Sejak pertengahan abad terakhir, sebuah kata baru telah masuk ke dalam sains - radiasi. Penemuannya membuat revolusi dalam pikiran fisikawan di seluruh dunia dan memungkinkan untuk membuang beberapa teori Newton dan membuat asumsi yang berani tentang struktur alam semesta, pembentukannya, dan tempat kita di dalamnya. Tapi itu semua untuk para ahli. Penduduk kota hanya menghela nafas dan mencoba mengumpulkan pengetahuan yang berbeda tentang subjek ini. Proses yang rumit adalah kenyataan bahwa ada beberapa unit pengukuran radiasi, dan semuanya memenuhi syarat.
Terminologi
Istilah pertama untuk berkenalan sebenarnya adalah radiasi. Ini adalah nama yang diberikan untuk proses radiasi oleh beberapa zat partikel terkecil, seperti elektron, proton, neutron, atom helium dan lain-lain. Tergantung pada jenis partikel, sifat radiasi berbeda satu sama lain. Radiasi diamati baik selama peluruhan zat menjadi yang lebih sederhana, atau selama sintesisnya.
Satuan radiasi adalah konsep konvensional yang menunjukkan berapa banyak partikel elementer yang dilepaskan dari materi. Saat ini, fisika beroperasi pada sebuah keluargasatuan yang berbeda dan kombinasinya. Ini memungkinkan Anda untuk menggambarkan berbagai proses yang terjadi dengan materi.
Peluruhan radioaktif adalah perubahan sewenang-wenang dalam struktur inti atom yang tidak stabil dengan melepaskan mikropartikel.
Konstanta peluruhan adalah konsep statistik yang memprediksi probabilitas sebuah atom dihancurkan selama periode waktu tertentu.
Waktu paruh adalah periode waktu di mana setengah dari jumlah total suatu zat meluruh. Untuk beberapa elemen, itu dihitung dalam menit, sementara untuk yang lain adalah tahun, dan bahkan puluhan tahun.
Bagaimana radiasi diukur
Satuan radiasi bukan satu-satunya yang digunakan untuk mengevaluasi sifat bahan radioaktif. Selain mereka, jumlah tersebut digunakan sebagai:
- aktivitas sumber radiasi;- kerapatan fluks (jumlah partikel pengion per satuan luas).
Selain itu, terdapat perbedaan deskripsi efek radiasi pada benda hidup dan tak hidup. Jadi, jika zat itu adalah benda mati, maka konsep yang berlaku padanya:
- dosis serap;- dosis paparan.
Jika radiasi mempengaruhi jaringan hidup, maka istilah berikut digunakan:
- dosis ekivalen;
- dosis ekivalen efektif;- laju dosis.
Satuan pengukuran radiasi, seperti disebutkan di atas, adalah nilai numerik bersyarat yang diadopsi oleh para ilmuwan untuk memfasilitasi perhitungan dan membangun hipotesis dan teori. Mungkin itu sebabnya tidak ada satuan ukuran yang diterima secara umum.
Curie
Salah satu satuan radiasi adalah curie. Itu bukan milik sistem (bukan milik sistem SI). Di Rusia, ini digunakan dalam fisika dan kedokteran nuklir. Aktivitas suatu zat akan sama dengan satu curie jika 3,7 miliar peluruhan radioaktif terjadi di dalamnya dalam satu detik. Artinya, kita dapat mengatakan bahwa satu curie sama dengan tiga miliar tujuh ratus juta becquerels.
Angka ini disebabkan oleh fakta bahwa Marie Curie (yang memperkenalkan istilah ini ke dalam sains) melakukan eksperimennya pada radium dan menggunakan tingkat peluruhannya sebagai dasar. Tetapi seiring waktu, fisikawan memutuskan bahwa nilai numerik unit ini lebih baik dikaitkan dengan yang lain - becquerel. Hal ini memungkinkan untuk menghindari beberapa kesalahan dalam perhitungan matematis.
Selain curie, Anda sering dapat menemukan kelipatan atau subkelipatan, seperti:
- megacurie (sama dengan 3,7 kali 10 pangkat 16 becquerels);
- kilocurie (3, 7 ribu miliar becquerels);
- millicurie (37 juta becquerels);- microcurie (37 ribu becquerels).
Dengan menggunakan satuan ini, Anda dapat menyatakan volume, permukaan, atau aktivitas spesifik suatu zat.
Becquerel
Satuan becquerel dosis radiasi bersifat sistemik dan termasuk dalam Satuan Sistem Internasional (SI). Ini adalah yang paling sederhana, karena aktivitas radiasi satu becquerel berarti hanya ada satu peluruhan radioaktif per detik dalam materi.
Ini mendapatkan namanya untuk menghormati Antoine Henri Becquerel, seorang fisikawan Prancis. Judulnya adalahdisetujui pada akhir abad terakhir dan masih digunakan sampai sekarang. Karena ini adalah unit yang cukup kecil, awalan desimal digunakan untuk menunjukkan aktivitas: kilo-, mili-, mikro- dan lainnya.
Baru-baru ini, unit non-sistemik seperti curie dan rutherford telah digunakan bersama dengan becquerels. Satu rutherford sama dengan satu juta becquerel. Dalam deskripsi volumetrik atau aktivitas permukaan, seseorang dapat menemukan sebutan becquerel per kilogram, becquerel per meter (persegi atau kubik) dan berbagai turunannya.
X-ray
Satuan pengukuran radiasi, sinar-X, juga tidak sistemik, meskipun digunakan di mana-mana untuk menunjukkan dosis paparan radiasi gamma yang diterima. Satu roentgen sama dengan dosis radiasi di mana satu sentimeter kubik udara pada tekanan atmosfer standar dan suhu nol membawa muatan yang sama dengan 3,3(10-10). Ini sama dengan dua juta pasang ion.
Terlepas dari kenyataan bahwa di bawah undang-undang Federasi Rusia sebagian besar unit non-sistemik dilarang, sinar-X digunakan dalam penandaan dosimeter. Tetapi mereka akan segera berhenti digunakan, karena ternyata lebih praktis untuk menuliskan dan menghitung semuanya dalam warna abu-abu dan sievert.
Rad
Satuan pengukuran radiasi, rad, berada di luar sistem SI dan sama dengan jumlah radiasi di mana sepersejuta joule energi ditransfer ke satu gram zat. Artinya, satu rad adalah 0,01 joule per kilogram materi.
Bahan yang menyerap energi dapat berupa jaringan hidup atau bahan organik lainnya danzat dan zat anorganik: tanah, air, udara. Sebagai unit independen, rad diperkenalkan pada tahun 1953 dan di Rusia memiliki hak untuk digunakan dalam fisika dan kedokteran.
Abu-abu
Ini adalah satuan ukuran lain untuk tingkat radiasi, yang diakui oleh Sistem Satuan Internasional. Ini mencerminkan dosis radiasi yang diserap. Suatu zat dianggap telah menerima dosis satu abu-abu jika energi yang dipindahkan dengan radiasi sama dengan satu joule per kilogram.
Unit ini mendapatkan namanya untuk menghormati ilmuwan Inggris Lewis Gray dan secara resmi diperkenalkan ke dalam sains pada tahun 1975. Menurut aturan, nama lengkap unit ditulis dengan huruf kecil, tetapi singkatannya menggunakan huruf besar. Satu abu-abu sama dengan seratus rad. Selain satuan sederhana, padanan kelipatan dan subkelipatan juga digunakan dalam sains, seperti kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray dan lain-lain.
Sievert
Satuan radiasi sievert digunakan untuk menunjukkan dosis radiasi yang efektif dan setara dan juga merupakan bagian dari sistem SI, seperti abu-abu dan becquerel. Digunakan dalam sains sejak 1978. Satu sievert sama dengan energi yang diserap oleh satu kilogram jaringan setelah terpapar satu kali pemanasan sinar gamma. Nama unit itu untuk menghormati Rolf Sievert, seorang ilmuwan dari Swedia.
Menurut definisi, sievert dan abu-abu adalah sama, yaitu dosis ekivalen dan dosis serapan memiliki ukuran yang sama. Tetapi masih ada perbedaan di antara mereka. Saat menentukan dosis ekivalenperlu memperhitungkan tidak hanya kuantitas, tetapi juga sifat-sifat radiasi lainnya, seperti panjang gelombang, amplitudo, dan partikel mana yang mewakilinya. Oleh karena itu, nilai numerik dari dosis yang diserap dikalikan dengan faktor kualitas radiasi.
Jadi, misalnya, semua hal lain dianggap sama, efek partikel alfa yang diserap akan dua puluh kali lebih kuat daripada dosis radiasi gamma yang sama. Selain itu, perlu diperhitungkan koefisien jaringan, yang menunjukkan bagaimana organ merespons radiasi. Oleh karena itu, dosis ekivalen digunakan dalam radiobiologi, dan dosis efektif digunakan dalam kesehatan kerja (untuk menormalkan paparan radiasi).
Konstanta matahari
Ada teori bahwa kehidupan di planet kita muncul karena radiasi matahari. Satuan pengukuran radiasi dari sebuah bintang adalah kalori dan watt dibagi dengan satuan waktu. Ini diputuskan karena jumlah radiasi dari Matahari ditentukan oleh jumlah panas yang diterima benda, dan intensitas yang datang. Hanya setengah juta dari jumlah total energi yang dipancarkan yang mencapai Bumi.
Radiasi dari bintang menyebar di ruang angkasa dengan kecepatan cahaya dan memasuki atmosfer kita dalam bentuk sinar. Spektrum radiasi ini cukup luas - dari "white noise", yaitu gelombang radio, hingga sinar-X. Partikel yang juga ikut dengan radiasi adalah proton, tetapi kadang-kadang mungkin ada elektron (jika pelepasan energinya besar).
Radiasi yang diterima dari Matahari adalah kekuatan pendorong semua proses kehidupan diplanet. Jumlah energi yang kita terima tergantung pada musim, posisi bintang di atas cakrawala, dan transparansi atmosfer.
Pengaruh radiasi pada makhluk hidup
Jika jaringan hidup dengan karakteristik yang sama disinari dengan jenis radiasi yang berbeda (pada dosis dan intensitas yang sama), hasilnya akan berbeda. Oleh karena itu, untuk menentukan akibat yang ditimbulkan, tidak cukup hanya dosis serap atau paparan saja, seperti halnya benda mati. Unit radiasi penetrasi muncul di tempat kejadian, seperti rems sieverts dan abu-abu, yang menunjukkan dosis radiasi yang setara.
Setara adalah dosis yang diserap oleh jaringan hidup dan dikalikan dengan koefisien kondisional (tabel), yang memperhitungkan seberapa berbahaya jenis radiasi ini atau itu. Ukuran yang paling umum digunakan adalah sievert. Satu sievert sama dengan seratus rem. Semakin tinggi koefisiennya, semakin berbahaya radiasinya. Jadi, untuk foton ini adalah satu, dan untuk neutron dan partikel alfa adalah dua puluh.
Sejak kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl di Rusia dan negara-negara CIS lainnya, perhatian khusus telah diberikan pada tingkat paparan radiasi pada manusia. Dosis ekivalen dari sumber radiasi alam tidak boleh melebihi lima milisievert per tahun.
Aksi radionuklida pada benda mati
Partikel radioaktif membawa muatan energi yang mereka transfer ke materi ketika mereka bertabrakan dengannya. Dan semakin banyak partikel yang bersentuhan dalam perjalanan mereka dengansejumlah materi, semakin banyak energi yang akan diterimanya. Kuantitasnya diperkirakan dalam dosis.
- Dosis serap adalah jumlah radiasi radioaktif yang diterima oleh satu unit zat. Itu diukur dalam abu-abu. Nilai ini tidak memperhitungkan fakta bahwa efek dari berbagai jenis radiasi pada materi berbeda.
- Dosis paparan - adalah dosis yang diserap, tetapi memperhitungkan tingkat ionisasi zat dari efek berbagai partikel radioaktif. Diukur dalam coulomb per kilogram atau rontgen.
