Единицы измерения физических величин. В каких единицах измеряется радиация? Предельные нормы

В каких единицах измеряется радиация? Предельные нормы

Радиацией (или ионизирующим излучением) называется совокупность разных видов физических полей и микрочастиц, которые имеют способности ионизировать вещества.

Радиация делится на несколько видов и измеряется при помощи различных научных приборов, специально разработанных для этих целей.

Кроме того, существуют единицы измерения, превышающие показатели которых могут быть смертельными для человека.

Наиболее точные и достоверные способы измерения радиации

При помощи дозиметра (радиометра) можно максимально точно измерить интенсивность радиации, произвести обследование определенного места или конкретных предметов. Чаще всего приборы для измерения уровня радиации используют в местах:

1. Приближенных к районам радиационного излучения (например, рядом с ЧАЭС).
2. Планируемого строительства жилого типа.
3. В необследованных, неизведанных местностях во время походов, путешествий.
4. При потенциальной покупке объектов жилого фонда.

Так как очищение от радиации территории и предметов, находящихся на ней, является невозможным (растений, мебели, оборудования, конструкций), то единственный верный способ обезопасить себя – вовремя проверить уровень опасности и по возможности держаться от источников и зараженных участков как можно дальше. Поэтому в обычных условиях для проверки местности, продуктов, предметов обихода можно применять бытовые дозиметры, успешно выявляющие опасность и ее дозы.

Нормирование радиации

Целью контроля радиации является не просто измерение ее уровня, но и определение соответствий показателей установленным нормам. Критерии и нормативы безопасного уровня радиационного излучения прописаны в отдельных законах и общеустановленных правилах. Условия содержания техногенных и радиоактивных веществ регламентируются для следующих категорий:

• Продуктов питания
• Воды
• Воздуха
• Строительных материалов
• Компьютерной техники
• Медицинского оборудования.

Производители многих видов продуктовых или промышленных товаров обязаны по закону прописывать в условиях и сертификационных документах критерии и показатели соответствия радиационной безопасности. Соответствующие государственные службы довольно строго отслеживают различные отклонения или нарушения в этом плане.

Единицы измерения радиации

Уже давно доказано, что радиационный фон присутствует практически везде, просто в большинстве мест его уровень признается безопасным. Уровень радиации измеряется в определенных показателях, среди которых основными считаются дозы – единицы энергии, поглощаемые веществом в момент прохождения ионизирующего излучения через него.

Основные виды доз и единицы их измерения можно перечислить в таких определениях:

1. Доза экспозиционная – создается при гамма- или рентгеновском излучении и показывает степень ионизации воздуха; внесистемные единицы измерения – бэр или «рентген», в международной системе СИ классифицируется как «кулон на кг»;
2. Поглощенная доза – единица измерения – грэй;
3. Эффективная доза – определяется в индивидуальном порядке для каждого органа;
4. Доза эквивалентная – в зависимости от разновидности излучения, рассчитывается исходя из коэффициентов.

Радиационное излучение может быть определено только при помощи специальных средств и приборов. При этом существуют определенные дозы и установленные нормы, среди которых строго конкретизированы допустимые показатели, негативные дозы воздействия на человеческий организм и смертельные дозы.

Уровни безопасности радиационного излучения

Для населения установлены определенные уровни безопасных величин поглощаемых доз излучения, которые измеряются дозиметром.

На каждой территории есть свой естественный радиационный фон, но безопасным для населения считается величина, равная приблизительно 0,5 микрозиверт (µЗв) в час (до 50 микрорентген в час). При нормальном радиационном фоне наиболее безопасным уровнем внешнего облучения человеческого тела считается величина до 0,2 (µЗв) микрозиверт в час (значение, равное 20 микрорентгенам в час).

Самый верхний предел допустимого радиационного уровня – 0.5 µЗв — или 50 мкР/ч.

Соответственно, без вреда для здоровья человек может перенести излучение, мощность которого составляет 10 мкЗ/ч (микрозиверт), а при сокращении времени воздействия до минимума, безвредно излучение в несколько миллизивертов в час. Так воздействует флюорография, рентген – до 3 мЗв. Снимок больного зуба у стоматолога – 0,2 мЗв. Поглощаемая доза облучения имеет способность накапливаться в течение жизни, но сумма не должна пересекать порог в 100-700 мЗв.

Единицы измерения радиационных величин

В практике расчетов радиационной обстановки необходимо пользоваться , как правило, международной системой единиц СИ. Однако могут также применяться и внесистемные единицы измерения радиационных величин.
Информацию о радиации и охране труда также получают студенты ЮУргУ, например на факультете валеологии, а так же на других факультетах в рамках предмета концепция современного естествознания.
Для оценки ионизирующего излучения используются следующие характеристики радиационной обстановки:

1. Экспозиционная доза рентгеновского и гамма облучения. Это количественная характеристика, основанная на их ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и выраженная отношением суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного из-лучением, поглощенным в некоторой массе воздуха, к этой массе. При равномерном поглощении воздухом рентгеновского и гамма излучений экспозиционная доза D равна:

D = Q / m , Кл / кг,

где Q – суммарный электрический заряд ионов одного знака в кулонах , m – масса воздуха в килограммах. Находит применение внесистемная единица экспозиционной дозы – Рентген ( Р ). Р – это доза рентгеновского и гамма излучений, при которых в 1 кубическом метре сухого воздуха при 00С и 760 мм.рт.столба образуется 2.58 млрд.пар ионов. Применяются также дольные единицы: миллирентген (мр), микрорентген (мкр):

1 Р = 2.58*10 -4 Кл/кг = 0.258 мКл/кг;
1 кР = 0.258 Кл/кг;
1 Кл/кг = 3876 Р = 3.88 кР.

2. Мощность экспозиционной дозы рентгеновского и гамма излучений. Это доза излучения в единицу времени. Для равномерного по времени рентгеновского и гамма излучений она может быть определена как:

где D – доза рентгеновского и гамма излучений в Кл / кг, t – время в секундах. Отношение заряда к времени дает величину тока, измеряемую в амперах (А). Также применяются внесистемные единицы мощно-сти экспозиционной дозы такие как: Рентген в секунду (Р/сек); милли-рентген в сек (мР/сек); микрорентген в сек (мкР/сек); рентген в минуту (Р/мин); рентген в час (Р/час):

1 Р/с = 60 Р/мин =3600 Р/час = 2.58*10 -4 А/кг = 0.258 мА/кг,
1 Р/мин =4.3*10 -3 мА/кг,
1 А/кг = 103 мА/кг = 3876 Р/сек = 232560 Р/мин.

3. Поглощенная доза излучения. Это энергия любого ионизирующего излучения, поглощенная единицей массы облученного вещества. При равномерном поглощении облучаемым веществом ионизирующего излучения поглощенная доза (Dп ) равна:

Dп = W / m , Дж / кг, (Гр)

где W – энергия ионизирующего излучения, поглощенная облу-ченным веществом, в Дж; m – масса облученного вещества, в кг. Один Джоуль на килограмм называют 1 Грей (Гр). На практике применяют также внесистемную единицу поглощенной дозы излучения – Рад ( рентгеновская ассимиляционная доза). 1 Дж /кг = 1 Гр = 100 сГр = 100 Рад,
1 Рад = 0.01 Дж /кг = 0.01 Гр =1 сГр,
1 Гр = 100 сГр =1 Дж/кг = 100 Рад,
Практически Рад и Рентген – одинаковы, т.е. эти единицы равны.

4. Мощность поглощенной дозы. Это поглощенная доза излучения в единицу времени. При равномерном поглощении излучения ( по времени ) мощность поглощенной дозы (М ) равна:

М = Dп / t, Вт /кг, (Гр/сек)

где Dп – поглощенная доза излучения, в Дж/кг, t – время, в сек. Внесистемной единицей является Рад в секунду (Рад/сек).
1 Рад / сек = 0.01 Дж /( кг* сек ) = 0.01 Гр/сек = 1 сГр / сек.

5. Активность радиоактивного препарата. Это число актов распада данного нуклида, происходящих в единицу времени в радиоактивном излучателе. Единица измерения в системе СИ – Беккерель (Бк), равный одному распаду в секунду (расп/сек). В качестве единиц активности радиоактивного препарата практически применяют внесистемные единицы: кюри, милликюри, микрокюри и резерфорд. Кюри – активность препарата данного изотопа, в котором в одну секунду происходит 3.7*10 10 актов распада.

6. Эквивалентная (биологическая) доза. В системе СИ измеряется в Зивертах (Зв). Один Зиверт равен 1Гр/сек = 1 Дж /( кг*сек ). Внесистемной единицей эквивалентной дозы является Бэр (бэр):

1 бэр = 1 Рад/сек = 0.01 Дж/(кг*сек) = 100Гр/сек,
0.01 Зв = 1 сЗв,
1 Зв = 100 сЗв = 1 Гр/сек = 1 Дж/(кг*сек) = 100 бэр.

В каких единицах измеряется радиация

Радиация – это не нечто отвлечённое, о чём мы вскользь говорим в незначимых случайных беседах. Её влияние на здоровье, самочувствие, долгожительство человека многократно экспериментально доказано. Опытная проверка пагубного воздействия радиации – долгая эпопея, начиная со времён Курчатова, когда по неведению учёные прохаживались посреди испытательного полигона, не защищённые ничем, кроме лёгкого цивильного костюма, до Чернобыля и Фукусимы, проблематика которых до сих пор стоит на повестке дня специально созданных чрезвычайных команд «ликвидаторов».

Прежде всего, практический интерес представляют те единицы измерения, что отмечены на шкалах доступных для приобретения дозиметров, ведь именно эти приборы позволяют рядовому обывателю оценить радиационную опасность в квартире, на рабочем месте, в зоне отдыха, вблизи от вызывающих беспокойство природных и рукотворных объектов.
Измерительные дозиметры (отличающиеся от низкочувствительных регистрационных и профессиональных высокоточных поисковых приборов) главным образом регистрируют мощность дозы излучения непосредственно в месте нахождения (иначе говоря, дозу излучения в единицу времени). Выражается эта величина в микрозивертах в час.

В чём измеряется радиация: эквивалентная доза

Сам по себе зиверт (Зв) определяет так называемую «эквивалентную дозу» – энергию, приходящуюся на 1 кг массы биологического объекта, рассчитанную с учётом особого коэффициента, определяющего опасность того или иного вида излучения (альфа, бета или гамма). Наибольший поражающий эффект свойствен альфа-излучению (потоку ядер гелия-4), но и произвести измерения в этом случае сложнее всего, так как прибор необходимо подносить на малое расстояние (2-3 см) к источнику излучения.

Шкала нередко проградуирована также в единицах, отображающих активность радионуклида (количество радиоактивных распадов в секунду). Применяются беккерель (1Бк), соответствующий одному распаду в секунду, и превосходящая его в 37 000 000 000 раз единица кюри (1Ки). Собственно, вопрос, в чём измеряется радиация бытовыми дозиметрами с погрешностью 25-30%, на этом можно считать закрытым.

Миллирентгены в час (в чём измеряется радиация в новостных выпусках)

С чем соотносится чаще всего фигурирующая в официальных отчётах единица «миллирентген в час»? Рентген (1Р) составляет сотую часть зиверта, соответственно, 1мкЗв = 100мкР = 0,1 мР, то есть показания шкалы дозиметра, проградуированного в микрозивертах, нужно умножать на 10, чтобы сравнить их с озвученными данными, измеренными в миллирентгенах.

Таблицы опасных доз излучения, впрочем, чаще изображают в миллизивертах (1мЗв = 1000 мкЗв). Опасны кратковременные значительные дозы (10 000 мЗв – летальный исход в первые же недели, от 2000 мЗв – тяжёлые формы лучевой болезни, от 1000 мЗв – отсроченные во времени онкологические болезни). Накопление малых доз в течение длительного промежутка времени также небезопасно. Для того, чтобы просчитать последствия, необходимо производить измерения дозиметром, фиксируя время пребывания в опасной зоне, и высчитывать сумму всех показателей (эквивалентную дозу, количество полученных зивертов, в каждом случае равное произведению времени на мощность излучения).

Радиационный фон – как и в чём измеряется радиация, безопасная для здоровья

Естественный радиационный фон образуется многими факторами: интенсивностью солнечной радиации на данной широте в данное время года, присутствием радиоактивных пород в почвах, строительных конструкциях, иных предметах, вплоть до присутствующего в костной системе человека радиоактивного калия-40. Значительную лепту в естественный фон вносит повсеместно выделяемый из глубин земли газ радон, концентрацию которого в закрытых помещениях легко уменьшить до нормы обычным регулярным проветриванием. Годовая норма, получаемая человеком за счёт присутствия естественных источников излучения – около 3 мЗв. Фоновое излучение вблизи ядерных объектов по санитарным нормам не превышает 0,05 мЗв/год, обычно же бывает гораздо меньше.

В чём измеряется радиация помимо зивертов, рентгенов и кюри, вникать вряд ли нужно. Прочие единицы являются в основном производными от перечисленных, наиболее употребимых. Так, 1 бэр составляет 0,01Зв, грэй (1Гр) – численно соответствует зиверту, с той разницей, что в грэях измеряется «поглощённая доза», а не «эффективная» (без учёта выше упомянутого коэффициента опасности); 1 рад = 0,01Гр.

Источники:

http://www.sciencedebate2008.com/radiation-dose-limiting/
http://techliter.ru/news/edinicy_izmerenija_radiacionnykh_velichin/2013-04-11-104
http://soeks.ru/informaciya/v-kakix-edinitsax-izmerjaetsja-radiatsija