Існує безліч одиниць вимірювання дози опромінення і впливу. Рентген – одиниця вимірювання, міжнародна одиниця дози опромінення для рентгенівських променів або гамма-променів, названа в честь професора Вільгельма Конрада Рентгена, людини, який винайшов рентгенівські знімки в 1895 році. Цей вид випромінювання допомагає не тільки побачити зламані кістки, але і проаналізувати камені на Марсі. Рентгенівські промені є частиною більш великого електромагнітного спектра, який варіюється від радіохвиль до потужних гамма-променів.
Марія і П’єр Кюрі
У 1903 році лауреати Нобелівської премії з фізики Марія і П’єр Кюрі були одними з тих вчених, які вивчали і просували використання рентгенівських променів. Марія Кюрі, уроджена Склодовська, іммігрувала в Париж з Польщі у віці 24 років, щоб продовжити навчання з математики та фізики. Там вона познайомилася і вийшла заміж за П’єра Кюрі, шанованого фізика, і незабаром вони почали працювати разом, вивчаючи різні елементи випромінювання, у тому числі хвилі електромагнітної енергії.
Тепер ми знаємо, що випромінювання може бути дуже небезпечним, але тоді мало що про це було відомо. Марія і П’єр Кюрі і їх дочка Ірен, яка також працювала з ними в своїй лабораторії, щодня піддавалися таким надзвичайно високих рівнів радіації, що з-за цього всі вони страждали від проблем зі здоров’ям. Марія і Ірен управляли тисячами рентгенівських променів на французьких битвах під час Першої світової війни, і ніщо не захищало їх, крім одягу на спині. І мати, і дочка зрештою померли від хвороб, викликаних шкідливим впливом випромінювання. Навіть зараз робочі документи Кюрі (і навіть їх кулінарна книга) містять такі небезпечні рівні радіоактивності.
Що таке рентгенівське випромінювання?
Рентгенівські промені є потужними хвилями електромагнітної енергії. Хвилі, як і ті, які знаходяться в океані, – це рух енергії. Коли ви ляскаєте в ладоши, енергія в цьому випадку звучить, починається біля джерела. Звук проходить по повітрю до тих пір, поки він не досягне вашої барабанної перетинки і не зареєструється як звук. Хвилі, які проходять через фізичне середовище, подібно повітрю і воді, називаються механічними хвилями.
Електромагнітні (ЕМ) хвилі не вимагають переміщення фізичного середовища, тому вони можуть існувати як на Землі, так і в космосі, де немає повітря для проходження навіть звукових хвиль. EM-хвилі організовані за спектром у відповідності з відстанню між кожною хвилею і частотою хвиль в секунду, виміряними в герцах (Гц). Хвилі з самими низькими частотами і найбільші відстані між хвилями дають відносно малу кількість енергії. Радіохвилі, наприклад, мають самі низькі частоти різних категорій хвиль на електромагнітному спектрі, а гамма-промені, створені ядерними вибухами, мають самі високі частоти.
Рентгенівські промені являють собою смугу електромагнітних хвиль безпосередньо перед гамма-променями на ЕМ-спектрі. Вони перебувають у далекому кінці і, поряд з гамма-променями і деякими ультрафіолетовими променями, показані як пошкоджують ДНК. Як ми знаємо з травм, отриманих П’єром, Марією та їх донькою Іриною під час їх рентгенівських експериментів, рентгенівські промені дуже сильні самі по собі. Приблизно один квинтиллион хвиль в секунду – це 1 000 000 000 000 000 000 Гц – ми думаємо про них як про «променях» енергії, а не про хвилях.
Використання рентгенівських променів
Коли вони були вперше виявлені понад 100 років тому в 1895 році Вільгельмом Конрадом Рентгеном, рентгенівські промені використовувалися в чому так само, як ми їх використовуємо зараз, – щоб побачити кістки всередині наших тел. Рентген часто демонстрував рентгенівські знімки, зображуючи кістки в руці дружини. Кістки та інші об’єкти щільніше шкіри. Вони поглинають достатню кількість випромінювання для створення тіней на рентгенівській плівці і показують нам, коли кістки зламані, чи можна побачити, проковтнув дитина монетку. Також рентген – одиниця виміру дози опромінення.
Щось більше, ніж видиме світло
Щоб зрозуміти рентгенівські знімки, ви повинні розуміти, що ця форма енергії – це всього лише тип світла. Це може змусити вас думати про видимому світлі (світ, який можна побачити з допомогою людського ока). Але в науці світло – це щось більше, ніж просто видиме світло. Світло є синонімом електромагнітного спектра, який представляє собою угруповання пов’язаних типів енергії. Електромагнітний спектр найчастіше розглядається як діаграма, яка варіюється від радіохвиль до гамма-променів. На електромагнітному спектрі рентгенівські промені упорядковані поруч з гамма-променями (на стороні високих енергій спектру). Отже, коли ви чуєте слово «рентгенівське випромінювання», просто подумайте про світлі високої енергії.
Речі, які ви не можете бачити
Простір складається з мільярдів зірок і галактик, які, здається, нескінченно виходять в космос. Хоча ці речі можна побачити з допомогою потужного телескопа, є деякі речі, які абсолютно невидимі, такі як гамма-промені і рентгенівські промені. В той час як ви не можете бачити ці потужні хвилі енергії, вони мають схожі і різні властивості, які роблять їх унікальними і важливими в сучасному світі.
Гамма-промені і рентгенівські промені являють собою як форми електромагнітного випромінювання, так і хвилі, які містять енергію і рухаються із швидкістю світла. При розгляді електромагнітного спектра обидві хвилі можна знайти в лівій частині видимої області, тому що вони мають більш коротких довжин хвиль. Більш короткі довжини хвиль означають, що частота й енергія хвиль дуже великі. Ці властивості дуже корисні, тому що вони можуть подорожувати через об’єкти. Гамма та рентгенівські промені використовуються для візуалізації, особливо для огляду внутрішніх органів і кісток. Крім того, такі промені використовуються в промислових цілях для виробництва продуктів і технологій.
Хоча гамма-промені і рентгенівські промені схожі в деяких аспектах, вони розрізняються по довжині хвилі і того, як вони розвиваються. Гамма-промені мають набагато більш високу частоту і більш коротку довжину хвилі, ніж рентгенівські. Гамма-промені виходять від радіоактивних атомів, що розпадаються і випромінюють енергію.
Деякі викиди небезпечні для організмів і не можуть бути зупинені папером, сталлю або свинцем. Рентгенівські промені виходять з перегрупування електронів усередині атома. Рентген може бути шкідливим залежно від кількості і місця впливу, тому запобіжні заходи приймаються в медичних і промислових умовах, де використовуються рентгенівські промені.
Що таке іонізуюче випромінювання?
Перш ніж дати визначення одиниці виміру – рентгену, потрібно розібратися, що таке радіація. Це дуже загальний термін, використовуваний для опису будь-якого процесу, який передає енергію через простір або матеріал далеко від джерела. Світлові, звукові і радіохвилі – все це приклади радіації. Однак, коли більшість людей думають про випромінюванні, вони думають про іонізуюче радіаційне випромінювання, яке може зруйнувати атоми і молекули всередині тіла. Хоча вчені думають про цих викидах в дуже математичних термінах, їх можна візуалізувати або як субатомні частинки, або як промені.
Що таке іонізація? Атоми складаються з порівняно великих частинок (протонів і нейтронів), що сидять у центральному ядрі, на орбіті яких розташовані більш дрібні частинки (електрони): мініатюрна сонячна система. Зазвичай число протонів в центрі атома дорівнює числу електронів на орбіті. Іоном є будь-атом або молекула, яка не має нормальної кількості електронів. Іонізуюче випромінювання являє собою будь-який вид випромінювання, який володіє достатньою енергією для детонації електронів з атомів або молекул, створюючи іони.
Як вимірюється іонізуюче випромінювання?
Вимірювання лежить в основі сучасної науки, але саме число не передає ніякої інформації. Корисні вимірювання необхідні як інструмент для вимірювання (наприклад, палиця ,щоб відміряти довжину) і угода про одиницях, які будуть використовуватися (наприклад, дюйми, метри або милі). Вибрані одиниці виміру будуть відрізнятися з метою вимірювання. Наприклад, кухар буде вимірювати масло з точки зору столових ложок, щоб забезпечити смак їжі, а дієтолог може більше піклуватися про вимірювання калорій, щоб визначити вплив їжі на здоров’я.
Різноманітність одиниць, використовуваних для вимірювання радіації і радіоактивності, іноді бентежить навіть вчених, якщо вони не застосовують їх кожен день. Може бути корисно мати на увазі призначення різних одиниць. Існують дві основні причини вимірювання випромінювання: вивчення фізики та вивчення біологічних ефектів випромінювання. Що створює складність, так це те, що наші інструменти вимірюють фізичні ефекти, в той час як деякі з них представляють інтерес для біологічних ефектів. Ще одне ускладнення полягає у тому, що одиниці, як і слова будь-якої мови, можуть зникнути з використання і бути замінені новими одиницями.
Радіація не являє собою низку різних подій, таких як радіоактивні розпади, які можуть враховуватися індивідуально. Вимірювання радіації навалом – це вимір руху піску в пісочному годиннику; більш корисно думати про це як про безперервному потоці, а не про серії окремих подій. Інтенсивність пучка іонізуючого випромінювання вимірюється шляхом підрахунку кількості іонів, які він створює у повітрі. Рентген на годину – одиниця виміру, яка відображає здатність рентгенівських променів іонізувати повітря. Це одиниця впливу, яка може бути виміряна безпосередньо.
Рентген – одиниця вимірювання іонізуючого випромінювання
Рентгенівські промені є частиною електромагнітного спектра, довжина хвилі якого менше видимого. В різних застосуваннях використовуються різні частини рентгенівського спектру. Рентгенівські промені складають рентгенівське випромінювання, форму електромагнітного випромінювання. Більшість рентгенівських променів мають довжину хвилі від 0,01 до 10 нанометрів, що відповідає частотам в діапазоні від 30Гц до 30 эксагерц (3 × 1016Гц до 3 × 1019Гц) і енергіям в діапазоні 100 ев до 100 кев. Довжина рентгенівських променів коротше, ніж у УФ-променів, і зазвичай довші, ніж у гамма-променів.
Рентген – одиниця вимірювання, яка є традиційною одиницею експозиції, яка представляла собою кількість випромінювання, необхідне для створення одного електростатичного блоку заряду кожної полярності в одному кубічному сантиметрі сухого повітря. Вплив іонізуючої радіації на речовину (особливо живу тканину) більш тісно пов’язана з кількістю енергії, обложеному в них, а не з генерованого заряду. 1 рентген – це одиниця виміру, що становить 2,58 × 10-4 С / кг. Ця міра поглиненої енергії називається поглиненою дозою.
