Desde meados do século passado, uma nova palavra entrou na ciência - radiação. Sua descoberta revolucionou a mente dos físicos de todo o mundo e permitiu descartar algumas das teorias newtonianas e fazer suposições ousadas sobre a estrutura do universo, sua formação e nosso lugar nele. Mas isso é tudo para os especialistas. Os habitantes da cidade apenas suspiram e tentam juntar conhecimentos tão díspares sobre o assunto. O que complica o processo é o fato de que existem algumas unidades de medição de radiação, e todas elas são elegíveis.
Terminologia
O primeiro termo a conhecer é, na verdade, radiação. Este é o nome dado ao processo de radiação por alguma substância das menores partículas, como elétrons, prótons, nêutrons, átomos de hélio e outros. Dependendo do tipo de partícula, as propriedades da radiação diferem umas das outras. A radiação é observada durante a decomposição de substâncias em substâncias mais simples ou durante sua síntese.
Unidades de radiação são conceitos convencionais que indicam quantas partículas elementares são liberadas da matéria. No momento, a física opera em uma famíliadiferentes unidades e suas combinações. Isso permite que você descreva os vários processos que ocorrem com a matéria.
O decaimento radioativo é uma mudança arbitrária na estrutura de núcleos atômicos instáveis pela liberação de micropartículas.
A constante de decaimento é um conceito estatístico que prevê a probabilidade de um átomo ser destruído em um determinado período de tempo.
A meia-vida é o período de tempo durante o qual metade da quantidade total de uma substância decai. Para alguns elementos, é calculado em minutos, enquanto para outros são anos e até décadas.
Como a radiação é medida
As unidades de radiação não são as únicas usadas para avaliar as propriedades dos materiais radioativos. Além delas, tais quantidades são utilizadas como:
- atividade da fonte de radiação;- densidade de fluxo (o número de partículas ionizantes por unidade de área).
Além disso, há uma diferença na descrição dos efeitos da radiação em objetos vivos e não vivos. Então, se a substância é inanimada, então os conceitos se aplicam a ela:
- dose absorvida;- dose de exposição.
Se a radiação afetou o tecido vivo, então os seguintes termos são usados:
- dose equivalente;
- dose equivalente efetiva;- taxa de dose.
As unidades de medida de radiação são, como mencionado acima, valores numéricos condicionais adotados pelos cientistas para facilitar cálculos e construir hipóteses e teorias. Talvez seja por isso que não existe uma única unidade de medida geralmente aceita.
Curie
Uma das unidades de radiação é o curie. Não pertence ao sistema (não pertence ao sistema SI). Na Rússia, é usado em física nuclear e medicina. A atividade de uma substância será igual a um curie se nela ocorrerem 3,7 bilhões de decaimentos radioativos em um segundo. Ou seja, podemos dizer que um curie é igual a três bilhões e setecentos milhões de becquerels.
Esse número se deve ao fato de Marie Curie (que introduziu este termo na ciência) realizar seus experimentos com rádio e tomar como base sua taxa de decaimento. Mas com o tempo, os físicos decidiram que o valor numérico desta unidade está melhor atrelado a outro - o becquerel. Isso possibilitou evitar alguns erros nos cálculos matemáticos.
Além de curies, muitas vezes você pode encontrar múltiplos ou submúltiplos, como:
- megacurie (igual a 3,7 vezes 10 à 16ª potência de becquerels);
- kilocurie (3, 7 bilhões de becquerels);
- milicurie (37 milhões de becquerels);- microcurie (37 mil becquerels).
Usando esta unidade, você pode expressar o volume, superfície ou atividade específica de uma substância.
Becquerel
A unidade becquerel de dose de radiação é sistêmica e está incluída no Sistema Internacional de Unidades (SI). É o mais simples, porque uma atividade de radiação de um becquerel significa que há apenas um decaimento radioativo por segundo na matéria.
Ela recebeu esse nome em homenagem a Antoine Henri Becquerel, físico francês. O título foiaprovado no final do século passado e ainda é usado hoje. Como esta é uma unidade relativamente pequena, prefixos decimais são usados para indicar atividade: kilo-, mili-, micro- e outros.
Recentemente, unidades não sistêmicas como curie e rutherford têm sido usadas junto com becquerels. Um Rutherford é igual a um milhão de becquerels. Na descrição da atividade volumétrica ou superficial, encontram-se as designações becquerel por quilograma, becquerel por metro (quadrado ou cúbico) e suas diversas derivadas.
Raio X
A unidade de medida de radiação, raios X, também não é sistêmica, embora seja usada em todos os lugares para indicar a dose de exposição da radiação gama recebida. Um roentgen é igual a tal dose de radiação na qual um centímetro cúbico de ar à pressão atmosférica padrão e temperatura zero carrega uma carga igual a 3,3(10-10). Isso é igual a dois milhões de pares de íons.
Apesar do fato de que, sob a legislação da Federação Russa, a maioria das unidades não sistêmicas são proibidas, os raios X são usados na marcação dos dosímetros. Mas logo deixarão de ser usados, pois ficou mais prático anotar e calcular tudo em cinzas e sieverts.
Rad
A unidade de medida de radiação, rad, está fora do sistema SI e equivale à quantidade de radiação na qual um milionésimo de joule de energia é transferido para um grama de uma substância. Ou seja, um rad é 0,01 joule por quilograma de matéria.
O material que absorve energia pode ser tecido vivo ou outro material orgânico esubstâncias e substâncias inorgânicas: solo, água, ar. Como unidade independente, o rad foi introduzido em 1953 e na Rússia tem o direito de ser usado em física e medicina.
Cinza
Esta é outra unidade de medida para o nível de radiação, que é reconhecida pelo Sistema Internacional de Unidades. Reflete a dose absorvida de radiação. Considera-se que uma substância recebeu uma dose de um gray se a energia que foi transferida com a radiação for igual a um joule por quilograma.
Esta unidade recebeu seu nome em homenagem ao cientista inglês Lewis Gray e foi oficialmente introduzida na ciência em 1975. De acordo com as regras, o nome completo da unidade é escrito com uma letra minúscula, mas sua designação abreviada é maiúscula. Um cinza é igual a cem rads. Além das unidades simples, os equivalentes múltiplos e submúltiplos também são usados na ciência, como quilogray, megagray, decigray, centigray, microgray e outros.
Sievert
A unidade sievert de radiação é usada para denotar doses efetivas e equivalentes de radiação e também faz parte do sistema SI, como gray e becquerel. Usado na ciência desde 1978. Um sievert é igual à energia absorvida por um quilograma de tecido após a exposição a um aquecimento de raios gama. O nome da unidade foi em homenagem a Rolf Sievert, um cientista da Suécia.
Por definição, sieverts e grays são iguais, ou seja, doses equivalentes e absorvidas têm o mesmo tamanho. Mas ainda há uma diferença entre eles. Ao determinar a dose equivalenteé necessário levar em consideração não apenas a quantidade, mas também outras propriedades da radiação, como comprimento de onda, amplitude e quais partículas a representam. Portanto, o valor numérico da dose absorvida é multiplicado pelo fator de qualidade da radiação.
Então, por exemplo, todas as outras coisas sendo iguais, o efeito absorvido das partículas alfa será vinte vezes mais forte do que a mesma dose de radiação gama. Além disso, é necessário levar em consideração o coeficiente tecidual, que mostra como os órgãos respondem à radiação. Portanto, a dose equivalente é usada em radiobiologia e a dose efetiva é usada em saúde ocupacional (para normalizar a exposição à radiação).
Constante solar
Existe uma teoria de que a vida em nosso planeta surgiu devido à radiação solar. As unidades de medida da radiação de uma estrela são calorias e watts divididos por uma unidade de tempo. Isso foi decidido porque a quantidade de radiação do Sol é determinada pela quantidade de calor que os objetos recebem e a intensidade com que vem. Apenas meio milionésimo da quantidade total de energia emitida chega à Terra.
A radiação das estrelas se propaga no espaço na velocidade da luz e entra em nossa atmosfera na forma de raios. O espectro dessa radiação é bastante amplo - desde "ruído branco", ou seja, ondas de rádio, até raios X. As partículas que também se dão bem com a radiação são os prótons, mas às vezes pode haver elétrons (se a liberação de energia for grande).
A radiação recebida do Sol é a força motriz de todos os processos vivosplaneta. A quantidade de energia que recebemos depende da estação do ano, da posição da estrela acima do horizonte e da transparência da atmosfera.
Efeito da radiação nos seres vivos
Se tecidos vivos com as mesmas características forem irradiados com diferentes tipos de radiação (na mesma dose e intensidade), os resultados irão variar. Portanto, para determinar as consequências, apenas a dose absorvida ou de exposição não é suficiente, como é o caso dos objetos inanimados. Unidades de radiação penetrante aparecem na cena, como sieverts rems e grays, que indicam a dose equivalente de radiação.
Equivalente é a dose absorvida pelo tecido vivo e multiplicada por um coeficiente condicional (tabela), que leva em consideração o quão perigoso é este ou aquele tipo de radiação. A medida mais utilizada é o sievert. Um sievert é igual a cem rems. Quanto maior o coeficiente, mais perigosa a radiação, respectivamente. Então, para fótons é um, e para nêutrons e partículas alfa é vinte.
Desde o acidente na usina nuclear de Chernobyl na Rússia e outros países da CEI, atenção especial tem sido dada ao nível de exposição à radiação para humanos. A dose equivalente de fontes naturais de radiação não deve exceder cinco milisieverts por ano.
A ação de radionuclídeos em objetos não vivos
As partículas radioativas carregam uma carga de energia que transferem para a matéria quando colidem com ela. E quanto mais partículas entram em contato em seu caminho comuma certa quantidade de matéria, mais energia ela receberá. Sua quantidade é estimada em doses.
- Dose absorvida é a quantidade de radiação radioativa que foi recebida por uma unidade de uma substância. É medido em cinzas. Este valor não leva em consideração o fato de que o efeito de diferentes tipos de radiação na matéria é diferente.
- Dose de exposição - é a dose absorvida, mas levando em consideração o grau de ionização da substância a partir dos efeitos de várias partículas radioativas. É medido em coulombs por quilograma ou roentgens.
