Радиоактивтілік бірліктері

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Семей қаласының Шәкәрім атындағы Мемлекеттік Университеті

МӨЖ

Тақырыбы: Радиоактивтілік бірліктері

Орындаған: Таукебаева Н. Б.

Тобы: МВС-401

Тексерген: в. ғ. д., профессор

Дюсембаев С. Т

Семей - 2015

Радиоактивті көзді сипаттайтын негізгі физикалық шама, ол бір уақыт бірлігінде жүретін ыдырау саны. Бұл шама белсенділік деп аталатыны белгілі. Кез келген заттың белсенділігі, мысалы радиоактивті изотоптың, бір уақыт бірлігінде ыдырайтын атомдардың санымен анықталады (мысалы бір секундта), демек заттың шығаратын радиоактивті бөлшектер саны, оның белсенділігене тура пропорционалды. Белсенділіктің бірлігі ретінде халықаралық бірліктер жүйесінде СИ (система интернациональная) беккерель (Бк, Bq) таңдалған. 1 Бк белсенділік бір секундтағы ыдырауға тең. Бірақ практикалық дозиметрияда және радиациялық физикада басқа бірлік - кюри (Ku, Сі) жиірек қолданылады. Кюри, бір беккерельден 37 миллиард есе көп (1 Кu = 3, 7х 10 ¹⁰ Бк ), яғни бір секундта 37 миллиард радиоактивтік ыдырауға сәйкес. Бұл бірлікті таңдау, бір грамм радий - 226 да осыншама ыдыраудың жүретінімен байланысты - радиоактивтік ыдырау заңдары бірінші зерттелген алғашқы тарихи элемент. Таза радийдің бір грамының белсенділігі Ku -ге жуық болғандықтан оның жиілігін грам түрінде көрсетеді. Бұл ( тек осында ғана) жағдайда заттың массалық бірлігі бір белсенділікке ие.

Ыдыраудың салдарынан радиоактивтік атомдардың саны уақыт өткен сайын бастапқысынан азая береді. Осыған сәйкес оның белсенділігі де төмендейді.

Радиоактивті изотоптар шығаратын сәулеленудің әсерінен, сәулеленген обьектілерде әртүрлі зақымданулар қорланады.

Арнаулы құралдарсыз радиацияның деңгейі жөнінде дерек алу қиын, оның бары немесе жоқтығы, демек болашақ қауіпті білу мүмкін емес.

Сәулелену энергиясының түсетін саны жөніндегі көзқарас сәулелену көзінің шығарған энергиясының санын өлшеу арқылы қалыптасады. Дозаның ауадағы сәулеленген дененің үстіндегі және терең қабатындағы, нысаналық және интегралдық (жалпы сіңірілген доза) түрлерін айырады.

Сәулеленді ионизациялау әдісімен тіркеу тарихи алғашқы - ол өткен ғасырдың 20-шы жылдарынан қолданылады. Осыған орай радиацияның өлшем бірлігін иондалу әсерінен биологиялық әсермен, сондай -ақ сәулелену энергиясының сіңірілуімен байланыстыру әрекеті жасалған, 1928 осындай бірлік ретінде рентген (Р, R) қабылданды.

Сіңірілген энергия ортаны иондауға жұмсалатындықтан, оны өлшеу үшін, сәулелену кезінде пайда болған иондар жұбының санын есептеу керек. Бірақ тірі организмнің тканьдарының тереңіндегі иондалуды тікелей өлшеу өте қиын. Осыған байланысты обьектке (денеге) әсер ететін рентген және гамма - сәулелерінің сандық сипаттамасын көрсету үшін э к с п о з и ц и я л ы қ (лат. exposition - мазмұндау, бейнелеу) дозаны (До) анықтайды, ол аталған сәулелердің ауадағы иондаушы қабілетін көрсетеді.

Қазіргі дозиметрияда рентген сіңірілген энергияның сипаты және тікелей биологиялық әсермен байланысты бірлік деп қаралмайды, ол тек рентген және гамма - сәулелерінің 1 м ³ ауада иондаушы қабілетін анықтайтын бірлік ретінде пайдаланылады. Рентген бірлігіне сәйкес физикалық шама, рентген және гамма - сәулелерінің экспозициялық дозасы деп аталады. Экспозициялық доза ауаның иондалуына байланысты бір белгідегі барлық иондар зарядының жиынтығының, иондаушы агенттің ауа көлемінде тудырған, осы көлемдегі ауа массасына қатынасы түрінде анықталады. Халықаралық СИ жүйесінде экспозициялық дозаның бірлігі Кл/кг (Кулон бөлінген килограмм) . 1 Кл/кг экспозициялық дозасы, бір белгідегі (мысалы оң зарядтылар) иондар зарядының жиынтығын көрсетеді, сәулеленуден 1 кг ауада пайда болатын иондар 1 кулонға тең. СИ жүйесі тұрғысынан, рентген - жүйеден тыс бірлік. Бір рентген - рентген немесе гамма - сәулеленуінен 1 м ³ атмосфералық ауада температурасы 0 және қысымы сынап бағанасы 760 мм, бір электростатикалық бірлік (CGSE) ішінде оң немесе теріс зарядталған иондардың пайда болуы - экспозициялық дозаға тең. Электронның заряды 4, 810 ^-10 электростатикалық бірлікке тең болғандықтан, пайда болған иондар санын есептеу оңай, ол экспозициялық дозаның бір рентгенде 0, 001293 г. ауада ( 1 куб (1 см ³ ) см ауаның массасы) 208 миллиардқа тең болады. Ауада бір жұп иондар ұйымдасу үшін орташа мөлшермен 34 электронвольт энергия жұмсалады, демек бір рентген экспозициялық дозада 1 см ³ ауада мөлшермен 0, 0114 эрг, немесе 1 гр. ауаға есептегенде 88 эрг/г сіңіріледі. Сөйтіп, 88 эрг/г рентгеннің ауадағы баламасы, 1 Р (немесе ᵞ - ) сәулеленуінің 1 см ³ ауада (0, 001293 г) 2, 1 х 10 ⁹ жұп иондардың пайда болуы, олардың зарядтары бір электростатикалық бірлікте кез келген белгідегі электрлік саны. Радиацияның сіңірілген дозасы және экспозициялық дозасын рентгенмен өлшегенде, олардың арасындағы бір мағыналы байланыс, тек мөлшермен алынады, іс жүзінде рентген бірлігін қолдану, сөзсіз, ыңғайлы, себебі ауадағы иондалу мөлшерін иондаушы камераның көмегімен өлшеу жеңіл. Осындай өлшемдердің нәтижесі бойынша биологиялық тканьдердегі сіңірілген энергия жөнінде де пікір айтуға болады.

Рентген бірлігі радиобиологиядағы барлық метрологиялық және практикалық мәселелердің шшеуін қамтамасыз ете алмайды. Экспозициялық доза сәулеленудің деңгейін межелеп қана бағалау үшін қызмет етеді, әсересе радиацяның корпускулалық түрлерінің әсерін білуге көмектеседі. Сәулеленген заттағы өзгерістер, толығымен радиоактивтік энергияның сіңірілген дозасымен анықталады деп есептеледі. Қалай дегенмен, сәулеленудің сіңірілеген энергиясы, организмге радиацияның әсерін сипаттайтын ең қолайлы физикалық шама. 1953 жылы VII-ші халықаралық биологтардың конгресінде, бір грамм затқа сіңірілген, сәулеленудің кез келген түрінің энергиясын, сіңірілген доза деп атау ұсынылды. Сіңірілген дозаның бірлігі ретінде Rad таңдалды (ағылшынша сөз құрамдарының бірінші әріптерінен тұратын «Radiation absorbed dose» - сәулеленудің сіңірілген ( жұтылған ) дозасы) . Бір рад, бір грамм қандайда болмасын заттан бөлініп шығатын энергия санына сәйкес, сіңірілген доза, ол иондаушы сәулеленудің түріне байланысты емес 100 эрг - ке тең. Сонымен кез келген матеиалға тән 1 рад =100 эрг/г= 10 ^-2 Дж/кг =6, 25х10 ⁷ МэВ/г.

Бір уақыт бірлігінде затта пайда болған, сіңірілген доза, сіңірілген дозаның қуаты деп аталады және рад/с, рад - мин, рад - сағат т. с. с. бірліктермен өлшенеді.

Рад, кюри сияқты (1 Ku=3, 7 гига беккрель, ГБК) - жүйеден тыс бірлік деп аталады және СИ жүйесін ортодоксоллльды жақтаушылардың көзқарасына сәйкес, бұл бірліктерді қолдануға тиым салыну қажет. Бірақ өмірлік практика формалдық ұйғарымдардан күштірек болып шықты, сөйтіп «заңсыз» сіңірілген дозаның бірлігі - рад - СИ жүйесінің сәйкес бірлігі - грейге (Гр. Gy) қарағанда жиірек қолданылады. Сіңірілген дозалардың бірліктерінің арақатынасы төмендегідей: 1 Гр= 1 Дж/кг= 100 рад.

Сіңірілген дозаның қуаты СИ жүйесінде Гр/с, Гр/сағ, т. б. өлшенеді.

Рад (немесе грей) - таза физикалық шама екендігіне көңіл аудару керек. Шындығында, ол энергетикалық бірлік, затпен әсерлескен өтпелі радиацияның биологиялық әсерін ескермейді.

Бірақ, дозиметрия және радиациялық физика мамандарын шындығында қызықтыратыны, - адамның организмінде сәулеленуден кейін жүретін өзгерістер болып отыр. Әртүрлі зақымданулардың ауырлығы сәулеленудің түріне байланысты, әрқилы болып шықты. Басқаша айтқанда, радиациялық қауіпті байқау үшін, сіңірілген дозаны білу жетімсіз. Оның үстіне сіңірілген дозаны тікелей тірі тканьдарда өлшеу өте қиын және бұл мүмкін болғанның өзінде, оның құндылығы шамалы болар еді. Шындығында, тірі организмнің сәулеленуге жауабы тек ғана сіңірілген дозамен анықталмайды, ол микроскоптың - яғни жеке молекулалар деңгейінде тірі клеткалардың сезімтал құрылымдарына энергияның таралуымен анықталады. Сондықтан өлшеуші шама кіргізудің қажеттігі туды, ол бөлінген энергияны ғана есептеп қоймай, сәулеленудің биологиялық салдарын да ескеруі тиіс. Биологиялық әсерлерге қарапайым және ыңғайлы тұрғыдан қарау мақсатында, оларды тудырған қандай да иондаушы агенттің әрекетін, тірі организмге рентген немесе гамма - сәулеленулердің әсерімен салыстыру қабылданды. Мұндағы ыңғайлық рентген сәулелерінің берілген дозалары және олардың қуаты салыстырмалы қарапайым анықталады, (мысалы, калибирленген рентген көздерінің көмегімен), жақсы көрінеді және сенімді өлшенеді. Бұл процедураларды сәулеленудің басқа түрлеріне жүргізу әлдеқайда күрделірек. Рентген және гамма сәулеленуердің биологиялық әсерлерін сәулеленудің басқа түрлерімен салыстыру үшін, эквиваленттік (балама) доза, деп аталатын шама енгізілді, ол сіңірілген дозаны сәулеленудің түріне байланысты бір коэффицентке көбейту арқылы анықталады. Ол коэффицент «сапа факторы» Q деп аталады да, мөлшермен гамма - сәулелерге және жоғары энергиялы протондар үшін бірге тең; жылу нейтрондары үшін Q =3, ал жылдам нейтрондар үшін Q =10. Альфа - бөлшектермен және ауыр иондармен сәулеленгенде Q =20, ал бұл сіңірілген дозаның салыстырмалы аз дозасы әжептеуір биологиялық зиян келтіруі мүмкін. Эквиваленттік доза бэрмен өлшенеді (бэр - биологический эквивалент рентгена, РБЭ - рентгеннің биологиялық баламасы) . Кейде «РЭМ» атауы қолданылады (ағылш. Rem- roentgen equivalent for man, адам үшін рентгеннің баламасы) . Сәулеленудің сапалық коэффициенті (СК) Q радиобиологиялық ғылым тәжірибе негізінде анықталады және арнаулы таблицаларда келтіріледі. Рентгендік сәулелену үшін (Q=10) бір рад сіңірілген доза бір бэрге сәйкес.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.