքայում:
Իր անունը ստացել է ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անտուան Անրի Բեկերելի պատվին: Վերնագիրն էրհաստատվել է անցյալ դարի վերջին և կիրառվում է մինչ օրս։ Քանի որ սա բավականին փոքր միավոր է, տասնորդական նախածանցները օգտագործվում են ակտիվությունը նշելու համար՝ կիլո-, միլի-, միկրո- և այլն:
Վերջերս բեկերելների հետ մեկտեղ օգտագործվել են ոչ համակարգային միավորներ, ինչպիսիք են Կյուրին և Ռադերֆորդը: Մեկ Ռադերֆորդը հավասար է մեկ միլիոն բեկերելի։ Ծավալային կամ մակերեսային ակտիվության նկարագրության մեջ կարելի է գտնել բեկերել մեկ կիլոգրամի, բեկերել մեկ մետրի համար (քառակուսի կամ խորանարդ) և դրանց տարբեր ածանցյալները։
ռենտգեն
Ճառագայթման չափման միավորը՝ ռենտգենը, նույնպես համակարգային չէ, թեև այն օգտագործվում է ամենուր՝ ցույց տալու համար ստացված գամմա ճառագայթման ազդեցության չափաբաժինը։ Մեկ ռենտգենը հավասար է ճառագայթման այնպիսի չափաբաժնի, որի դեպքում օդի մեկ խորանարդ սանտիմետրը ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման և զրոյական ջերմաստիճանի դեպքում կրում է 3,3(10-10) հավասար լիցք: Սա հավասար է երկու միլիոն զույգ իոնների։
Չնայած այն հանգամանքին, որ Ռուսաստանի Դաշնության օրենսդրությամբ ոչ համակարգային միավորների մեծ մասն արգելված է, դոզաչափերի մակնշման ժամանակ օգտագործվում են ռենտգենյան ճառագայթներ: Բայց շուտով դրանք կդադարեն կիրառվել, քանի որ ավելի գործնական է ամեն ինչ գրել և հաշվարկել մոխրագույններով և սիվերտներով։
Ռադ
Ճառագայթման չափման միավորը՝ ռադը, գտնվում է SI համակարգից դուրս և հավասար է ճառագայթման այն քանակությանը, որի դեպքում էներգիայի մեկ միլիոներորդ մասը փոխանցվում է նյութի մեկ գրամին։ Այսինքն, մեկ ռադը 0,01 ջոուլ է մեկ կիլոգրամ նյութի համար։
Էներգիան ներծծող նյութը կարող է լինել ինչպես կենդանի հյուսվածք, այնպես էլ այլ օրգանական ևանօրգանական նյութեր և նյութեր՝ հող, ջուր, օդ։ Որպես անկախ միավոր, ռադը ներդրվել է 1953 թվականին և Ռուսաստանում իրավունք ունի օգտագործել ֆիզիկայի և բժշկության մեջ:
Մոխրագույն
Սա ճառագայթման մակարդակի չափման ևս մեկ միավոր է, որը ճանաչված է Միավորների միջազգային համակարգի կողմից: Այն արտացոլում է ճառագայթման կլանված չափաբաժինը: Համարվում է, որ նյութը ստացել է մեկ մոխրագույն չափաբաժին, եթե ճառագայթման միջոցով փոխանցված էներգիան հավասար է մեկ ջոուլի մեկ կիլոգրամի համար:
Այս միավորը ստացել է իր անունը ի պատիվ անգլիացի գիտնական Լյուիս Գրեյի և պաշտոնապես ներդրվել է գիտության մեջ 1975 թվականին: Համաձայն կանոնների, միավորի լրիվ անվանումը գրվում է փոքր տառով, սակայն դրա կրճատ նշումը գրված է մեծատառով: Մեկ մոխրագույնը հավասար է հարյուր ռադի: Բացի պարզ միավորներից, գիտության մեջ օգտագործվում են նաև բազմակի և ենթաբազմական համարժեքներ, ինչպիսիք են կիլոգրամը, մեգագրեյը, դեսիգրեյը, ցենտգրեյը, միկրոմոխրագույնը և այլն:
Սիվերտ
Ճառագայթման սիվերտ միավորը օգտագործվում է ճառագայթման արդյունավետ և համարժեք չափաբաժինները նշելու համար և նաև SI համակարգի մի մասն է, ինչպես մոխրագույնը և բեկերելը: Գիտության մեջ կիրառվում է 1978 թվականից։ Մեկ սիվերտը հավասար է մեկ կիլոգրամ հյուսվածքի կողմից կլանված էներգիային գամմա ճառագայթների մեկ տաքացումից հետո: Բաժինն անվանվել է ի պատիվ Շվեդիայի գիտնական Ռոլֆ Սիվերտի։
Ըստ սահմանման, սիվերտները և մոխրագույնները հավասար են, այսինքն՝ համարժեք և ներծծվող չափաբաժինները ունեն նույն չափը։ Բայց նրանց միջեւ դեռ տարբերություն կա։ Համարժեք դոզան որոշելիսանհրաժեշտ է հաշվի առնել ոչ միայն քանակությունը, այլև ճառագայթման այլ հատկությունները, ինչպիսիք են ալիքի երկարությունը, ամպլիտուդը և այն, թե որ մասնիկներն են այն ներկայացնում։ Հետևաբար, կլանված դոզայի թվային արժեքը բազմապատկվում է ճառագայթման որակի գործակցով։
Այսպիսով, օրինակ, եթե բոլոր մյուս բաները հավասար լինեն, ալֆա մասնիկների կլանված ազդեցությունը քսան անգամ ավելի ուժեղ կլինի, քան գամմա ճառագայթման նույն չափաբաժինը: Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել հյուսվածքային գործակիցը, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես են օրգանները արձագանքում ճառագայթմանը։ Հետևաբար, համարժեք չափաբաժինը օգտագործվում է ռադիոկենսաբանության մեջ, իսկ արդյունավետ դոզան՝ մասնագիտական առողջության համար (ճառագայթման ազդեցությունը նորմալացնելու համար):
Արևային հաստատուն
Կա տեսություն, որ մեր մոլորակի վրա կյանքը հայտնվել է արեգակնային ճառագայթման շնորհիվ։ Աստղից եկող ճառագայթման չափման միավորներն են կալորիաները և վտները՝ բաժանված ժամանակի միավորի վրա։ Սա որոշվեց, քանի որ Արեգակից ճառագայթման քանակը որոշվում է առարկաների ստացած ջերմության քանակով և այն ինտենսիվությամբ, որով այն գալիս է: Արտանետվող էներգիայի միայն կես միլիոներորդն է հասնում Երկիր:
Աստղերի ճառագայթումը տարածվում է տիեզերքում լույսի արագությամբ և ճառագայթների տեսքով ներթափանցում մեր մթնոլորտ։ Այս ճառագայթման սպեկտրը բավականին լայն է՝ «սպիտակ աղմուկից», այսինքն՝ ռադիոալիքներից մինչև ռենտգենյան ճառագայթներ։ Այն մասնիկները, որոնք նույնպես միանում են ճառագայթմանը, պրոտոններ են, բայց երբեմն կարող են լինել էլեկտրոններ (եթե էներգիայի արտազատումը մեծ է եղել):
Արևից ստացված ճառագայթումը բոլոր կենդանի գործընթացների շարժիչ ուժն էմոլորակ. Մեր ստացած էներգիայի քանակը կախված է սեզոնից, աստղի դիրքից հորիզոնից վերև և մթնոլորտի թափանցիկությունից։
Ճառագայթման ազդեցությունը կենդանի էակների վրա
Եթե նույն բնութագրերով կենդանի հյուսվածքները ճառագայթվեն տարբեր տեսակի ճառագայթներով (նույն չափաբաժինով և ինտենսիվությամբ), արդյունքները տարբեր կլինեն: Հետևաբար, հետևանքները պարզելու համար բավարար չէ միայն ներծծվող կամ ազդեցության չափաբաժինը, ինչպես դա անշունչ առարկաների դեպքում է։ Դեպքի վայրում հայտնվում են ներթափանցող ճառագայթման միավորներ, ինչպիսիք են sieverts rems և grays, որոնք ցույց են տալիս ճառագայթման համարժեք չափաբաժինը:
Համարժեքն է կենդանի հյուսվածքի կողմից կլանված և պայմանական (աղյուսակային) գործակցով բազմապատկած չափաբաժինը, որը հաշվի է առնում, թե որքանով է վտանգավոր այս կամ այն տեսակի ճառագայթումը։ Առավել հաճախ օգտագործվող միջոցը սիվերտն է։ Մեկ սիվերտը հավասար է հարյուր ռեմի։ Որքան բարձր է գործակիցը, այնքան ավելի վտանգավոր է ճառագայթումը, համապատասխանաբար։ Այսպիսով, ֆոտոնների համար սա մեկ է, իսկ նեյտրոնների և ալֆա մասնիկների համար՝ քսան։
Ռուսաստանում և ԱՊՀ այլ երկրներում Չեռնոբիլի ատոմակայանում տեղի ունեցած վթարից հետո հատուկ ուշադրություն է դարձվել մարդկանց ճառագայթահարման մակարդակին։ Բնական ճառագայթման աղբյուրներից ստացվող համարժեք չափաբաժինը չպետք է գերազանցի տարեկան հինգ միլիզիվերտը:
Ռադիոնուկլիդների ազդեցությունը ոչ կենդանի օբյեկտների վրա
Ռադիոակտիվ մասնիկները կրում են էներգիայի լիցք, որը նրանք փոխանցում են նյութին, երբ բախվում են դրա հետ: Եվ որքան շատ մասնիկներ են շփվում իրենց ճանապարհինորոշակի քանակությամբ նյութ, այնքան ավելի շատ էներգիա կստանա այն: Դրա քանակը գնահատվում է չափաբաժիններով։
- Կլանված դոզան ռադիոակտիվ ճառագայթման քանակն է, որը ստացել է նյութի միավորը: Այն չափվում է մոխրագույններով։ Այս արժեքը հաշվի չի առնում այն փաստը, որ տարբեր տեսակի ճառագայթման ազդեցությունը նյութի վրա տարբեր է։
- Էքսպոզիցիոն դոզան - ներծծվող դոզան է, սակայն հաշվի առնելով նյութի իոնացման աստիճանը տարբեր ռադիոակտիվ մասնիկների ազդեցությունից: Այն չափվում է կուլոններով մեկ կիլոգրամով կամ ռենտգեններով։
