A tevékenység mérési egységei, a sugárzás dózisa - a stadopedia
A radioaktív bomlás miatt a radioaktív izotóp mennyisége idővel csökken (nukleáris transzformáció). A bomlási sebességet a mag felépítése határozza meg. Ez a folyamat nem érinti semmiféle hagyományos fizikai vagy kémiai módszert anélkül, hogy megváltoztatta volna az atommag állapotát. Minden egyes radioaktív izotóp esetében az atomok átlagos bomlási sebessége állandó, változatlan, és csak egy adott izotópra jellemző. Egy adott izotóp radioaktív bomlási állandója azt mutatja, hogy a magok mennyisége bomlik egységnyi időre. A bomlási állandó fordított időegységekben fejeződik ki: c -1. perc -1. h-1 stb., hogy megmutassuk, hogy a radioaktív magok száma csökken.
A radioaktív elemek bomlási sebességének jellemzése a gyakorlatban, a folyamatos bomlás helyett féléletidőt alkalmaznak. A felezési idő az az idő, amely alatt a radioaktív magok kezdeti száma felét bomlik. Különböző radioaktív izotópok esetében a felezési idő a másodperctől a milliárd évekig terjed. Ugyanaz az elem lehet különböző felezési idővel rendelkező izotópok. Ennek megfelelően a radioaktív elemek rövid életűek (órák, napok) és hosszú életűek (évek).
A féléletidő és a bomlási állandó közötti kapcsolat fordított összefüggéssel rendelkezik, azaz minél nagyobb az érték, annál kisebb a T érték, és fordítva:
A radioaktív bomlás sajátossága, hogy ugyanazon elem magjai nem egyszerre szakadnak meg, hanem fokozatosan, különböző időpontokban. Más szavakkal, a magok bomlása egyenetlenül fordul elő - nagyobb vagy kisebb részekben, így egyidejűleg a radioaktív készítményből származó impulzusok számának mérésével különböző értékeket kapunk. Ezért a pontos eredmények elérése érdekében többszörös méréseket kell végezni. A rövid élettartamú gyógyszerek radioaktivitásának meghatározásakor egyéb hibák is átfedik annak elkerülése érdekében, hogy a helyes számlálási időt (Bella táblázat stb.) Válasszuk ki.
A radioaktív anyag mennyiségét általában nem tömegegység (gramm, milligramm stb.) Határozza meg, hanem az anyag aktivitását. amely megegyezik az egységnyi időtartamú bomlások számával. Minél több radioaktív átalakulást jelent a másodpercenként adott előkészítő tapasztalatok atomjai, annál nagyobb aktivitása van. Amint az a radioaktív bomlás törvényéből következik, a radionuklid aktivitása arányos a radioaktív atomok számával, azaz növeli az anyag mennyiségének növekedését. Mivel a radioaktív izotópok bomlási sebessége eltérő, ugyanolyan mennyiségű különféle különböző radionuklidok eltérő aktivitást mutatnak. Így, ha vesszük a radionuklidok 238 U, R 32 Li, és a 8, azonos tömegű, de eltérő felezési idejű (4.5. 10 9 éves, 14,3 nap és 0,89 s, rendre), a legnagyobb aktivitást lesz a lítium és foszfor és nagyon kicsi az urán, mivel az első két izotóp 1 s-ban a legnagyobb számú bomlást eredményez.
Az egységek rendszerében (SI) a másodpercenkénti bomlás (diss / s), Becquerel (Bq); 1 Bq = 1 s -1.
A Curie (Ki) egységet is használják. A Curie olyan radioaktív anyag mennyisége, amelyben a radioaktív bomlás másodpercenként 3,7. 10 10. A curie egység 1 g radium radioaktivitásnak felel meg. A Curie nagyon nagy, ezért frakcionált származékokat használnak (1 mCi, μCi, 1 nCi, 1 pCi). 1 Cu = 3,7. 10 10 Bq.
A radioaktív készítménynek a t időpontot követő aktivitását a radioaktív bomlás alapjogának megfelelő képlet határozza meg:
ahol At a drog aktivitása t időpontban; A0 - a készítmény kezdeti aktivitása; e a természetes logaritmusok alapja (e = 2,72); T a felezési idő; A T és t értékeknek ugyanolyan méretűnek kell lenniük (percek, órák, napok stb.).
Egy példa. A 32 P radioaktív elem aktivitása egy adott napon 5 mCi-vel egyenlő. Határozza meg ezt az elemet egy héten belül. A 32 P elem felezési ideje T 14,3 nap. 32-es tevékenység 7 nap alatt:
A források gamma-aktivitását jellemző curie egységek alkalmatlanok. E célból egy másik egységet vezet be, ami 1 mg radiumnak felel meg (mg-ekvivalens radium). Milligramm rádium egyenértékű - minden olyan tevékenység, a radioaktív forrás, a gamma-sugárzás, amely mellett azonos mérési körülmények ugyanazt az expozíciós dózis például gamma-sugárzással 1 mg rádium állam hivatkozási rádium RF szűrő alkalmazásával platina 0,5 mm vastagságú.
A legtöbb radioaktív izotópra gamma-állandó táblázatok vannak. Így a 60 Co gamma-állandója 13,5 R / h.
A sugárzás dózisa és a mérés egységei. A röntgen- és nukleáris sugárzás biológiai hatása a szervezetre a biológiai környezet atomjainak és molekuláinak ionizációjával és gerjesztésével magyarázható. A sugárzás ionizációs folyamatánál energiát költenek. A sugárzás és a biológiai környezet kölcsönhatásának eredményeképpen egy bizonyos mennyiségű energia kerül át az élő szervezetbe. A besugárzott tárgyat (felszívódás nélkül) átterjedő sugárzás egy része semmilyen hatást nem gyakorol rajta. Ezért a sugárzás testre gyakorolt hatását jellemző fő fizikai mennyiség közvetlenül függ az elnyelt energia mennyiségétől. Az abszorbeált energia mennyiségének mérésére a sugárzás dózisának kifejezését vezetik be. Ez a besugárzott anyag egységnyi térfogatára (tömegére) feltöltött energia mennyisége.
Tüntesse fel a levegőben lévő dózist, a felszínen lévő dózist (bőrdózis) és a besugárzott tárgy mélységét (mély dózis), a fókuszt és az integrált (teljes elnyelt dózis) dózist. Mivel az abszorbeált energiát a tápközeg ionizálásánál használják, annak méréséhez szükséges az emisszió során keletkező ionspárok számának kiszámítása. Azonban nehezen mérhető az ionizáció közvetlenül az élő szervezet szöveteinek mélyén. Ebben az összefüggésben az úgynevezett D0 expozíciós dózist határozzák meg a röntgensugár és a tárgyra ható gamma-sugárzás kvantitatív jellemzésére. ami jellemzi a röntgensugarak és gamma-sugárzások ionizáló képességét a levegőben. Az expozíciós dózistól a megfelelő együtthatók segítségével menjen az objektumba felszívott dózisra. Az expozíciós dózist a sugárzás ionizáló hatása határozza meg egy adott levegőmennyiségben, és csak a röntgen- és gamma-sugarak energiaigényein belül, a tíz kiloelektronvolktól a 3 MeV-ig terjedő tartományban.
Az egység az expozíció dózis a nemzetközi rendszerben (SI) elfogadott pendant kilogrammonként (C / kg), m. E. Az ilyen sugárterhelése X-igamma-sugarak, amelynél 1 kg száraz levegőben előállított ionok hordozó töltés egy pendant egyes villamosenergia jelet.
A gyakorlatban egyetlen röntgenkészüléket használunk (1 P = 2,58, 10 -4 C / kg). Röntgen (R) - sugárterhelése röntgen vagy gamma sugárzás, amelyben 1 cm3 levegő (0,001293 g száraz levegő) normál körülmények között (0 o C és 1013 hPa) van kialakítva 2.0. 10 9 pár ion.
Mivel a levegőben egy pár ion képződik átlagosan 34 eV, a röntgensugár energiaegyenértéke 1 cm3 levegőben 2,08. 10 9 34 = 7,08. 10 4 MeV = 0,114 erg / cm3 vagy 1 g levegőben 88 erg (0,114 / 0,001293 = 88 erg).
Rad Egység (rad - sugárzás abszorbens dózis) - az abszorbeált dózis az ionizáló sugárzás bármilyen, amelyben egy tömege 1 g anyag elnyelt sugárzás energia egyenlő 100 erg (1 rad = 100 joule / g = 10 -2 J / kg).
A elnyelt dózis egysége a nemzetközi rendszerben EDI lefelé (SI) elfogadott joule per kilogramm (J / kg), m. E. ilyen abszorbeált dózis, amelynél egy 1 kg-os súlyt a besugárzott anyag elnyelt sugárzási energia 1 J. Ez a egység a szürke (Gy), 1 Gy = 1 J / kg = 100 rad nevét adja meg. Az elnyelt dózis ekvivalens egysége sievert (Sv).
Mivel a gamma-kvantumban és a biológiai szövetben lévő, a kémiai összetételben különbözõ részecskék ugyanabban az energiában, a kémiai összetételben különbözõ mértékben, egy másik energiamennyiség abszorbeálódik, a szövetekben elnyelt dózist radarokban számoljuk ki
ahol apa az elnyelt dózis, rad; Dp az expozíciós dózis ugyanabban a pontban, P; f az átmeneti együttható, amelynek értéke a sugárzási energiától és az abszorbeáló szövet típusától (atomszám és sűrűség) függ.
Ha a levegőben az 1 P sugárzás dózisa energetikailag egyenértékű 88 erg / g értékkel, akkor a tápközeg abszorbeált energiája 88: 100 = 0,88 rad. Így a levegő esetében az elnyelt dózis 0,88 rad egyezik egy 1 P-expozíciós dózissal. Az f fázisátalakulási együtthatót általában kísérleti úton határozzuk meg. A víz és a lágy szövetek esetében az fm együttható egy egységként kerekítve (valójában 0,93). Ennek következtében a radszokban elnyelt dózis számszerűen közel azonos a röntgensugarak megfelelő expozíciós dózisával. A csontszövet esetében az együttható fK = 2 - 5.
Biológiai szempontból fontos, hogy ne csak a besugárzott objektum sugárzásának dózisát ismerjük meg, hanem a dózist egységenként. Egy esetben a teljes dózis, amely jelentősen meghaladja a halálos dózist, de hosszú időn keresztül kapott, nemcsak az élő ember halálához vezet, hanem nem is okozhat sugárkárosodást. Egy másik esetben az adag kevesebb, mint halálos, de rövid idő alatt beadható, különböző súlyosságú sugárbetegségeket okozhat. Ehhez kapcsolódik a dózis fogalma. A dózismennyiség (P) a D sugárzás dózisa egységnyi idő alatt t:
Minél nagyobb a P dózis, annál gyorsabban érik el a sugárzási dózist.
Az SI rendszerben az ekvivalens dózis egység egy sievert (Sv); 1 Sv = 100 rem. Az ekvivalens ekvivalens dózisegység a röntgen-rem (1 rem = 1,10 -2 J / kg) biológiai egyenértéke.
A radioaktív készítmény aktivitása és az általa létrehozott expozíciós dózis közötti kapcsolat megteremtése érdekében gamma-állandót alkalmazunk. Az A (mCi) aktivitású pontforrás esetében a T (h) időben R (cm) távolságban előállított D (P) sugárzási dózist a
Ennek megfelelően az expozíciós dózis arány (R / h):
Ha az aktivitás helyett az M radioaktív izotóp gamma-ekvivalense (mg ekvivalens radium) ismert, akkor
ahol a 8.4 a radium gamma állandója, pl.
A nevezőben lévő R távolságnak a négyszöge azt mutatja, hogy a pont forrásából származó dózis a távolság négyzetének törvénye szerint gyengül, mint például a fény intenzitásának változása.
Egy példa. 60 Co radioaktív forrása van, amelynek gamma-egyenértéke 10 mg. ekv. rádiumot. Milyen adag 0,5 m távolságon 6 napig működik, ha naponta dolgozik: 30 percenként; 3 percig?