هذه المقالة مخصصة لموضوع الجرعة الممتصة من الإشعاع (i-tion) والإشعاع المؤين وأنواعهما. يحتوي على معلومات حول التنوع والطبيعة والمصادر وطرق الحساب ووحدات جرعة الإشعاع الممتصة وأكثر من ذلك بكثير.
مفهوم جرعة الإشعاع الممتصة
جرعة الإشعاع هي قيمة تستخدمها علوم مثل الفيزياء والبيولوجيا الإشعاعية من أجل تقييم درجة تأثير الإشعاع المؤين على أنسجة الكائنات الحية ، وعمليات حياتها ، وكذلك على المواد. ما يسمى بالجرعة الممتصة من الإشعاع ، وما هي قيمتها ، وشكل التعرض لها ، وتنوع أشكالها؟ يتم تقديمه بشكل أساسي في شكل تفاعل بين الإشعاع المتوسط والمؤين ، ويسمى تأثير التأين.
للجرعة الممتصة من الإشعاع طرقها الخاصة ووحدات القياس الخاصة بها ، كما أن تعقيد وتنوع العمليات التي تحدث عند التعرض للإشعاع يؤدي إلى تنوع بعض الأنواع في أشكال الجرعة الممتصة.
شكل مؤين للإشعاع
الإشعاع المؤين هو تيارأنواع مختلفة من الجسيمات الأولية أو الفوتونات أو الشظايا التي تكونت نتيجة للانشطار الذري وقادرة على التسبب في تأين المادة. لا تنتمي الأشعة فوق البنفسجية ، مثل الشكل المرئي للضوء ، إلى هذا النوع من الإشعاع ، ولا تشمل الأشعة من نوع الأشعة تحت الحمراء والمنبعثة من نطاقات الراديو ، والتي ترتبط بكميتها الصغيرة من الطاقة ، والتي لا تكفي لتكوين ذرية و التأين الجزيئي في الحالة الأرضية
نوع الإشعاع المؤين وطبيعته ومصادره
يمكن قياس الجرعة الممتصة من الإشعاع المؤين بوحدات SI مختلفة ، وتعتمد على طبيعة الإشعاع. أهم أنواع الإشعاع هي: إشعاع جاما ، وجسيمات بيتا من البوزيترونات والإلكترونات ، والنيوترون ، والأيون (بما في ذلك جسيمات ألفا) ، والأشعة السينية ، والموجات الكهرومغناطيسية قصيرة الموجة (الفوتونات عالية الطاقة) والميون.
يمكن أن تكون طبيعة مصادر الإشعاع المؤين متنوعة للغاية ، على سبيل المثال: حدوث تسوس للنويدات المشعة تلقائيًا ، والتفاعلات النووية الحرارية ، والأشعة من الفضاء ، والنويدات المشعة التي تم إنشاؤها صناعيًا ، والمفاعلات من النوع النووي ، ومسرع الجسيمات الأولية ، وحتى X -جهاز أشعة.
كيف يعمل الإشعاع المؤين
اعتمادًا على الآلية التي تتفاعل بها المادة والإشعاع المؤين ، من الممكن التمييز بين التدفق المباشر للجسيمات من النوع المشحون والإشعاع الذي يعمل بشكل غير مباشر ، بمعنى آخر ،تدفق الفوتون أو البروتون ، تدفق الجسيمات المحايدة. يسمح لك جهاز التشكيل بتحديد الأشكال الأولية والثانوية للإشعاع المؤين. يتم تحديد معدل جرعة الإشعاع الممتصة وفقًا لنوع الإشعاع الذي تتعرض له المادة ، على سبيل المثال ، تأثير الجرعة الفعالة من الأشعة من الفضاء على سطح الأرض ، خارج الملجأ ، هو 0.036 ميكرو سيفرت / ساعة. يجب أن يُفهم أيضًا أن نوع قياس جرعة الإشعاع ومؤشرها يعتمدان على مجموع عدد من العوامل ، عند الحديث عن الأشعة الكونية ، كما يعتمد أيضًا على خط عرض الأنواع المغنطيسية الأرضية وموقع دورة أحد عشر عامًا من النشاط الشمسي
نطاق طاقة الجسيمات المؤينة يتراوح من بضع مئات من الإلكترون فولت إلى 1015-20إلكترون فولت. يمكن أن تختلف الأميال والاختراق اختلافًا كبيرًا ، حيث تتراوح من بضعة ميكرومتر إلى آلاف الكيلومترات أو أكثر.
مقدمة في جرعة التعرض
يعتبر تأثير التأين السمة الرئيسية لشكل تفاعل الإشعاع مع الوسط. في الفترة الأولية لتشكيل قياس جرعات الإشعاع ، تمت دراسة الإشعاع بشكل أساسي ، حيث تقع الموجات الكهرومغناطيسية ضمن الحدود بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما ، نظرًا لانتشارها في الهواء. لذلك ، كان مستوى تأين الهواء بمثابة مقياس كمي للإشعاع في هذا المجال. أصبح هذا الإجراء أساسًا لإنشاء جرعة تعرض تحددها تأين الهواء فيظروف الضغط الجوي العادي ، بينما الهواء نفسه يجب أن يكون جافًا.
جرعة الإشعاع الممتصة بالتعرض تعمل كوسيلة لتحديد احتمالات التأين للأشعة السينية وأشعة جاما ، وتُظهر الطاقة المشعة ، والتي ، بعد أن خضعت للتحول ، أصبحت الطاقة الحركية للجسيمات المشحونة في جزء صغير من كتلة الهواء في الغلاف الجوي.
وحدة الجرعة الممتصة من نوع التعرض هي الكولوم ، مكون النظام الدولي للوحدات ، مقسومًا على كجم (C / كجم). نوع وحدة القياس غير النظامية هو رونتجن (P). قلادة واحدة / كجم يتوافق مع 3876 roentgens.
الكمية المستهلكة
الجرعة الممتصة من الإشعاع ، كتعريف واضح ، أصبحت ضرورية للشخص بسبب تنوع الأشكال الممكنة للتعرض لإشعاع معين على أنسجة الكائنات الحية وحتى الهياكل غير الحية. بالتوسع ، أظهر النطاق المعروف لأنواع الإشعاع المؤين أن درجة التأثير والتأثير يمكن أن تكون شديدة التنوع ولا تخضع للتعريف المعتاد. فقط كمية محددة من الطاقة الإشعاعية الممتصة من النوع المؤين يمكن أن تؤدي إلى تغيرات كيميائية وفيزيائية في الأنسجة والمواد المعرضة للإشعاع. يعتمد العدد المطلوب لإحداث مثل هذه التغييرات على نوع الإشعاع. نشأت الجرعة الممتصة من i-nia على وجه التحديد لهذا السبب. في الواقع ، هذه كمية من الطاقة تم امتصاصها بواسطة وحدة من المادة وتتوافق مع نسبة طاقة النوع المؤين التي تم امتصاصها وكتلة الجسم أو الجسم الذي يمتص الإشعاع.
قم بقياس الجرعة الممتصة باستخدام وحدة الرمادي (Gy) - جزء لا يتجزأ من نظام C. اللون الرمادي هو مقدار الجرعة القادرة على نقل جول واحد من الإشعاع المؤين إلى كيلوغرام واحد من الكتلة. Rad هي وحدة قياس غير نظامية ، في القيمة 1 Gy تقابل 100 rad.
الجرعة الممتصة في علم الأحياء
أظهر الإشعاع الاصطناعي للأنسجة الحيوانية والنباتية بوضوح أن أنواعًا مختلفة من الإشعاع ، في نفس الجرعة الممتصة ، يمكن أن تؤثر على الجسم وجميع العمليات البيولوجية والكيميائية التي تحدث فيه بطرق مختلفة. هذا يرجع إلى الاختلاف في عدد الأيونات الناتجة عن الجسيمات الأخف والأثقل. لنفس المسار على طول النسيج ، يمكن للبروتون أن ينتج أيونات أكثر من الإلكترون. كلما زادت كثافة الجزيئات التي يتم جمعها نتيجة التأين ، كلما كان التأثير المدمر للإشعاع على الجسم أقوى ، في ظل ظروف نفس الجرعة الممتصة. وفقًا لهذه الظاهرة ، الاختلاف في قوة تأثيرات أنواع مختلفة من الإشعاع على الأنسجة ، تم استخدام تعيين الجرعة المكافئة للإشعاع. جرعة الإشعاع الممتص المكافئة هي كمية الإشعاع التي يتلقاها الجسم ، ويتم حسابها بضرب الجرعة الممتصة وعامل محدد يسمى عامل الفعالية البيولوجية النسبي (RBE). ولكن غالبًا ما يشار إليه أيضًا باسم عامل الجودة.
وحدات الجرعة الممتصة من النوع المكافئ تقاس في النظام الدولي للوحدات ، وهي سيفرت (سيفرت). واحد Sv يساوي المقابلجرعة من أي إشعاع يمتصها كيلوغرام واحد من الأنسجة ذات الأصل البيولوجي ويسبب تأثيرًا مساويًا لتأثير 1 Gy من الإشعاع من نوع الفوتون. Rem - يستخدم كمؤشر قياس خارج النظام للجرعة الممتصة البيولوجية (المكافئة). 1 Sv يقابل مائة ريم.
شكل جرعة فعالة
الجرعة الفعالة هي مؤشر على الحجم ، يتم استخدامه كمقياس لخطر الآثار طويلة المدى للتعرض البشري ، وأجزاءه الفردية من الجسم ، من الأنسجة إلى الأعضاء. هذا يأخذ في الاعتبار حساسية الراديو الفردية. جرعة الإشعاع الممتصة تساوي ناتج الجرعة البيولوجية في أجزاء الجسم بعامل ترجيح معين.
للأنسجة والأعضاء البشرية حساسية مختلفة للإشعاع. قد تكون بعض الأعضاء أكثر عرضة من غيرها للإصابة بالسرطان بنفس القيمة المكافئة للجرعة الممتصة ، على سبيل المثال ، تكون الغدة الدرقية أقل عرضة للإصابة بالسرطان من الرئتين. لذلك ، يستخدم الشخص معامل خطر الإشعاع الذي تم إنشاؤه. CRC هي وسيلة لتحديد جرعة التأثير التي تؤثر على الأعضاء أو الأنسجة. يتم حساب المؤشر الكلي لدرجة التأثير على الجسم لجرعة فعالة بضرب الرقم المقابل للجرعة البيولوجية في CRC لعضو معين ، نسيج.
مفهوم الجرعة الجماعية
هناك مفهوم لجرعة الامتصاص الجماعي ، وهي مجموع مجموعة فردية من قيم الجرعة الفعالة في مجموعة معينة من الموضوعات لفترة معينةالفارق. يمكن إجراء الحسابات لأي مستوطنات ، حتى الولايات أو القارات بأكملها. للقيام بذلك ، اضرب متوسط الجرعة الفعالة والعدد الإجمالي للأشخاص المعرضين للإشعاع. يتم قياس هذه الجرعة الممتصة باستخدام مان سيفرت (مان سيفرت).
بالإضافة إلى الأشكال المذكورة أعلاه للجرعات الممتصة ، هناك أيضًا: التزام ، عتبة ، جماعية ، يمكن الوقاية منها ، الحد الأقصى المسموح به ، جرعة بيولوجية من إشعاع نوع جاما نيوترون ، الحد الأدنى المميت.
قوة التعرض للجرعة ووحدات القياس
مؤشر شدة الإشعاع - استبدال جرعة محددة تحت تأثير إشعاع معين بوحدة قياس مؤقتة. تتميز هذه القيمة بالاختلاف في الجرعة (المكافئة ، الممتصة ، إلخ) مقسومة على وحدة الوقت. هناك العديد من الوحدات المبنية لهذا الغرض.
يتم تحديد جرعة الإشعاع الممتصة بالصيغة المناسبة لإشعاع معين ونوع الكمية الممتصة من الإشعاع (بيولوجي ، ممتص ، تعرض ، إلخ). هناك العديد من الطرق لحسابها ، بناءً على مبادئ رياضية مختلفة ، ويتم استخدام وحدات قياس مختلفة. أمثلة على وحدات القياس هي:
- منظر متكامل - يقاس الكيلوجرام الرمادي في النظام الدولي للوحدات ، خارج النظام بالجرام الراد.
- الشكل المكافئ - سيفرت في النظام الدولي للوحدات ، يقاس خارج النظام - بالريم.
- عرض المعرض - كولوم-كيلوغرام في النظام الدولي للوحدات ، مُقاس خارج النظام - في رونتجن.
هناك وحدات قياس أخرى مطابقة لأشكال أخرى من جرعة الإشعاع الممتصة.
الاستنتاجات
عند تحليل هذه المقالات ، يمكننا أن نستنتج أن هناك أنواعًا عديدة من كل من أكثر الانبعاثات المؤينة وأشكال تأثيرها على المواد الحية وغير الحية. يتم قياسها جميعًا ، كقاعدة عامة ، في نظام الوحدات SI ، وكل نوع يتوافق مع نظام معين ووحدة قياس غير نظامية. يمكن أن يكون مصدرها هو الأكثر تنوعًا ، طبيعيًا واصطناعيًا ، ويلعب الإشعاع نفسه دورًا بيولوجيًا مهمًا.
