(Rysk beteckning: Gr; internationell: Gy). Den tidigare använda icke-systemenheten rad är lika med 0,01 Gy.

Återspeglar inte den biologiska effekten av strålning (se ekvivalent dos).

Encyklopedisk YouTube

1 / 2

Mer om strålning

Mer om strålning

undertexter

Hallå. I det här avsnittet av TranslatorsCafe.com-kanalen kommer vi att prata om joniserande strålning eller strålning. Vi kommer att titta på strålningskällor, sätt att mäta den och effekten av strålning på levande organismer. Vi kommer att prata mer i detalj om sådana strålningsparametrar som absorberad doshastighet, såväl som ekvivalenta och effektiva doser av joniserande strålning. Strålning har många användningsområden, från att generera elektricitet till att behandla cancerpatienter. I den här videon kommer vi att diskutera hur strålning påverkar vävnader och celler hos människor, djur och biomaterial, med särskilt fokus på hur snabbt och hur allvarlig skada som uppstår på bestrålade celler och vävnader. Strålning är ett naturligt fenomen som visar sig i att elektromagnetiska vågor eller elementarpartiklar med hög kinetisk energi rör sig inom ett medium. I detta fall kan mediet vara antingen materia eller vakuum. Strålning finns runt omkring oss, och vårt liv utan det är otänkbart, eftersom det är omöjligt att överleva människor och andra djur utan strålning. Utan strålning på jorden kommer det inte att finnas några sådana naturfenomen som ljus och värme som är nödvändiga för liv. Det skulle inte finnas några mobiltelefoner eller internet. I den här videon kommer vi att diskutera en speciell typ av strålning, joniserande strålning eller strålning, som finns runt omkring oss. Joniserande strålning har tillräckligt med energi för att avlägsna elektroner från atomer och molekyler, det vill säga att jonisera det bestrålade ämnet. Joniserande strålning i miljön kan uppstå på grund av antingen naturliga eller artificiella processer. Naturliga strålningskällor inkluderar sol- och kosmisk strålning, vissa mineraler som granit och strålning från vissa radioaktiva material som uran och till och med vanliga bananer, som innehåller den radioaktiva isotopen kalium. Radioaktiva råvaror bryts i jordens djup och används inom medicin och industri. Ibland kommer radioaktiva material in i miljön till följd av industriolyckor och i industrier som använder radioaktiva råvaror. Oftast sker detta på grund av bristande efterlevnad av säkerhetsregler för lagring och arbete med radioaktiva material eller på grund av avsaknad av sådana regler. Det är värt att notera att tills nyligen ansågs radioaktiva material inte vara hälsofarliga. Tvärtom användes de som helande droger, och de uppskattades också för sin vackra glöd. Uranglas är ett exempel på ett radioaktivt material som används för dekorativa ändamål. Detta glas lyser fluorescerande grönt på grund av tillsatsen av uranoxid. Andelen uran i detta glas är relativt liten och mängden strålning det avger är liten, så uranglas anses vara relativt säkert för hälsan. De gjorde till och med glas, tallrikar och andra redskap av den. Uranglas är uppskattat för sin ovanliga glöd. Solen avger ultraviolett ljus, så uranglas lyser i solljus, även om denna glöd är mycket mer uttalad under ultravioletta lampor. Vid strålning absorberas fotoner med högre energi (ultravioletta) och fotoner med lägre energi (gröna) sänds ut. Som du har sett kan dessa pärlor användas för att testa dosimetrar. Du kan köpa en påse med pärlor på eBay.com för ett par dollar. Låt oss först titta på några definitioner. Det finns många sätt att mäta strålning, beroende på vad vi exakt vill veta. Till exempel kan man mäta den totala mängden strålning på en given plats; du kan hitta mängden strålning som stör funktionen hos biologiska vävnader och celler; eller mängden strålning som absorberas av en kropp eller organism, och så vidare. Här ska vi titta på två sätt att mäta strålning. Den totala mängden strålning i omgivningen, mätt per tidsenhet, kallas den totala doshastigheten av joniserande strålning. Mängden strålning som absorberas av kroppen per tidsenhet kallas den absorberade doshastigheten. Den absorberade doshastigheten hittas med hjälp av information om den totala doshastigheten och parametrarna för föremålet, organismen eller del av kroppen som utsätts för strålning. Dessa parametrar inkluderar massa, densitet och volym. Absorberade och exponeringsdosvärden är liknande för material och vävnader som absorberar strålning väl. Men alla material är inte så här, så ofta skiljer sig de absorberade och exponeringsdoserna av strålning, eftersom ett föremåls eller kropps förmåga att absorbera strålning beror på vilket material det är sammansatt av. Till exempel absorberar en blyskiva gammastrålning mycket bättre än en aluminiumplåt av samma tjocklek. Vi vet att en stor dos strålning, kallad den akuta dosen, orsakar hälsorisker, och ju högre dos desto större hälsorisk. Vi vet också att strålning påverkar olika celler i kroppen olika. Celler som genomgår frekvent delning, liksom ospecialiserade celler, är mest påverkade av strålning. Till exempel är celler i embryot, blodkroppar och celler i reproduktionssystemet mest mottagliga för de negativa effekterna av strålning. Samtidigt är hud, ben och muskelvävnad mindre mottagliga för strålning. Men strålning har minst effekt på nervceller. Därför är i vissa fall den totala destruktiva effekten av strålning på celler som är mindre utsatta för strålning mindre, även om de utsätts för mer strålning, än på celler som är mer utsatta för strålning. Enligt teorin om strålningshormesis stimulerar små doser av strålning tvärtom kroppens försvarsmekanismer, och som ett resultat blir kroppen starkare och mindre mottaglig för sjukdomar. Det bör noteras att dessa studier är i ett tidigt skede och det är ännu inte känt om sådana resultat kommer att erhållas utanför laboratoriet. Nu utförs dessa experiment på djur och det är okänt om dessa processer sker i människokroppen. På grund av etiska överväganden är det svårt att få tillstånd för sådan forskning som involverar mänskliga deltagare. Absorberad dos är förhållandet mellan energin av joniserande strålning absorberad i en given volym av ett ämne och massan av ämnet i denna volym. Absorberad dos är den huvudsakliga dosimetriska mängden och mäts i joule per kilogram. Denna enhet kallas grå. Tidigare användes den icke-systemiska enheten rad. Den absorberade dosen beror inte bara på själva strålningen utan också på materialet som absorberar den: den absorberade dosen av mjuka röntgenstrålar i benvävnad kan vara fyra gånger den absorberade dosen i luft. Samtidigt är den absorberade dosen noll i vakuum. Den ekvivalenta dosen, som kännetecknar den biologiska effekten av bestrålning av människokroppen med joniserande strålning, mäts i sievert. För att förstå skillnaden mellan dos och doshastighet kan vi dra en analogi med en vattenkokare som vatten hälls i från kranen. Vattenvolymen i vattenkokaren är dosen, och påfyllningshastigheten, beroende på vattenströmmens tjocklek, är doshastigheten, det vill säga ökningen av stråldosen per tidsenhet. Ekvivalent doshastighet mäts i sievert per tidsenhet, till exempel mikrosievert per timme eller millisievert per år. Strålning är i allmänhet osynlig för blotta ögat, så speciella mätinstrument används för att fastställa förekomsten av strålning. En mycket använd anordning är en dosimeter baserad på en Geiger-Muller-räknare. Räknaren består av ett rör där antalet radioaktiva partiklar räknas, och en display som visar antalet dessa partiklar i olika enheter, oftast som mängden strålning under en viss tidsperiod, till exempel per timme. Instrument med geigerräknare ger ofta korta pip, som klick, som vart och ett indikerar att en ny emitterad partikel eller nya partiklar har räknats. Detta ljud kan vanligtvis stängas av. Vissa dosimetrar låter dig välja klickfrekvens. Du kan till exempel ställa in dosimetern så att den avger ett ljud först efter var tjugonde partikel som räknats eller mer sällan. Utöver geigerräknare använder dosimetrar även andra sensorer, till exempel scintillationsräknare, som gör det möjligt att bättre avgöra vilken typ av strålning som för närvarande dominerar i miljön. Scintillationsräknare är bra på att detektera både alfa-, beta- och gammastrålning. Dessa räknare omvandlar energin som frigörs vid strålning till ljus, som sedan omvandlas i en fotomultiplikator till en elektrisk signal, som mäts. Under mätningar arbetar dessa räknare över en större yta än Geigerräknare, så de mäter mer effektivt. Joniserande strålning har mycket hög energi och joniserar därför atomer och molekyler av biologiskt material. Som ett resultat separeras elektroner från dem, vilket leder till en förändring i deras struktur. Dessa förändringar orsakas av jonisering som försvagar eller bryter de kemiska bindningarna mellan partiklar. Detta skadar molekyler inuti celler och vävnader och stör deras funktion. I vissa fall främjar jonisering bildandet av nya bindningar. Störningen av cellfunktionen beror på hur mycket strålning skadar deras struktur. I vissa fall påverkar inte störningar cellfunktionen. Ibland störs cellernas arbete, men skadan är liten och kroppen återställer gradvis cellerna till fungerande kondition. Sådana störningar uppstår ofta under cellers normala funktion, och själva cellerna återgår till det normala. Därför, om strålningsnivån är låg och skadan är mindre, är det fullt möjligt att återställa cellerna till sitt normala tillstånd. Om strålningsnivån är hög sker irreversibla förändringar i cellerna. Med irreversibla förändringar fungerar celler antingen inte som de ska eller slutar fungera helt och dör. Skador genom strålning på vitala och essentiella celler och molekyler, såsom DNA- och RNA-molekyler, proteiner eller enzymer, orsakar strålningssjuka. Skador på celler kan också orsaka mutationer, vilket kan göra att barn till patienter vars celler är påverkade utvecklar genetiska sjukdomar. Mutationerna kan också göra att celler i patienternas kroppar delar sig för snabbt – vilket i sin tur ökar sannolikheten för cancer. Idag är vår kunskap om strålningens effekter på kroppen och de förhållanden under vilka denna effekt förvärras begränsad, eftersom forskarna har mycket lite material till sitt förfogande. Mycket av vår kunskap är baserad på forskning om journaler från offer för atombombningarna i Hiroshima och Nagasaki, samt offer för kärnkraftsexplosionen i Tjernobyl. Det är också värt att notera att vissa studier av strålningens effekter på kroppen, som utfördes på 50-70-talet. förra århundradet, var oetiska och till och med omänskliga. Det handlar framför allt om studier gjorda av militären i USA och Sovjetunionen. De flesta av dessa experiment utfördes på testplatser och utsedda områden för att testa kärnvapen, såsom Nevadas testplats i USA, den sovjetiska kärnvapenprovplatsen på Novaya Zemlya och Semipalatinsk testplatsen i det som nu är Kazakstan. I vissa fall utfördes experiment under militära övningar, som under militärövningarna Totsk (USSR, i det nuvarande Ryssland) och under militärövningarna Desert Rock i Nevada, USA. Under dessa övningar studerade forskare, om man kan kalla dem så, effekterna av strålning på människokroppen efter atomexplosioner. Från 1946 till 1960-talet genomfördes även experiment om strålningens effekter på kroppen på några amerikanska sjukhus utan patienternas vetskap eller samtycke. Tack för din uppmärksamhet! Om du gillade den här videon, glöm inte att prenumerera på vår kanal!

Det är känt att radioaktiv strålning under vissa förhållanden kan utgöra en fara för levande organismers hälsa. Vad är orsaken till strålningens negativa effekter på levande varelser?

Faktum är att α-, β- och γ-partiklar, som passerar genom ett ämne, joniserar det och slår ut elektroner ur molekyler och atomer. Jonisering av levande vävnad stör den vitala aktiviteten hos cellerna som utgör denna vävnad, vilket negativt påverkar hälsan hos hela organismen.

Ju mer energi en person får från flödet av partiklar som verkar på honom och ju mindre personens massa (dvs. ju mer energi faller på varje massenhet), desto allvarligare störningar i hans kropp kommer detta att leda till.

• Energin från joniserande strålning som absorberas av det bestrålade ämnet (särskilt kroppsvävnader) och beräknas per massenhet kallas den absorberade stråldosen

Den absorberade stråldosen D är lika med förhållandet mellan energin E som absorberas av kroppen och dess massa m:

SI-enheten för den absorberade stråldosen är den gråa (Gy).

Av denna formel följer det

1 Gy = 1 J / 1 kg

Det betyder att den absorberade stråldosen blir lika med 1 Gy om 1 J strålningsenergi överförs till ett ämne som väger 1 kg.

I vissa fall (till exempel när mjuka vävnader hos levande varelser bestrålas med röntgen- eller γ-strålning) kan den absorberade dosen mätas i röntgener (R): 1 Gy motsvarar ungefär 100 R.

Ju större stråldos som absorberas, desto mer skada (allt annat lika) kan denna strålning orsaka kroppen.

Men för en tillförlitlig bedömning av svårighetsgraden av de konsekvenser som kan bli följden av verkan av joniserande strålning är det också nödvändigt att ta hänsyn till att med samma absorberade dos orsakar olika typer av strålning biologiska effekter av olika storlek.

Biologiska effekter orsakade av eventuell joniserande strålning bedöms vanligtvis i jämförelse med effekten av röntgenstrålning eller γ-strålning. Till exempel, vid samma absorberade dos kommer den biologiska effekten från α-strålning att vara 20 gånger större än från γ-strålning, från verkan av snabba neutroner kan effekten vara 10 gånger större än från γ-strålning, från verkan av β-strålning - samma som från γ-strålning.

I detta avseende är det vanligt att säga att kvalitetsfaktorn för α-strålning är 20, de ovan nämnda snabba neutronerna är 10, medan kvalitetsfaktorn för γ-strålning (liksom röntgen- och β-strålning) är anses lika med enhet. Således,

• kvalitetsfaktor K visar hur många gånger strålningsrisken från exponering för en levande organism av en given typ av strålning är större än vid exponering för γ-strålning (vid samma absorberade doser)

För att bedöma biologiska effekter kallas en kvantitet motsvarande dos.

Ekvivalentdosen H bestäms som produkten av den absorberade dosen D och kvalitetsfaktorn K:

Ekvivalentdosen kan mätas i samma enheter som den absorberade dosen, men det finns även speciella enheter för dess mätning.

SI-enheten för ekvivalent dos är sievert (Sv). Submultiple enheter används också: millisievert (mSv), microsievert (μSv), etc.

Av denna formel följer att för röntgen-, γ- och β-strålning (för vilka K = 1) motsvarar 1 Sv en absorberad dos på 1 Gy, och för alla andra typer av strålning - en dos på 1 Gy multiplicerat med den kvalitetsfaktor som motsvarar denna strålning.

När man bedömer effekterna av joniserande strålning på en levande organism tar man också hänsyn till att vissa delar av kroppen (organ, vävnader) är känsligare än andra. Till exempel, vid samma ekvivalenta dos är det mer sannolikt att cancer uppstår i lungorna än i sköldkörteln. Med andra ord har varje organ och vävnad en viss strålriskkoefficient (för lungorna är det till exempel 0,12 och för sköldkörteln - 0,03).

De absorberade och ekvivalenta doserna beror också på tidpunkten för bestrålning (d.v.s. på tidpunkten för interaktion av strålning med omgivningen). Allt annat lika är dessa doser större ju längre bestrålningstiden är, det vill säga doserna ackumuleras över tiden.

När man bedömer graden av fara som radioaktiva isotoper utgör för levande varelser är det också viktigt att ta hänsyn till att antalet radioaktiva (d.v.s. ännu inte sönderfallna) atomer i ett ämne minskar med tiden. I detta fall minskar antalet radioaktiva sönderfall per tidsenhet och den utsända energin proportionellt.

Energi, som du redan vet, är en av faktorerna som bestämmer graden av negativa effekter av strålning på en person. Därför är det så viktigt att hitta ett kvantitativt samband (d.v.s. en formel) med vilken man kan beräkna hur många radioaktiva atomer som finns kvar i ett ämne vid en given tidpunkt.

För att härleda detta beroende måste du veta att graden av minskning av antalet radioaktiva kärnor varierar för olika ämnen och beror på en fysisk storhet som kallas halveringstid.

• Halveringstid T är den tidsperiod under vilken det ursprungliga antalet radioaktiva kärnor halveras i genomsnitt

Låt oss härleda beroendet av antalet N radioaktiva atomer på tiden t och halveringstiden T. Vi kommer att räkna tiden från det ögonblick då observationen började t 0 = 0, då antalet radioaktiva atomer i strålkällan var lika med N 0 . Sedan efter en tid

Formeln kallas lagen för radioaktivt sönderfall. Det kan till exempel skrivas i annan form. Av den sista formeln följer att ju större T, desto mindre 2 t/T och desto större N (för givna värden på N 0 och t). Detta betyder att ju längre halveringstid ett element har, desto längre "lever" det och avger, vilket utgör en fara för levande organismer. Detta bekräftas också av graferna för N mot t som presenteras i figur 165, konstruerade för isotoper av jod (TI = 8 dagar) och selen (T Se = 120 dagar).

Ris. 165. Graf över antalet radioaktiva atomer kontra tid för isotoper av jod och selen

Du bör veta hur du skyddar dig mot strålning. Under inga omständigheter ska radioaktiva läkemedel hanteras, de ska hanteras med speciella tång med långa handtag.

Det är lättast att skydda sig mot α-strålning, eftersom den har låg penetreringsförmåga och därför hålls kvar av till exempel ett papper, kläder eller människohud. Samtidigt utgör α-partiklar som kommer in i kroppen (med mat, luft, genom öppna sår) en stor fara.

β-Strålning har en mycket större penetrerande kraft, vilket gör den svårare att skydda sig mot. β-strålning kan färdas upp till 5 m i luften; den kan tränga in i kroppsvävnader (ungefär 1-2 cm). Skydd mot β-strålning kan till exempel vara ett flera millimeter tjockt aluminiumskikt.

γ-strålning har ännu större penetrerande kraft, den hålls kvar av ett tjockt lager av bly eller betong. Därför förvaras γ-radioaktiva läkemedel i tjockväggiga blybehållare. Av samma anledning använder kärnreaktorer ett tjockt betonglager som skyddar människor från γ-strålar och olika partiklar (α-partiklar, neutroner, kärnklyvningsfragment etc.).

Frågor

1. Vad är orsaken till strålningens negativa effekter på levande varelser?
2. Vad är den absorberade stråldosen? Gör strålning mer skada på kroppen vid en högre eller lägre dos, om alla andra tillstånd är desamma?
3. Orsakar olika typer av joniserande strålning samma eller olika biologiska effekter i en levande organism? Ge exempel.
4. Vad visar strålningskvalitetsfaktorn? Vilken mängd kallas ekvivalent stråldos?
5. Vilken annan faktor (förutom energi, typ av strålning och kroppsmassa) bör man ta hänsyn till när man bedömer effekterna av joniserande strålning på en levande organism?
6. Hur många procent av atomerna av ett radioaktivt ämne kommer att finnas kvar efter 6 dagar om dess halveringstid är 2 dagar?
7. Berätta för oss om sätt att skydda dig från exponering för radioaktiva partiklar och strålning.

1.Vad är anledningen till strålningens negativa inverkan på levande varelser?

Joniserande strålning som passerar genom levande vävnad slår ut elektroner från molekyler och atomer, förstör den, vilket negativt påverkar människors hälsa.

2. Vad är den absorberade stråldosen? Gör strålning mer skada på kroppen vid en högre eller lägre dos, om alla andra tillstånd är desamma?

3. Orsakar olika typer av joniserande strålning samma eller olika biologiska effekter i en levande organism? Ge exempel.

Olika typer av joniserande strålning har olika biologiska effekter. För A-strålning är den 20 gånger större än för ϒ-strålning.

4. Vad visar strålningskvalitetsfaktorn? Vilken mängd kallas ekvivalent stråldos?

5. Vilken annan faktor (förutom energi, typ av strålning och kroppsvikt) bör man ta hänsyn till när man bedömer effekterna av joniserande strålning på en levande organism?

När man bedömer effekten av joniserande strålning på en levande organism, bör man också ta hänsyn till tidpunkten för dess exponering, eftersom strålningsdoser ackumuleras, liksom kroppsdelarnas olika känslighet för denna strålning, vilket beaktas med hjälp av strålningen. riskkoefficient.

6. Hur många procent av atomerna av ett radioaktivt ämne kommer att finnas kvar efter 6 dagar om dess halveringstid är 2 dagar?

7. Berätta om metoder för skydd mot exponering för radioaktiva partiklar och strålning.

För att skydda mot radioaktivitet bör du undvika kontakt med sådana ämnen, aldrig plocka upp dem och var försiktig så att du inte får in dem. I alla fall har radioaktiv strålning, beroende på dess natur, olika penetreringsförmåga; för vissa typer av strålning räcker det för att undvika direktkontakt (strålning); skydd mot andra kan tillhandahållas av avstånd eller tunna lager av en absorbator (husväggar) , bilkaross av metall) eller tjocka lager betong eller bly (hård γ-strålning).

Längd- och avståndsomvandlare Massomvandlare Omvandlare av volymmått för bulkprodukter och livsmedel Yteomvandlare Omvandlare av volym och måttenheter i kulinariska recept Temperaturomvandlare Omvandlare av tryck, mekanisk stress, Youngs modul Omvandlare av energi och arbete Effektomvandlare kraftomvandlare Omvandlare av tid Linjär hastighetsomvandlare Flat vinkel Omvandlare termisk verkningsgrad och bränsleeffektivitet Omvandlare av tal i olika talsystem Omvandlare av måttenheter för informationsmängd Valutakurser Damkläder och skostorlekar Herrkläder och skostorlekar Vinkelhastighets- och rotationsfrekvensomvandlare Accelerationsomvandlare Vinkelaccelerationsomvandlare Densitetsomvandlare Specifik volymomvandlare Tröghetsmomentomvandlare Kraftmomentomvandlare Momentomvandlare Specifikt förbränningsvärmeomvandlare (i massa) Energidensitet och specifikt förbränningsvärmeomvandlare (i volym) Temperaturskillnadsomvandlare Termisk expansionsomvandlare Termisk motståndsomvandlare Värmekonduktivitetsomvandlare Specifik värmekapacitetsomvandlare Energiexponering och termisk strålning effektomvandlare Värmeflödesdensitetsomvandlare Värmeöverföringskoefficientomvandlare Volymflödesomvandlare Massflödesomvandlare Molärflödesomvandlare Massflödestäthetsomvandlare Molärkoncentrationsomvandlare Masskoncentration i lösningsomvandlare Dynamisk (absolut) viskositetsomvandlare Kinematisk viskositetsomvandlare Ytspänningsomvandlare Ånggenomsläpplighetsomvandlare Vattenångflödestäthetsomvandlare Ljudnivåomvandlare Mikrofonkänslighetsomvandlare Omvandlare Ljudtrycksnivå (SPL) Ljudtrycksnivåomvandlare med valbar referenstryck Luminansomvandlare Ljusintensitetsomvandlare Belysningsomvandlare Datorgrafik Upplösning och upplösning Våglängdsomvandlare Dioptrieffekt och brännvidd Dioptrieffekt och linsförstoring (×) Omvandlare elektrisk laddning Linjär laddningstäthetsomvandlare Ytladdningstäthetsomvandlare Volymladdningstäthetsomvandlare Elektrisk strömomvandlare Linjär strömtäthetsomvandlare Ytströmdensitetsomvandlare Elektrisk fältstyrkeomvandlare Elektrostatisk potential och spänningsomvandlare Elektrisk resistansomvandlare Elektrisk resistivitetsomvandlare Elektrisk konduktivitetsomvandlare Elektrisk konduktivitetsomvandlare Elektrisk kapacitans Induktansomvandlare American Wire Gauge Converter Nivåer i dBm (dBm eller dBm), dBV (dBV), watt, etc. enheter Magnetomotiv kraftomvandlare Magnetfältstyrkeomvandlare Magnetisk flödesomvandlare Magnetisk induktionsomvandlare Strålning. Joniserande strålning absorberad doshastighetsomvandlare Radioaktivitet. Radioaktivt sönderfallsomvandlare Strålning. Exponeringsdosomvandlare Strålning. Absorberad dosomvandlare Decimalprefixomvandlare Dataöverföring Typografi- och bildbehandlingsenhetsomvandlare Virkesvolymenhetsomvandlare Beräkning av molmassa Periodiska systemet för kemiska grundämnen av D. I. Mendeleev

Ursprungligt värde

Konverterat värde

rad millirad joule per kilogram joule per gram joule per centigram joule per milligram grå exagray petagray theragray gigagray megagray kilogrå hektogray decagray decigray centigray milligrå mikrogrå nanogray picogray femtogray attogray sievert millisievert microsievert microsievert illamående illamående och illamående illamående feopena diar blödande håravfall täcka yrsel och desorientering hypertoni elektrolyt obalans dödlighet

Läs mer om absorberad stråldos

Allmän information

Strålning kan vara joniserande eller icke-joniserande. Den här artikeln kommer att prata om den första typen av strålning, dess användning av människor och den skada den medför för hälsan. Absorberad dos skiljer sig från exponeringsdos genom att den mäter den totala mängden energi som absorberas av en organism eller ett ämne, snarare än ett mått på luftjonisering till följd av närvaron av joniserande strålning i miljön.

Absorberade och exponerade dosvärden är liknande för material och vävnader som absorberar strålning bra, men inte alla material är sådana, så absorberade och exponerade stråldoser är ofta olika eftersom ett objekts eller kropps förmåga att absorbera strålning beror på materialet den är gjord av. Till exempel absorberar en blyskiva gammastrålning mycket bättre än en aluminiumplåt av samma tjocklek.

Enheter för mätning av absorberad stråldos

En av de mest använda måttenheterna för absorberad stråldos är grå. En grå (Gy) är stråldosen när ett kilo materia absorberar en joule energi. Detta är en mycket stor mängd strålning, mycket mer än en person vanligtvis får vid exponering. Från 10 till 20 Gy är en dödlig dos för en vuxen. Därför används ofta tiondelar (decigrays, 0,1 Gy), hundradelar (centigrays, 0,01 Gy) och tusendelar (milligrays, 0,001 Gy) av grå färger, tillsammans med mindre enheter. En Gy är 100 rad, det vill säga en rad är lika med en centigray. Trots att rad är en föråldrad enhet används den ofta idag.

Mängden strålning som en kropp absorberar avgör inte alltid mängden skada som orsakas kroppen av joniserande strålning. För att fastställa skada på kroppen används ofta dosekvivalenta enheter.

Ekvivalent stråldos

Enheter för att mäta absorberad stråldos används ofta i den vetenskapliga litteraturen, men de flesta lekmän är inte särskilt bekanta med dem. I media används oftare enheter för ekvivalent stråldos. Med deras hjälp är det lätt att förklara hur strålning påverkar kroppen som helhet och vävnader i synnerhet. Strålekvivalenta dosenheter hjälper till att ge en mer komplett bild av strålningens skador eftersom de beräknas genom att ta hänsyn till graden av skada som orsakas av varje typ av joniserande strålning.

Skadan på kroppens vävnader och organ av olika typer av joniserande strålning beräknas med hjälp av kvantiteten relativ biologisk effektivitet av joniserande strålning. Om två identiska kroppar utsätts för strålning av samma typ med samma intensitet, är den relativa effektiviteten och den ekvivalenta dosen lika. Om typerna av strålning är olika, är dessa två storheter olika. Till exempel är skadorna orsakade av beta, gamma eller röntgenstrålar 20 gånger svagare än skadorna orsakade av bestrålning med alfapartiklar. Det är värt att notera att alfastrålar skadar kroppen endast om strålkällan kommer in i kroppen. Utanför kroppen är de praktiskt taget ofarliga, eftersom energin från alfastrålar inte räcker ens för att penetrera det översta hudlagret.

Den ekvivalenta stråldosen beräknas genom att den absorberade stråldosen multipliceras med koefficienten för biologisk effektivitet för radioaktiva partiklar för varje typ av strålning. I exemplet ovan är denna koefficient för beta-, gamma- och röntgenstrålar en, och för alfastrålar är den tjugo. Ett exempel på ekvivalenta stråldosenheter är bananekvivalenter och sievert.

Sieverts

Sieverts mäter mängden energi som absorberas av en kropp eller vävnad med en viss massa under strålningsexponering. Sieverts används också ofta för att beskriva den skada som strålning orsakar människor och djur. Till exempel är den dödliga stråldosen för människor 4 sievert. En person med en sådan stråldos kan ibland räddas, men bara om behandlingen påbörjas omedelbart. Vid 8 sievert är döden oundviklig, även med behandling. Människor får vanligtvis mycket mindre doser, så millisievert och mikrosievert används ofta. 1 millisievert är lika med 0,001 sievert och 1 mikrosievert är 0,000001 sievert.

Banan motsvarighet

Bananekvivalent mäter den stråldos en person får när han äter en banan. Denna dos kan också uttryckas i sievert - en bananekvivalent är lika med 0,1 mikrosievert. Bananer används eftersom de innehåller en radioaktiv isotop av kalium, kalium-40. Denna isotop finns också i vissa andra livsmedel. Några exempel på bananekvivalenta mått: En röntgen hos tandläkaren motsvarar 500 bananer; ett mammografi - 4000 bananer och en dödlig dos av strålning - 80 miljoner bananer.

Alla håller inte med om att använda bananekvivalenten, eftersom strålning från olika isotoper påverkar kroppen olika, så att jämföra effekten av kalium-40 med andra isotoper är inte helt korrekt. Dessutom regleras mängden kalium-40 av kroppen, så när mängden i kroppen ökar, till exempel efter att en person har ätit flera bananer, utsöndrar kroppen överskottet av kalium-40 för att hålla balansen i mängden av kalium-40 i kroppen konstant.

Effektiv dos

De enheter som beskrivs ovan används för att bestämma mängden strålning som inte påverkade kroppen som helhet, utan ett specifikt organ. När olika organ bestrålas är risken för cancer olika, även om den absorberade stråldosen är densamma. Därför, för att ta reda på skadorna på kroppen som helhet, om bara ett visst organ bestrålas, används en effektiv dos av strålning.

Den effektiva dosen hittas genom att multiplicera den absorberade stråldosen med strålningsallvarlighetsfaktorn för det organet eller vävnaden. Forskarna som utvecklade systemet för att beräkna den effektiva dosen använde information inte bara om sannolikheten för cancer av strålning, utan också om hur en patients liv skulle förkortas och förvärras av strålning och den cancer som följer med den.

Liksom motsvarande dos mäts även den effektiva dosen i sievert. Det är viktigt att komma ihåg att när vi talar om strålning mätt i sievert kan vi prata om antingen en effektiv dos eller en ekvivalent dos. Ibland framgår detta av sammanhanget, men inte alltid. Om sievert nämns i media, särskilt i samband med olyckor, katastrofer och olyckor relaterade till strålning, betyder de oftast en motsvarande dos. Mycket ofta har de som skriver om sådana problem i media inte tillräckligt med information om vilka delar av kroppen som påverkas eller kommer att påverkas av strålning, så det är omöjligt att beräkna motsvarande dos.

Effekten av strålning på kroppen

Ibland är det möjligt att uppskatta skadorna på kroppen av strålning genom att känna till den absorberade stråldosen i grått. Till exempel mäts strålningen en patient utsätts för under lokal strålbehandling i grått. I det här fallet är det också möjligt att bestämma hur sådan lokal strålning kommer att påverka kroppen som helhet. Den totala mängden strålning som absorberas under strålbehandling är vanligtvis hög. När detta värde överstiger 30 Gy är skador på spott- och svettkörtlarna, samt andra körtlar möjliga, vilket orsakar muntorrhet och andra obehagliga biverkningar. Totala doser över 45 Gy förstör hårsäckarna, vilket leder till oåterkalleligt håravfall.

Det är viktigt att komma ihåg att även när den totala stråldosen som absorberas är ganska hög, beror graden av skada på vävnader och inre organ på den totala mängden tid som strålningen absorberas, det vill säga på absorptionsintensiteten. Så, till exempel, en dos på 1 000 rad eller 10 Gy är dödlig om den tas emot inom några timmar, men den kanske inte ens orsakar strålsjuka om den tas emot under en längre tidsperiod.

Unit Converter-artiklar redigerades och illustrerades av Anatoly Zolotkov

Tycker du att det är svårt att översätta måttenheter från ett språk till ett annat? Kollegor står redo att hjälpa dig. Ställ en fråga i TCTerms och inom några minuter får du svar.

Det huvudsakliga kännetecknet för interaktionen mellan joniserande strålning och miljön är joniseringseffekten. Under den första utvecklingsperioden för stråldosimetri var det oftast nödvändigt att ta itu med röntgenstrålning som fortplantade sig i luften. Därför användes graden av jonisering av luften i röntgenrör eller apparater som ett kvantitativt mått på strålningsfältet. Ett kvantitativt mått baserat på mängden jonisering av torr luft vid normalt atmosfärstryck, ganska lätt att mäta, kallas exponeringsdos.

Exponeringsdosen bestämmer joniserande förmåga hos röntgenstrålar och gammastrålar och uttrycker strålningsenergin omvandlad till kinetisk energi av laddade partiklar per massenhet atmosfärisk luft. Exponeringsdos är förhållandet mellan den totala laddningen av alla joner med samma tecken i en elementär luftvolym och luftmassan i denna volym.

SI-enheten för exponeringsdos är coulomb dividerat med kilogram (C/kg). Icke-systemisk enhet - röntgen (R). 1 C/kg = 3880 R

Absorberad dos

När man utökade utbudet av kända typer av joniserande strålning och användningsområdena visade det sig att måttet på inverkan av joniserande strålning på materia inte lätt kan bestämmas på grund av komplexiteten och mångfalden av processerna som inträffar i detta fall. En viktig sådan, som ger upphov till fysikalisk-kemiska förändringar i det bestrålade ämnet och leder till en viss strålningseffekt, är absorptionen av energin från joniserande strålning av ämnet. Som ett resultat av detta uppstod konceptet absorberad dos. Den absorberade dosen visar hur mycket strålningsenergi som absorberas per massenhet av något bestrålat ämne och bestäms av förhållandet mellan den absorberade energin av joniserande strålning och massan av ämnet.

I SI-enheter mäts absorberad dos i joule dividerat med kilogram (J/kg), och har ett speciellt namn - grå (Gr). 1 Gy- detta är den dos vid vilken massan 1 kg energi från joniserande strålning överförs 1 J. Den extrasystemiska enheten för absorberad dos är glad.1 Gy=100 rad.

Den absorberade dosen är en fundamental dosimetrisk mängd, den återspeglar inte strålningens biologiska effekt.

Ekvivalent dos

Ekvivalent dos (E,HT,R) återspeglar den biologiska effekten av strålning. Studien av individuella konsekvenser av bestrålning av levande vävnader har visat att olika typer av strålning med samma absorberade doser ger olika biologiska effekter på kroppen. Detta beror på att en tyngre partikel (till exempel en proton) producerar fler joner per enhetsväg i vävnaden än en lättare partikel (till exempel en elektron). För samma absorberade dos, ju högre den radiobiologiska destruktiva effekten är, desto tätare blir joniseringen som skapas av strålningen. För att ta hänsyn till denna effekt introducerades konceptet motsvarande dos. Ekvivalentdosen beräknas genom att multiplicera värdet av den absorberade dosen med en speciell koefficient - koefficienten för relativ biologisk effektivitet ( Å VAR) eller kvalitetsfaktorn för en given typ av strålning ( WR), vilket återspeglar dess förmåga att skada kroppsvävnad.

Vid exponering för olika typer av strålning med olika kvalitetsfaktorer bestäms ekvivalentdosen som summan av ekvivalenta doser för dessa typer av strålning.

SI-enheten för ekvivalent dos är sievert (Sv) och mäts i joule dividerat med kilogram ( J/kg). Magnitud 1 Sv lika med ekvivalentdosen av någon typ av strålning som absorberas i 1 kg biologisk vävnad och skapar samma biologiska effekt som den absorberade dosen i 1 Gy fotonstrålning. Den icke-systemiska måttenheten för ekvivalent dos är Bar(före 1963 - biologisk motsvarighet röntgen, efter 1963 - biologisk motsvarighet glad). 1 Sv = 100 rem.

Kvalitetsfaktor - Inom radiobiologi, den genomsnittliga koefficienten för relativ biologisk effektivitet (RBE). Karakteriserar faran med denna typ av strålning (jämfört med γ-strålning). Ju högre koefficient, desto farligare är denna strålning. (Termen ska förstås som "skadekvalitetskoefficient").

Värdena för kvalitetsfaktorn för joniserande strålning bestäms med hänsyn till effekten av mikrofördelningen av absorberad energi på de negativa biologiska konsekvenserna av kronisk mänsklig exponering för låga doser av joniserande strålning. För kvalitetsfaktorn som finns GOST 8.496-83. GOST som standard används för att kontrollera graden av strålningsrisk för personer som utsätts för joniserande strålning under arbetet. Standarden används inte vid akuta exponeringar och vid strålbehandling.

RBE för en viss typ av strålning är förhållandet mellan den absorberade dosen av röntgenstrålning (eller gammastrålning) och den absorberade strålningsdosen vid samma ekvivalenta dos.

Effektiv dos

Effektiv dos, (E, effektiv ekvivalent dos) - en mängd som används i strålskydd som ett mått på risken för långtidseffekter av strålning ( stokastiska effekter) hela människokroppen och dess individuella organ och vävnader, med hänsyn tagen till deras strålkänslighet.

Olika delar av kroppen (organ, vävnader) har olika känslighet för strålningsexponering: till exempel med samma stråldos är det mer sannolikt att cancer uppstår i lungorna än i sköldkörteln. Den effektiva ekvivalentdosen beräknas som summan av ekvivalenta doser för alla organ och vävnader, multiplicerat med viktningsfaktorerna för dessa organ, och återspeglar den totala effekten av strålning på kroppen.

Viktade koefficienter fastställs empiriskt och beräknas på ett sådant sätt att deras summa för hela organismen är enhet. Enheter effektiv dos matcha måttenheterna motsvarande dos. Det mäts också i Sievertach eller Barah.

Fast effektiv ekvivalent dos (AVSTÅ - den förpliktade effektiva dosekvivalenten) är en uppskattning av stråldoser per person till följd av inandning eller konsumtion av en viss mängd radioaktivt ämne. CEDE uttrycks i rem eller sieverts (Sv) och tar hänsyn till olika organs strålkänslighet och den tid under vilken ämnet finns kvar i kroppen (upp till en livstid). Beroende på situationen kan CEDE också hänvisa till stråldos till ett specifikt organ snarare än hela kroppen.

Effektiv och likvärdig dos- dessa är standardiserade värden, det vill säga värden som är ett mått på skada (skada) från effekterna av joniserande strålning på en person och dennes ättlingar. Tyvärr går de inte att mäta direkt. Därför har operativa dosimetriska värden införts i praktiken, otvetydigt bestämda genom de fysiska egenskaperna hos strålningsfältet vid en punkt så nära de standardiserade som möjligt. Den huvudsakliga driftmängden är omgivningsdosekvivalent(synonymer - omgivningsdosekvivalent, omgivande dos).

Omgivningsdosekvivalent H*(d)— Dosekvivalent som skapades i den sfäriska fantomen ICRE(International Commission on Radiation Units) på ett djup d (mm) från ytan längs en diameter som är parallell med strålningsriktningen, i ett strålningsfält som är identiskt med det som betraktas i sammansättning, fluens och energifördelning, men enkelriktat och enhetligt, d.v.s. Omgivande dosekvivalent H*(d) är den dos som en person skulle få om han var närvarande på den plats där mätningen görs. Omgivningsdosekvivalent enhet - sievert (Sv).

Gruppdoser

Genom att beräkna de individuella effektiva doser som individer får kan man komma fram till en kollektiv dos - summan av individuella effektiva doser i en given grupp människor under en given tidsperiod. Den kollektiva dosen kan beräknas för befolkningen i en enskild by, stad, administrativ-territoriell enhet, stat, etc. Den erhålls genom att multiplicera den genomsnittliga effektiva dosen med det totala antalet personer som exponerats för strålning. Måttenheten för kollektivdos är man-sievert (folk-sv.), icke-systemisk enhet - person-rem (person-rem).

Dessutom särskiljs följande doser:

• engagemang- förväntad dos, halvsekeldos. Används inom strålskydd och hygien vid beräkning av absorberade, ekvivalenta och effektiva doser från ingående radionuklider; har dimensionen för motsvarande dos.
• kollektiv- ett beräknat värde som införts för att karakterisera effekterna eller skadorna på hälsan från exponering av en grupp människor; enhet - sievert (Sv). Kollektivdosen definieras som summan av produkterna av medeldoser och antalet personer i dosintervall. Den kollektiva dosen kan ackumuleras under lång tid, inte ens en generation, utan täcka efterföljande generationer.
• tröskel- dos under vilken manifestationer av denna strålningseffekt inte observeras.
• högsta tillåtna doser (MAD)- de högsta värdena av den individuella ekvivalentdosen för ett kalenderår, vid vilken enhetlig exponering över 50 år inte kan orsaka negativa hälsoförändringar som kan upptäckas med moderna metoder (NRB-99)
• förebyggbar- förutspådd dos på grund av en strålolycka som kan förhindras genom skyddsåtgärder.
• fördubbling- en dos som ökar med 2 gånger (eller med 100 %) nivån av spontana mutationer. Fördubblingsdosen är omvänt proportionell mot den relativa mutationsrisken. Enligt nu tillgängliga data är dubbleringsdosen vid akut exponering i genomsnitt 2 Sv och för kronisk exponering är den ca. 4 Sv.
• biologisk dos av gamma-neutronstrålning- en dos gammastrålning som är lika effektiv för att skada kroppen, taget som standard. Lika med den fysiska dosen av en given strålning multiplicerad med kvalitetsfaktorn.
• minimalt dödlig- den minsta stråldos som orsakar döden för alla bestrålade föremål.

Doshastighet

Doshastighet (bestrålningsintensitet) är ökningen av motsvarande dos under påverkan av en given strålning per tidsenhet. Den har dimensionen av motsvarande dos (absorberad, exponering, etc.) dividerad med en tidsenhet. Olika specialenheter kan användas (t.ex. mikroR/timme, Sv/timme, rem/min, cSv/år och så vidare.).