وحدات القياس وجرعة الإشعاع. قياس الجرعات للدمى
يمكن أن تكون المادة الممتصة إما أنسجة الكائنات الحية أو أي مادة أخرى (على سبيل المثال، الهواء والماء والتربة وما إلى ذلك).
تم اقتراح راد لأول مرة في عام 1918. في عام 1953، تم تعريف الراد بوحدات GHS على أنه الجرعة المقابلة لـ 100 إرج من الطاقة التي يمتصها جرام واحد من المادة.
يوتيوب الموسوعي
1 / 3
✪ المزيد عن الإشعاع
✪ الجسيمات الأولية | تجربة بيكريل
✪ الفيزياء 4. فيزياء الصوت. الجزء الأول - أكاديمية العلوم الترفيهية
ترجمات
مرحبًا. في هذه الحلقة من قناة TranslatorsCafe.com سنتحدث عن الإشعاعات المؤينة أو الإشعاعات. وسنتناول مصادر الإشعاع وطرق قياسه وتأثير الإشعاع على الكائنات الحية. سنتحدث بمزيد من التفصيل عن معايير الإشعاع مثل معدل الجرعة الممتصة، وكذلك الجرعات المكافئة والفعالة من الإشعاع المؤين. للإشعاع استخدامات عديدة، بدءًا من توليد الكهرباء وحتى علاج مرضى السرطان. سنناقش في هذا الفيديو كيفية تأثير الإشعاع على أنسجة وخلايا البشر والحيوانات والمواد الحيوية، مع التركيز بشكل خاص على مدى سرعة وشدة الضرر الذي يحدث للخلايا والأنسجة المعرضة للإشعاع. الإشعاع هو ظاهرة طبيعية تتجلى في حقيقة أن الموجات الكهرومغناطيسية أو الجسيمات الأولية ذات الطاقة الحركية العالية تتحرك داخل الوسط. في هذه الحالة، يمكن أن يكون الوسط مادة أو فراغًا. الإشعاع موجود في كل مكان حولنا، وحياتنا بدونه لا يمكن تصورها، لأن بقاء الإنسان والحيوانات الأخرى بدون إشعاع مستحيل. بدون الإشعاع على الأرض لن تكون هناك ظواهر طبيعية مثل الضوء والحرارة الضرورية للحياة. لن يكون هناك هواتف محمولة أو إنترنت. سنتحدث في هذا الفيديو عن نوع خاص من الإشعاع وهو الإشعاع المؤين أو الإشعاع الموجود في كل مكان حولنا. يمتلك الإشعاع المؤين طاقة كافية لإزالة الإلكترونات من الذرات والجزيئات، أي تأين المادة المشععة. يمكن أن تنشأ الإشعاعات المؤينة في البيئة نتيجة لعمليات طبيعية أو اصطناعية. وتشمل مصادر الإشعاع الطبيعية الإشعاع الشمسي والكوني، وبعض المعادن مثل الجرانيت، والإشعاع الصادر من بعض المواد المشعة مثل اليورانيوم وحتى الموز العادي الذي يحتوي على نظير البوتاسيوم المشع. يتم استخراج المواد الخام المشعة في أعماق الأرض وتستخدم في الطب والصناعة. في بعض الأحيان تدخل المواد المشعة إلى البيئة نتيجة للحوادث الصناعية وفي الصناعات التي تستخدم المواد الخام المشعة. يحدث هذا غالبًا بسبب عدم الامتثال لقواعد السلامة لتخزين المواد المشعة والتعامل معها أو بسبب عدم وجود مثل هذه القواعد. ومن الجدير بالذكر أنه حتى وقت قريب، لم تكن المواد المشعة تعتبر خطرة على الصحة. على العكس من ذلك، تم استخدامها كأدوية علاجية، وتم تقديرها أيضًا لتوهجها الجميل. يعد زجاج اليورانيوم مثالاً على المواد المشعة المستخدمة لأغراض الديكور. يتوهج هذا الزجاج باللون الأخضر الفلوريسنت بسبب إضافة أكسيد اليورانيوم. نسبة اليورانيوم في هذا الزجاج قليلة نسبياً وكمية الإشعاع التي ينبعث منها قليلة، لذلك يعتبر زجاج اليورانيوم آمناً نسبياً للصحة. حتى أنهم صنعوا منه أكوابًا وأطباقًا وأدوات أخرى. يُقدر زجاج اليورانيوم بتوهجه غير العادي. تبعث الشمس ضوءًا فوق بنفسجي، لذلك يتوهج زجاج اليورانيوم في ضوء الشمس، على الرغم من أن هذا التوهج يكون أكثر وضوحًا تحت مصابيح الضوء فوق البنفسجي. في الإشعاع، يتم امتصاص الفوتونات ذات الطاقة الأعلى (الأشعة فوق البنفسجية) وتنبعث فوتونات ذات طاقة أقل (الأخضر). وكما رأيت، يمكن استخدام هذه الخرزات لاختبار مقاييس الجرعات. يمكنك شراء كيس من الخرز على موقع eBay.com مقابل بضعة دولارات. أولا دعونا نلقي نظرة على بعض التعاريف. هناك طرق عديدة لقياس الإشعاع، اعتمادًا على ما نريد معرفته بالضبط. على سبيل المثال، يمكن قياس إجمالي كمية الإشعاع في موقع معين؛ يمكنك العثور على كمية الإشعاع التي تعطل عمل الأنسجة والخلايا البيولوجية. أو كمية الإشعاع التي يمتصها الجسم أو الكائن الحي، وهكذا. سننظر هنا في طريقتين لقياس الإشعاع. يُطلق على إجمالي كمية الإشعاع في البيئة، المُقاسة لكل وحدة زمنية، معدل الجرعة الإجمالية للإشعاع المؤين. تسمى كمية الإشعاع التي يمتصها الجسم لكل وحدة زمنية بمعدل الجرعة الممتصة. يتم العثور على معدل الجرعة الممتصة باستخدام معلومات حول معدل الجرعة الإجمالي ومعلمات الجسم أو الكائن الحي أو جزء الجسم الذي يتعرض للإشعاع. وتشمل هذه المعلمات الكتلة والكثافة والحجم. تتشابه قيم جرعة الامتصاص والتعرض للمواد والأنسجة التي تمتص الإشعاع بشكل جيد. ومع ذلك، ليست كل المواد على هذا النحو، ففي كثير من الأحيان تختلف جرعات الإشعاع الممتصة وجرعات التعرض لها، حيث أن قدرة الجسم أو الجسم على امتصاص الإشعاع تعتمد على المادة التي يتكون منها. على سبيل المثال، تمتص ورقة الرصاص إشعاع جاما بشكل أفضل بكثير من ورقة الألومنيوم بنفس السماكة. نحن نعلم أن جرعة كبيرة من الإشعاع، تسمى الجرعة الحادة، تسبب مخاطر صحية، وكلما زادت الجرعة، زادت المخاطر الصحية. ونعلم أيضًا أن الإشعاع يؤثر على خلايا الجسم المختلفة بشكل مختلف. الخلايا التي تخضع للانقسام المتكرر، وكذلك الخلايا غير المتخصصة، هي الأكثر تأثراً بالإشعاع. على سبيل المثال، تكون الخلايا الموجودة في الجنين وخلايا الدم وخلايا الجهاز التناسلي هي الأكثر عرضة للتأثيرات السلبية للإشعاع. وفي الوقت نفسه، يكون الجلد والعظام والأنسجة العضلية أقل عرضة للإشعاع. لكن الإشعاع له أقل تأثير على الخلايا العصبية. لذلك، في بعض الحالات، يكون التأثير المدمر الإجمالي للإشعاع على الخلايا الأقل تعرضًا للإشعاع أقل، حتى لو تعرضت لمزيد من الإشعاع، مقارنة بالخلايا الأكثر تعرضًا للإشعاع. وبحسب نظرية هرمون الإشعاع، فإن الجرعات الصغيرة من الإشعاع، على العكس من ذلك، تحفز آليات الدفاع في الجسم، ونتيجة لذلك يصبح الجسم أقوى وأقل عرضة للإصابة بالأمراض. تجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسات في مرحلة مبكرة، ولم يعرف بعد ما إذا كان سيتم الحصول على مثل هذه النتائج خارج المختبر. الآن يتم إجراء هذه التجارب على الحيوانات ومن غير المعروف ما إذا كانت هذه العمليات تحدث في جسم الإنسان. ونظرًا لاعتبارات أخلاقية، فمن الصعب الحصول على إذن لإجراء مثل هذه الأبحاث التي تشمل مشاركين من البشر. الجرعة الممتصة هي نسبة طاقة الإشعاع المؤين الممتص في حجم معين من المادة إلى كتلة المادة في هذا الحجم. الجرعة الممتصة هي الكمية الرئيسية لقياس الجرعات ويتم قياسها بالجول لكل كيلوغرام. هذه الوحدة تسمى الرمادي. في السابق، تم استخدام وحدة راد غير النظامية. ولا تعتمد الجرعة الممتصة على الإشعاع نفسه فحسب، بل تعتمد أيضًا على المادة التي تمتصه: فالجرعة الممتصة من الأشعة السينية الناعمة في الأنسجة العظمية يمكن أن تكون أربعة أضعاف الجرعة الممتصة في الهواء. وفي الوقت نفسه، في الفراغ تكون الجرعة الممتصة صفرًا. يتم قياس الجرعة المكافئة التي تميز التأثير البيولوجي لتشعيع جسم الإنسان بالإشعاعات المؤينة بالسيفرت. لفهم الفرق بين الجرعة ومعدل الجرعة، يمكننا تشبيه الغلاية التي يُسكب فيها الماء من الصنبور. حجم الماء في الغلاية هو الجرعة، وسرعة الملء، اعتمادًا على سمك مجرى الماء، هي معدل الجرعة، أي الزيادة في جرعة الإشعاع لكل وحدة زمنية. يتم قياس معدل الجرعة المكافئة بالسيفرت لكل وحدة زمنية، على سبيل المثال ميكروسيفرت في الساعة أو ملي سيفرت في السنة. عادة ما يكون الإشعاع غير مرئي بالعين المجردة، لذلك يتم استخدام أدوات قياس خاصة لتحديد وجود الإشعاع. أحد الأجهزة المستخدمة على نطاق واسع هو مقياس الجرعات المعتمد على عداد جيجر-مولر. يتكون العداد من أنبوب يتم فيه حساب عدد الجسيمات المشعة، وشاشة تعرض عدد هذه الجسيمات بوحدات مختلفة، غالبًا ما تكون كمية الإشعاع خلال فترة زمنية معينة، على سبيل المثال في الساعة. غالبًا ما تصدر الأجهزة المزودة بعدادات جيجر أصواتًا قصيرة، مثل النقرات، تشير كل منها إلى أنه تم حساب جسيم أو جسيمات منبعثة جديدة. يمكن عادةً إيقاف تشغيل هذا الصوت. تسمح لك بعض مقاييس الجرعات بتحديد تردد النقر. على سبيل المثال، يمكنك ضبط مقياس الجرعات بحيث يصدر صوتًا فقط بعد حساب كل عشرين جسيمًا أو بمعدل أقل. بالإضافة إلى عدادات جايجر، تستخدم مقاييس الجرعات أيضًا أجهزة استشعار أخرى، مثل عدادات الوميض، والتي تجعل من الممكن تحديد نوع الإشعاع السائد حاليًا في البيئة بشكل أفضل. تعد عدادات التلألؤ جيدة في اكتشاف كل من إشعاعات ألفا وبيتا وجاما. تقوم هذه العدادات بتحويل الطاقة المنبعثة أثناء الإشعاع إلى ضوء، والذي يتم بعد ذلك تحويله في مضاعف ضوئي إلى إشارة كهربائية، والتي يتم قياسها. أثناء القياسات، تعمل هذه العدادات على مساحة سطحية أكبر من عدادات جيجر، لذا فهي تقيس بشكل أكثر كفاءة. يتمتع الإشعاع المؤين بطاقة عالية جدًا، وبالتالي يؤدي إلى تأين ذرات وجزيئات المواد البيولوجية. ونتيجة لذلك، تنفصل الإلكترونات عنها، مما يؤدي إلى تغيير في بنيتها. تحدث هذه التغييرات بسبب إضعاف التأين أو كسر الروابط الكيميائية بين الجزيئات. وهذا يؤدي إلى إتلاف الجزيئات الموجودة داخل الخلايا والأنسجة ويعطل وظيفتها. في بعض الحالات، يشجع التأين على تكوين روابط جديدة. يعتمد تعطيل وظيفة الخلية على مقدار الضرر الذي يلحقه الإشعاع ببنيتها. في بعض الحالات، لا تؤثر الاضطرابات على وظيفة الخلية. في بعض الأحيان يتعطل عمل الخلايا، لكن الضرر يكون طفيفًا ويقوم الجسم باستعادة الخلايا إلى حالة العمل تدريجيًا. تحدث مثل هذه الاضطرابات غالبًا أثناء الأداء الطبيعي للخلايا، وتعود الخلايا نفسها إلى وضعها الطبيعي. لذلك، إذا كان مستوى الإشعاع منخفضًا والضرر بسيطًا، فمن الممكن تمامًا إعادة الخلايا إلى حالتها الطبيعية. إذا كان مستوى الإشعاع مرتفعا، تحدث تغييرات لا رجعة فيها في الخلايا. ومع التغيرات التي لا رجعة فيها، إما أن الخلايا لا تعمل كما ينبغي أو تتوقف عن العمل تمامًا وتموت. يؤدي الضرر الناتج عن الإشعاع إلى الخلايا والجزيئات الحيوية والأساسية، مثل جزيئات الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA)، أو البروتينات أو الإنزيمات، إلى الإصابة بمرض الإشعاع. يمكن أن يؤدي تلف الخلايا أيضًا إلى حدوث طفرات، مما قد يتسبب في إصابة أطفال المرضى الذين تتأثر خلاياهم بأمراض وراثية. يمكن أن تؤدي الطفرات أيضًا إلى انقسام الخلايا في أجسام المرضى بسرعة كبيرة، مما يؤدي بدوره إلى زيادة احتمالية الإصابة بالسرطان. إن معرفتنا اليوم بتأثيرات الإشعاع على الجسم والظروف التي يتفاقم فيها هذا التأثير محدودة، حيث أن المواد المتاحة للباحثين قليلة جدًا. يعتمد جزء كبير من معرفتنا على البحث في السجلات الطبية لضحايا القصف الذرّي على هيروشيما وناغازاكي، بالإضافة إلى ضحايا انفجار محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن بعض الدراسات حول تأثيرات الإشعاع على الجسم أجريت في الخمسينيات والسبعينيات. القرن الماضي، كانت غير أخلاقية وحتى غير إنسانية. على وجه الخصوص، هذه هي الدراسات التي أجراها الجيش في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي. تم إجراء معظم هذه التجارب في مواقع اختبار ومناطق مخصصة لاختبار الأسلحة النووية، مثل موقع اختبار نيفادا في الولايات المتحدة، وموقع التجارب النووية السوفييتي في نوفايا زيمليا، وموقع اختبار سيميبالاتينسك في ما يعرف الآن بكازاخستان. في بعض الحالات، تم إجراء التجارب أثناء التدريبات العسكرية، كما هو الحال أثناء مناورات توتسك العسكرية (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، في ما يعرف الآن بروسيا) وأثناء مناورات "ديزرت روك" العسكرية في ولاية نيفادا بالولايات المتحدة الأمريكية. خلال هذه التمارين، قام الباحثون، إن جاز تسميتهم بذلك، بدراسة تأثيرات الإشعاع على جسم الإنسان بعد الانفجارات الذرية. ومن عام 1946 إلى ستينيات القرن العشرين، أجريت أيضًا تجارب على آثار الإشعاع على الجسم في بعض المستشفيات الأمريكية دون علم المرضى أو موافقتهم. شكرًا لكم على اهتمامكم! إذا أعجبك هذا الفيديو، فلا تنس الاشتراك في قناتنا!
التنقل بين المقالات:
في أي وحدات يتم قياس الإشعاع وما هي الجرعات المسموح بها الآمنة للبشر. ما هي الإشعاعات الخلفية الطبيعية والتي هي مقبولة. كيفية تحويل وحدة قياس الإشعاع إلى وحدة أخرى.
الجرعات الإشعاعية المسموح بها
- المستوى المسموح به من الإشعاع الإشعاعي من مصادر الإشعاع الطبيعيةبمعنى آخر، الخلفية المشعة الطبيعية، وفقًا للوثائق التنظيمية، يمكن أن تكون موجودة لمدة خمس سنوات متتالية ليس أعلىكيف
0.57 ميكروسيفرت/ساعة
- الحد الأقصى المسموح به للجرعة السنوية الإجمالية المتلقاة من الجميع المصادر التكنولوجية، يكون
وفي السنوات اللاحقة، يجب ألا يتجاوز إشعاع الخلفية 0.12 ميكروسيفرت/ساعة
وينبغي أن تشمل قيمة 1 ملي سيفرت/السنة في المجمل جميع حالات التعرض للإشعاع على البشر من صنع الإنسان. ويشمل ذلك جميع أنواع الفحوصات والإجراءات الطبية، بما في ذلك التصوير الفلوري والأشعة السينية للأسنان وما إلى ذلك. ويشمل ذلك أيضًا الطيران على متن الطائرات، والمرور عبر إجراءات الأمن في المطار، والحصول على النظائر المشعة من الطعام، وما إلى ذلك.
كيف يتم قياس الإشعاع؟
لتقييم الخواص الفيزيائية للمواد المشعة، يتم استخدام الكميات التالية:
- نشاط المصدر المشع(Ci أو بكريل)
- كثافة تدفق الطاقة(ث/م2)
لتقييم آثار الإشعاع على المادة (وليس الأنسجة الحية)، يتقدم:
- الجرعة الممتصة(رمادي أو راد)
- جرعة التعرض(C / كجم أو الأشعة السينية)
لتقييم آثار الإشعاع على الأنسجة الحية، يتقدم:
- جرعة مكافئة(سيف أو ريم)
- جرعة معادلة فعالة(سيف أو ريم)
- معدل الجرعة المكافئة(سيفرت / ساعة)
تقييم تأثير الإشعاع على الأجسام غير الحية
ويتجلى تأثير الإشعاع على المادة على شكل طاقة تتلقاها المادة من الإشعاع الإشعاعي، وكلما زادت امتصاص المادة لهذه الطاقة، كان تأثير الإشعاع على المادة أقوى. يتم تقدير كمية الطاقة الإشعاعية المؤثرة على مادة ما بالجرعات، وتسمى كمية الطاقة التي تمتصها المادة - الجرعة الممتصة .
الجرعة الممتصة هي كمية الإشعاع التي تمتصها المادة. يستخدم نظام SI - رمادي (غرام).
1 غراي هو مقدار الطاقة الإشعاعية المشعة 1J التي تمتصها مادة وزنها 1 كجم، بغض النظر عن نوع الإشعاع المشع وطاقته.
1 رمادي (غراي) = 1 جول/كجم = 100 راد
لا تأخذ هذه القيمة في الاعتبار درجة التعرض (التأين) للمادة بأنواعها المختلفة من الإشعاع. قيمة أكثر إفادة هي جرعة التعرض للإشعاع.
جرعة التعرض هي الكمية التي تميز جرعة الإشعاع الممتصة ودرجة تأين المادة. يستخدم نظام SI - كولوم/كجم (C/كجم).
1 سم/كجم= 3.88*10 3 ر
وحدة جرعة التعرض غير النظامية المستخدمة هي الأشعة السينية (ص):
1 ر = 2.57976*10 -4 سم/كجم
جرعة 1 رونتجن- هذا هو تكوين 2.083 * 10 9 أزواج من الأيونات لكل 1 سم 3 من الهواء
تقييم آثار الإشعاع على الكائنات الحية
إذا تم تشعيع الأنسجة الحية بأنواع مختلفة من الإشعاع لها نفس الطاقة، فإن العواقب على الأنسجة الحية ستختلف بشكل كبير اعتمادًا على نوع الإشعاع المشع. على سبيل المثال، عواقب التعرض إشعاع ألفامع طاقة مقدارها 1 جول لكل 1 كجم من المادة ستكون مختلفة تمامًا عن تأثيرات طاقة مقدارها 1 جول لكل 1 كجم من المادة، ولكن فقط أشعة غاما. وهذا هو، مع نفس الجرعة الممتصة من الإشعاع، ولكن فقط من أنواع مختلفة من الإشعاع المشع، ستكون العواقب مختلفة. أي أنه لتقييم تأثير الإشعاع على الكائن الحي، فإن مجرد مفهوم جرعة الإشعاع الممتصة أو التعرض لها ليس كافيًا. ولذلك، بالنسبة للأنسجة الحية تم تقديم هذا المفهوم جرعة مكافئة.
جرعة مكافئة هي جرعة الإشعاع التي تمتصها الأنسجة الحية، مضروبة في المعامل k، الذي يأخذ في الاعتبار درجة خطورة أنواع الإشعاع المختلفة. يستخدم نظام SI - سيفرت (Sv) .
وحدة الجرعة المكافئة غير النظامية المستخدمة - ريم (ريم) : 1 سيفرت = 100 ريم.
| العامل ك | |
| نوع الإشعاع ونطاق الطاقة | مضاعف الوزن |
| الفوتوناتجميع الطاقات (أشعة جاما) | 1 |
| الإلكترونات والميوناتجميع الطاقات (أشعة بيتا) | 1 |
| النيوترونات مع الطاقة < 10 КэВ (нейтронное излучение) | 5 |
| النيوتروناتمن 10 إلى 100 كيلو إلكترون فولت (الإشعاع النيوتروني) | 10 |
| النيوتروناتمن 100 كيلو إلكترون فولت إلى 2 ميجا إلكترون فولت (إشعاع نيوتروني) | 20 |
| النيوتروناتمن 2 ميغا إلكترون فولت إلى 20 ميغا إلكترون فولت (إشعاع نيوتروني) | 10 |
| النيوترونات> 20 ميغا إلكترون فولت (إشعاع نيوتروني) | 5 |
| البروتوناتمع طاقات > 2 MeV (باستثناء البروتونات الارتدادية) | 5 |
| جسيمات ألفاوالشظايا الانشطارية والنوى الثقيلة الأخرى (إشعاع ألفا) | 20 |
كلما ارتفع "معامل k"، كلما زادت خطورة تأثير نوع معين من الإشعاع على أنسجة الكائن الحي.
للحصول على فهم أفضل، يمكننا تعريف "الجرعة الإشعاعية المكافئة" بشكل مختلف قليلاً:
الجرعة الإشعاعية المكافئة - هي كمية الطاقة التي تمتصها الأنسجة الحية (الجرعة الممتصة بالرمادي أو الراد أو J/kg) من الإشعاع الإشعاعي، مع الأخذ في الاعتبار درجة تأثير (ضرر) هذه الطاقة على الأنسجة الحية (معامل K).
في روسيا، منذ حادث تشيرنوبيل، تم عكس وحدة القياس غير النظامية microR/hour جرعة التعرضالذي يميز مقياس تأين المادة والجرعة التي تمتصها. ولا تأخذ هذه القيمة في الاعتبار الاختلافات في تأثيرات أنواع الإشعاع المختلفة (ألفا، بيتا، النيوترون، جاما، الأشعة السينية) على الكائن الحي.
السمة الأكثر موضوعية هي - جرعة إشعاعية مكافئة، تقاس بالسيفرت. لتقييم الآثار البيولوجية للإشعاع، يتم استخدامه بشكل رئيسي معدل الجرعة المكافئةالإشعاع، ويقاس بالسيفرت في الساعة. أي أن هذا تقييم لتأثير الإشعاع على جسم الإنسان لكل وحدة زمنية، في هذه الحالة لكل ساعة. مع الأخذ في الاعتبار أن 1 سيفرت يمثل جرعة كبيرة من الإشعاع، من أجل الراحة، يتم استخدام مضاعف منه، يشار إليه بالسيفرت الصغير - μSv/ساعة:
1 سيفرت/ساعة = 1000 ملي سيفرت/ساعة = 1,000,000 ميكرو سيفرت/ساعة.
يمكن استخدام القيم التي تميز تأثيرات الإشعاع على مدى فترة أطول، على سبيل المثال، سنة واحدة.
على سبيل المثال، تشير معايير السلامة الإشعاعية NRB-99/2009 (البنود 3.1.2، 5.2.1، 5.4.4) إلى معيار التعرض للإشعاع المسموح به للسكان من مصادر من صنع الإنسان 1 مللي سيفرت/سنة .
تشير الوثائق التنظيمية SP 2.6.1.2612-10 (البند 5.1.2) وSanPiN 2.6.1.2800-10 (البند 4.1.3) إلى معايير مقبولة للمصادر الطبيعية للإشعاع المشع، مقاس 5 ملي سيفرت/سنة . الصياغة المستخدمة في الوثائق هي "مستوى مقبول"، ناجح جدًا، لأنه غير صالح (أي آمن)، أي مقبول .
ولكن في الوثائق التنظيمية هناك تناقضات فيما يتعلق بمستوى الإشعاع المسموح به من المصادر الطبيعية. إذا قمنا بتلخيص جميع المعايير المسموح بها المحددة في الوثائق التنظيمية (MU 2.6.1.1088-02، SanPiN 2.6.1.2800-10، SanPiN 2.6.1.2523-09) لكل مصدر طبيعي فردي للإشعاع، فسنحصل على ذلك يجب ألا يتجاوز الإشعاع الخلفي من جميع مصادر الإشعاع الطبيعية (بما في ذلك غاز الرادون النادر) 2.346 ملي سيفرت / سنةأو 0.268 ميكروسيفرت/ساعة. تمت مناقشة هذا بالتفصيل في المقالة. ومع ذلك، تشير الوثيقتان التنظيميتان SP 2.6.1.2612-10 وSanPiN 2.6.1.2800-10 إلى معيار مقبول لمصادر الإشعاع الطبيعي يبلغ 5 ملي سيفرت/سنة أو 0.57 ميكرو سيمز/ساعة.
كما ترون، الفرق هو 2 مرات.وهذا يعني أنه تم تطبيق عامل متزايد قدره 2 على القيمة القياسية المسموح بها البالغة 0.268 ميكروسيفرت/ساعة دون أي مبرر. ويرجع هذا على الأرجح إلى حقيقة مفادها أننا في العالم الحديث محاطون بشكل كبير بمواد (مواد البناء في المقام الأول) تحتوي على مواد مشعة. عناصر.
يرجى ملاحظة أنه وفقا للوثائق التنظيمية، فإن مستوى الإشعاع المسموح به من مصادر طبيعيةإشعاع 5 ملي سيفرت/سنةومن مصادر الإشعاع المشعة الاصطناعية (من صنع الإنسان) فقط 1 مللي سيفرت/سنة.
وتبين أنه عندما يتجاوز مستوى الإشعاع الإشعاعي من المصادر الاصطناعية 1 ملي سيفرت/السنة، يمكن أن تحدث تأثيرات سلبية على الإنسان، أي تؤدي إلى الإصابة بالأمراض. وفي الوقت نفسه، تسمح المعايير للشخص بالعيش دون ضرر على الصحة في المناطق التي يكون فيها المستوى أعلى بخمسة أضعاف من التعرض الآمن للإشعاع من صنع الإنسان، وهو ما يتوافق مع المستوى الإشعاعي الطبيعي المسموح به وهو 5 ملي سيفرت / سنة. .
حسب آلية تأثيره وأنواع الإشعاع الإشعاعي ودرجة تأثيره على الكائن الحي ومصادر الإشعاع الطبيعية والصناعية لا يختلفون.
ومع ذلك، ماذا تقول هذه المعايير؟ دعونا نفكر:
- يشير المعيار البالغ 5 ملي سيفرت/السنة إلى أن الشخص يمكن أن يتلقى على مدار عام أقصى جرعة إجمالية من الإشعاع يمتصها جسمه تبلغ 5 أميال سيفرت. ولا تشمل هذه الجرعة جميع مصادر التأثير التكنولوجي، مثل المصادر الطبية، مثل التلوث البيئي بالنفايات المشعة، والتسرب الإشعاعي في محطات الطاقة النووية، وما إلى ذلك.
- لتقدير جرعة الإشعاع المسموح بها في شكل إشعاع الخلفية في لحظة معينة، نحسب: المعدل السنوي الإجمالي البالغ 5000 ميكروسيفرت (5 ملي سيفرت) مقسوم على 365 يومًا في السنة، مقسومًا على 24 ساعة في اليوم، نحصل على 5000/365/24 = 0,57 ميكروسيفرت/ساعة
- والقيمة الناتجة هي 0.57 ميكروسيفرت/ساعة، وهذا هو الحد الأقصى المسموح به لإشعاع الخلفية من المصادر الطبيعية، والذي يعتبر مقبولاً.
- في المتوسط، تتراوح الخلفية المشعة (التي لم تعد طبيعية منذ فترة طويلة) بين 0.11 - 0.16 ميكروسيفرت/ساعة. هذا هو إشعاع الخلفية الطبيعي.
ويمكننا تلخيص مستويات الإشعاع المسموح بها المعمول بها اليوم:
- وفقا للوثائق التنظيمية، يمكن أن يكون الحد الأقصى لمستوى الإشعاع المسموح به (إشعاع الخلفية) من مصادر الإشعاع الطبيعي 0.57 ميكرو ثانية/ساعة.
- إذا لم نأخذ في الاعتبار معامل الزيادة غير المعقول، وكذلك لم نأخذ في الاعتبار تأثير الغاز النادر - الرادون، فإننا نحصل على ذلك، وفقًا للوثائق التنظيمية، يجب ألا يتجاوز إشعاع الخلفية الطبيعي من مصادر الإشعاع الطبيعي 0.07 ميكروسيفرت/ساعة
- الحد الأقصى المسموح به للجرعة الإجمالية المعيارية المتلقاة من جميع المصادر التي من صنع الإنسان، هو 1 ملي سيفرت / سنة.
يمكننا أن نقول بثقة أن الخلفية الإشعاعية الطبيعية والآمنة موجودة في الداخل 0.07 ميكروسيفرت/ساعة تم تشغيله على كوكبنا قبل الاستخدام الصناعي للمواد المشعة والطاقة النووية والأسلحة الذرية (الاختبارات النووية) من قبل البشر.
ونتيجة للنشاط البشري، نحن نؤمن الآن مقبول الخلفية الإشعاعية أعلى بـ 8 مرات من القيمة الطبيعية.
تجدر الإشارة إلى أنه قبل الاستكشاف النشط للذرة من قبل الإنسان، لم تكن البشرية تعرف ما هو السرطان بأعداد هائلة كما يحدث في العالم الحديث. وإذا كانت حالات السرطان مسجلة في العالم قبل عام 1945، فيمكن اعتبارها حالات معزولة مقارنة بالإحصائيات بعد عام 1945.
فكر في الأمر وفقًا لمنظمة الصحة العالمية (منظمة الصحة العالمية)، في عام 2014 وحده، توفي حوالي 10.000.000 شخص على كوكبنا بسبب السرطان، وهذا يمثل ما يقرب من 25٪ من إجمالي عدد الوفيات، أي في الواقع، كل شخص رابع يموت على كوكبنا هو شخص مات بسبب السرطان.
ومن المتوقع أيضًا، وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، ذلك في السنوات العشرين المقبلة، سيزداد عدد حالات السرطان الجديدة بنسبة 70٪ تقريبًامقارنة باليوم. أي أن السرطان سيصبح السبب الرئيسي للوفاة. وبغض النظر عن مدى الحذر، فإن حكومات الدول التي تمتلك الطاقة النووية والأسلحة الذرية لن تخفي الإحصائيات العامة حول أسباب الوفيات الناجمة عن السرطان. يمكننا أن نقول بثقة أن السبب الرئيسي للسرطان هو تأثير العناصر المشعة والإشعاع على جسم الإنسان.
كمرجع:
لتحويل μR/ساعة إلى μSv/ساعةيمكنك استخدام صيغة ترجمة مبسطة:
1 μR/ساعة = 0.01 μSv/ساعة
1 μSv/ساعة = 100 μR/ساعة
0.10 μSv/ساعة = 10 μR/ساعة
صيغ التحويل المحددة هي افتراضات، حيث أن μR/hour وμSv/hour يميزان كميات مختلفة، في الحالة الأولى هي درجة تأين المادة، وفي الحالة الثانية هي الجرعة الممتصة بواسطة الأنسجة الحية. هذه الترجمة غير صحيحة، لكنها تتيح لنا على الأقل تقييم المخاطر بشكل تقريبي.
تحويل قيم الإشعاع
لتحويل القيم، أدخل القيمة المطلوبة في الحقل وحدد وحدة القياس الأصلية. وبعد إدخال القيمة، سيتم حساب القيم المتبقية في الجدول تلقائيًا.
كما بدأت وحدات القياس الخاصة بهم في الظهور. على سبيل المثال: الأشعة السينية، كوري. لكنها لم تكن متصلة بأي نظام، وبالتالي تسمى الوحدات غير النظامية. يوجد الآن نظام قياس موحد في جميع أنحاء العالم - SI (النظام الدولي). في بلدنا، يخضع للتطبيق الإلزامي اعتبارًا من 1 يناير 1982. وبحلول 1 يناير 1990، كان لا بد من إكمال هذا الانتقال. ولكن بسبب الصعوبات الاقتصادية وغيرها، تم تأجيل العملية. ومع ذلك، فإن جميع المعدات الجديدة، بما في ذلك معدات قياس الجرعات، كقاعدة عامة، تتم معايرةها في وحدات جديدة.
وحدات النشاط الإشعاعي.وحدة النشاط هي تحويل نووي واحد في الثانية. ولأغراض التخفيض، يتم استخدام مصطلح أبسط - تفكك واحد في الثانية (اضمحلال/ثانية)، وفي نظام SI، تسمى هذه الوحدة بالبيكريل (Bq). في ممارسة مراقبة الإشعاع، بما في ذلك في تشيرنوبيل، حتى وقت قريب، كانت وحدة النشاط خارج النظام - كوري (Ci) - تستخدم على نطاق واسع. كوري واحد هو 3.7.10 10 تفكك في الثانية.
عادة ما يتم تحديد تركيز المادة المشعة من خلال تركيز نشاطها. ويتم التعبير عنها بوحدات النشاط لكل وحدة كتلة: Ci/t، mCi/g، kBq/kg، إلخ. (نشاط معين). لكل وحدة حجم: Ci/m3، mCi/l، Bq/cm3، إلخ. (التركيز الحجمي) أو لكل وحدة مساحة: Ci/km2، mCi/cm2، Bq/m2، إلخ.
معدل الجرعة (معدل الجرعة الممتصة)- زيادة الجرعة لكل وحدة زمنية. ويتميز بمعدل تراكم الجرعة ويمكن أن يزيد أو ينقص مع مرور الوقت. وحدتها في نظام C رمادية في الثانية. هذا هو معدل الجرعة الإشعاعية الممتصة التي يتم من خلالها إنشاء جرعة إشعاعية قدرها 1 غراي في مادة ما في ثانية واحدة.
من الناحية العملية، لتقدير الجرعة الممتصة من الإشعاع، لا تزال وحدة خارج النظام لمعدل الجرعة الممتصة مستخدمة على نطاق واسع - راد في الساعة (rad/h) أو راد في الثانية (rad/s). 1 جراي = 100 راد.
جرعة مكافئة- تم تقديم هذا المفهوم لحساب التأثيرات البيولوجية الضارة لمختلف أنواع الإشعاع بشكل كمي. يتم تحديده بواسطة الصيغة D eq = Q. D، حيث D هي الجرعة الممتصة لنوع معين من الإشعاع، Q هو عامل جودة الإشعاع، والذي يتم قبوله بالنسبة لأنواع مختلفة من الإشعاعات المؤينة ذات التركيبة الطيفية غير المعروفة للأشعة السينية وإشعاع جاما - 1، لإشعاع بيتا - 1، للنيوترونات ذات الطاقة من 0.1 إلى 10 ميغا إلكترون فولت - 10، لإشعاع ألفا ذو طاقة أقل من 10 ميغا إلكترون فولت - 20. من الأرقام الواردة يتضح أنه مع نفس الجرعة الممتصة، يتسبب إشعاع النيوترونات وألفا، على التوالي، في: تأثير ضار أكبر 10 و20 مرة. في نظام SI، يتم قياس الجرعة المكافئة بالسيفرت (Sv).
سيفرتيساوي واحدًا رماديًا مقسومًا على عامل الجودة. بالنسبة لـ Q = 1 نحصل على
1 سف = 1 جراي = 1 جول/كجم = 100 راد = 100 ريم.
عارية(المعادل البيولوجي للرونتجن) هو وحدة مكافئة للجرعة غير النظامية، مثل الجرعة الممتصة من أي إشعاع يسبب نفس التأثير البيولوجي مثل 1 رونتجن من إشعاع جاما.
معدل الجرعة المكافئة- نسبة الزيادة في الجرعة المكافئة خلال فترة زمنية معينة. يتم التعبير عنها بالسيفرت في الثانية. وبما أن الوقت الذي يقضيه الشخص في مجال الإشعاع بمستويات مقبولة يُقاس عادة بالساعات، فمن الأفضل التعبير عن معدل الجرعة المكافئة بالميكروسيفرت في الساعة (ميكروسيفرت/ساعة).
وفقًا لاستنتاج اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع، يمكن أن تحدث تأثيرات ضارة على البشر عند تناول جرعات مكافئة لا تقل عن 1.5 سيفرت/سنة (150 ريم/سنة)، وفي حالات التعرض على المدى القصير - عند جرعات أعلى من 0.5 سيفرت ( 50 ريم). عندما يتجاوز التعرض عتبة معينة، يحدث ARS.
ويتراوح معدل الجرعة المكافئة الناتجة عن الإشعاع الطبيعي (الأرضي والكوني) من 1.5 إلى 2 ملي سيفرت/السنة، بالإضافة إلى المصادر الاصطناعية (الطب، التساقط الإشعاعي) من 0.3 إلى 0.5 ملي سيفرت/السنة. لذلك اتضح أن الشخص يتلقى من 2 إلى 3 ملي سيفرت سنويًا. هذه الأرقام تقريبية وتعتمد على ظروف محددة. ووفقا لمصادر أخرى، فهي أعلى وتصل إلى 5 ملي سيفرت / سنة.
جرعة التعرض- مقياس لتأثير التأين لإشعاع الفوتون، والذي يحدده تأين الهواء في ظل ظروف التوازن الإلكتروني. وحدة جرعة التعرض في النظام الدولي للوحدات (SI) هي كولوم واحد لكل كيلوغرام (C/kg). الوحدة غير النظامية هي الرونتجن (P)، 1 P = 2.58. 10-4 سم/كجم. بدوره، 1 سم/كجم = 3.876. 10 3 روبية
معدل جرعة التعرض- زيادة جرعة التعرض لكل وحدة زمنية. وحدتها في النظام الدولي للوحدات هي أمبير لكل كيلوغرام (A/kg). ومع ذلك، خلال الفترة الانتقالية، يمكنك استخدام وحدة غير نظامية - رونتجنز في الثانية (R/sec).
محول الطول والمسافة محول الكتلة محول قياسات حجم المنتجات السائبة والمنتجات الغذائية محول المساحة محول الحجم ووحدات القياس في وصفات الطهي محول درجة الحرارة محول الضغط والإجهاد الميكانيكي ومعامل يونغ محول الطاقة والعمل محول الطاقة محول القوة محول الزمن محول السرعة الخطي محول الزاوية المسطحة الكفاءة الحرارية وكفاءة استهلاك الوقود محول الأرقام في أنظمة الأعداد المختلفة محول وحدات قياس كمية المعلومات أسعار العملات الملابس النسائية ومقاسات الأحذية الملابس الرجالية ومقاسات الأحذية السرعة الزاوية وتحويل تردد الدوران محول التسارع محول التسارع الزاوي محول الكثافة محول الحجم المحدد محول عزم القصور الذاتي محول عزم القوة محول عزم الدوران محول الحرارة النوعية للاحتراق (بالكتلة) كثافة الطاقة والحرارة النوعية للاحتراق المحول (بالحجم) محول فرق درجة الحرارة معامل محول التمدد الحراري محول المقاومة الحرارية محول التوصيل الحراري محول السعة الحرارية المحددة محول التعرض للطاقة والإشعاع الحراري محول طاقة التدفق الحراري محول معامل نقل الحرارة محول معدل التدفق الحجمي محول معدل التدفق الشامل محول معدل التدفق المولي محول كثافة التدفق الشامل محول التركيز المولي تركيز الكتلة في المحلول محول ديناميكي (مطلق) محول اللزوجة محول اللزوجة الحركية محول التوتر السطحي محول نفاذية البخار محول كثافة تدفق بخار الماء محول مستوى الصوت محول حساسية الميكروفون محول مستوى ضغط الصوت (SPL) محول مستوى ضغط الصوت مع مرجع محدد محول النصوع الضغط محول شدة الإضاءة محول الإضاءة رسومات الكمبيوتر محول الدقة التردد و محول الطول الموجي قوة الديوبتر والطول البؤري قوة الديوبتر وتكبير العدسة (×) محول الشحنة الكهربائية محول كثافة الشحنة الخطية محول كثافة الشحنة السطحية محول كثافة الشحنة الحجمية محول التيار الكهربائي محول كثافة التيار الخطي محول كثافة التيار السطحي محول قوة المجال الكهربائي محول الجهد الكهروستاتيكي محول المقاومة الكهربائية محول المقاومة الكهربائية محول الموصلية الكهربائية محول الموصلية الكهربائية السعة الكهربائية محول الحث محول قياس الأسلاك الأمريكية المستويات في ديسيبل (ديسيبل مللي أمبير أو ديسيبل) ، ديسيبل (ديسيبل) ، واط ، إلخ. الوحدات محول القوة المغناطيسية محول قوة المجال المغناطيسي محول التدفق المغناطيسي محول الحث المغناطيسي الإشعاع. الإشعاع المؤين الممتص محول معدل الجرعة النشاط الإشعاعي. محول الاضمحلال الإشعاعي Radiation. محول جرعة التعرض للإشعاع. محول الجرعة الممتصة محول البادئة العشرية نقل البيانات محول وحدة الطباعة ومعالجة الصور محول وحدة حجم الأخشاب حساب الكتلة المولية الجدول الدوري للعناصر الكيميائية بواسطة D. I. Mendeleev
1 رونتجن في الساعة [R/h] = 0.00027777777777778 راد في الثانية [rad/s]
القيمة البدائية
القيمة المحولة
رمادي في الثانية إكساجراي في الثانية بيتاجراي في الثانية تيراراي في الثانية جيجا جراي في الثانية ميجا جراي في الثانية كيلوجراي في الثانية هكتوجراي في الثانية ديكاجراي في الثانية ديسي جراي في الثانية سنتي جراي في الثانية ملي جراي في الثانية ميكروجراي في الثانية نانو جراي في الثانية بيكوجراي في الثانية فيمتوجراي في الثانية أتوغراي في راد ثانية في الثانية جول لكل كيلوغرام في الثانية وات لكل كيلوغرام سيفرت في الثانية ملي سيفرت في السنة ملي سيفرت في الساعة ميكرو سيفرت في الساعة ريم في الثانية رونتجن في الساعة ملي رونتجن في الساعة ميكرو رونتجن في الساعة
مزيد من المعلومات حول معدل الجرعة الممتصة ومعدل الجرعة الإجمالية للإشعاعات المؤينة
معلومات عامة
الإشعاع هو ظاهرة طبيعية تتجلى في حقيقة أن الموجات الكهرومغناطيسية أو الجسيمات الأولية ذات الطاقة الحركية العالية تتحرك داخل الوسط. في هذه الحالة، يمكن أن يكون الوسط مادة أو فراغًا. الإشعاع موجود في كل مكان حولنا، وحياتنا بدونه لا يمكن تصورها، لأن بقاء الإنسان والحيوانات الأخرى بدون إشعاع مستحيل. بدون الإشعاع على الأرض لن تكون هناك ظواهر طبيعية مثل الضوء والحرارة الضرورية للحياة. سنتناول في هذا المقال نوعاً خاصاً من الإشعاع، إشعاعات أيونيةأو الإشعاع الذي يحيط بنا في كل مكان. وفيما يلي في هذه المقالة نقصد بالإشعاع الإشعاع المؤين.
مصادر الإشعاع واستخداماته
يمكن أن تنشأ الإشعاعات المؤينة في البيئة نتيجة لعمليات طبيعية أو اصطناعية. وتشمل مصادر الإشعاع الطبيعية الإشعاع الشمسي والكوني، بالإضافة إلى الإشعاع الصادر عن بعض المواد المشعة مثل اليورانيوم. ويتم استخراج هذه المواد الخام المشعة في أعماق الأرض وتستخدم في الطب والصناعة. في بعض الأحيان تدخل المواد المشعة إلى البيئة نتيجة للحوادث الصناعية وفي الصناعات التي تستخدم المواد الخام المشعة. يحدث هذا غالبًا بسبب عدم الامتثال لقواعد السلامة لتخزين المواد المشعة والتعامل معها أو بسبب عدم وجود مثل هذه القواعد.
ومن الجدير بالذكر أنه حتى وقت قريب لم تكن المواد المشعة تعتبر خطرة على الصحة، بل على العكس من ذلك، كانت تستخدم كأدوية علاجية، كما كانت تُقدر بتوهجها الجميل. زجاج اليورانيوممثال على المواد المشعة المستخدمة لأغراض الديكور. يتوهج هذا الزجاج باللون الأخضر الفلوريسنت بسبب إضافة أكسيد اليورانيوم. نسبة اليورانيوم في هذا الزجاج قليلة نسبيا وكمية الإشعاع التي يصدرها قليلة، لذلك يعتبر زجاج اليورانيوم حاليا آمنا على الصحة. حتى أنهم يصنعون منه أكوابًا وأطباقًا وأدوات أخرى. يُقدر زجاج اليورانيوم بتوهجه غير العادي. تبعث الشمس ضوءًا فوق بنفسجي، لذلك يتوهج زجاج اليورانيوم في ضوء الشمس، على الرغم من أن هذا التوهج يكون أكثر وضوحًا تحت مصابيح الضوء فوق البنفسجي.
للإشعاع استخدامات عديدة، بدءًا من توليد الكهرباء وحتى علاج مرضى السرطان. سنناقش في هذه المقالة كيفية تأثير الإشعاع على الأنسجة والخلايا في البشر والحيوانات والمواد الحيوية، مع التركيز بشكل خاص على مدى سرعة وشدة الضرر الذي يحدث للخلايا والأنسجة المعرضة للإشعاع.
تعريفات
أولا دعونا نلقي نظرة على بعض التعاريف. هناك طرق عديدة لقياس الإشعاع، اعتمادًا على ما نريد معرفته بالضبط. على سبيل المثال، يمكن قياس إجمالي كمية الإشعاع في البيئة؛ يمكنك العثور على كمية الإشعاع التي تعطل عمل الأنسجة والخلايا البيولوجية. أو كمية الإشعاع التي يمتصها الجسم أو الكائن الحي، وهكذا. سننظر هنا في طريقتين لقياس الإشعاع.
تسمى الكمية الإجمالية للإشعاع في البيئة، والتي يتم قياسها لكل وحدة زمنية معدل الجرعة الإجمالية للإشعاع المؤين. تسمى كمية الإشعاع التي يمتصها الجسم في وحدة الزمن معدل الجرعة الممتصة. من السهل العثور على معدل الجرعة الإجمالية للإشعاع المؤين باستخدام أدوات القياس المستخدمة على نطاق واسع مثل مقاييس الجرعات، الجزء الرئيسي منها عادة عدادات جيجر. تم وصف تشغيل هذه الأجهزة بمزيد من التفصيل في المقالة الخاصة بجرعة التعرض للإشعاع. يتم العثور على معدل الجرعة الممتصة باستخدام معلومات حول معدل الجرعة الإجمالي ومعلمات الجسم أو الكائن الحي أو جزء الجسم الذي يتعرض للإشعاع. وتشمل هذه المعلمات الكتلة والكثافة والحجم.
المواد الإشعاعية والبيولوجية
يمتلك الإشعاع المؤين طاقة عالية جدًا، وبالتالي يؤين جزيئات المواد البيولوجية، بما في ذلك الذرات والجزيئات. ونتيجة لذلك، يتم فصل الإلكترونات عن هذه الجسيمات، مما يؤدي إلى تغيير في بنيتها. تحدث هذه التغييرات بسبب إضعاف التأين أو كسر الروابط الكيميائية بين الجزيئات. وهذا يؤدي إلى إتلاف الجزيئات الموجودة داخل الخلايا والأنسجة ويعطل وظيفتها. في بعض الحالات، يشجع التأين على تكوين روابط جديدة.
يعتمد تعطيل وظيفة الخلية على مقدار الضرر الذي يلحقه الإشعاع ببنيتها. في بعض الحالات، لا تؤثر الاضطرابات على وظيفة الخلية. في بعض الأحيان يتعطل عمل الخلايا، لكن الضرر يكون طفيفًا ويقوم الجسم باستعادة الخلايا إلى حالة العمل تدريجيًا. أثناء الأداء الطبيعي للخلايا، غالبًا ما تحدث مثل هذه الاضطرابات وتعود الخلايا نفسها إلى وضعها الطبيعي. لذلك، إذا كان مستوى الإشعاع منخفضًا وكان الضرر بسيطًا، فمن الممكن تمامًا إعادة الخلايا إلى حالة عملها. إذا كان مستوى الإشعاع مرتفعا، تحدث تغييرات لا رجعة فيها في الخلايا.
ومع التغيرات التي لا رجعة فيها، إما أن الخلايا لا تعمل كما ينبغي أو تتوقف عن العمل تمامًا وتموت. يؤدي الضرر الناتج عن الإشعاع إلى الخلايا والجزيئات الحيوية والأساسية، مثل جزيئات الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA)، أو البروتينات أو الإنزيمات، إلى الإصابة بمرض الإشعاع. يمكن أن يؤدي تلف الخلايا أيضًا إلى حدوث طفرات، مما قد يتسبب في إصابة أطفال المرضى الذين تتأثر خلاياهم بأمراض وراثية. يمكن أن تؤدي الطفرات أيضًا إلى انقسام الخلايا في أجسام المرضى بسرعة كبيرة، مما يؤدي بدوره إلى زيادة احتمالية الإصابة بالسرطان.
الحالات التي تؤدي إلى تفاقم آثار الإشعاع على الجسم
ومن الجدير بالذكر أن بعض الدراسات حول تأثير الإشعاع على الجسم أجريت في الخمسينيات والسبعينيات. القرن الماضي، كانت غير أخلاقية وحتى غير إنسانية. على وجه الخصوص، هذه هي الدراسات التي أجراها الجيش في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي. تم إجراء معظم هذه التجارب في مواقع اختبار ومناطق مخصصة لاختبار الأسلحة النووية، مثل موقع اختبار نيفادا في الولايات المتحدة، وموقع نوفايا زيمليا للتجارب النووية في ما يعرف الآن بروسيا، وموقع اختبار سيميبالاتينسك في ما يعرف الآن بكازاخستان. . في بعض الحالات، تم إجراء التجارب أثناء التدريبات العسكرية، كما هو الحال أثناء مناورات توتسك العسكرية (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، في ما يعرف الآن بروسيا) وأثناء مناورات "ديزرت روك" العسكرية في ولاية نيفادا بالولايات المتحدة الأمريكية.
أضرت الإطلاقات المشعة من هذه التجارب بصحة العسكريين، وكذلك المدنيين والحيوانات في المناطق المحيطة، لأن تدابير الحماية من الإشعاع لم تكن كافية أو كانت غائبة تمامًا. خلال هذه التمارين، قام الباحثون، إن جاز تسميتهم بذلك، بدراسة تأثيرات الإشعاع على جسم الإنسان بعد الانفجارات الذرية.
ومن عام 1946 إلى ستينيات القرن العشرين، أجريت أيضًا تجارب على آثار الإشعاع على الجسم في بعض المستشفيات الأمريكية دون علم المرضى أو موافقتهم. وفي بعض الحالات، تم إجراء مثل هذه التجارب على النساء الحوامل والأطفال. في أغلب الأحيان، يتم إدخال مادة مشعة إلى جسم المريض أثناء تناول الوجبة أو عن طريق الحقن. في الأساس، كان الهدف الرئيسي لهذه التجارب هو تتبع كيفية تأثير الإشعاع على الحياة والعمليات التي تحدث في الجسم. في بعض الحالات، يتم فحص الأعضاء (على سبيل المثال، الدماغ) للمرضى المتوفين الذين تلقوا جرعة من الإشعاع خلال حياتهم. تم إجراء مثل هذه الدراسات دون موافقة أقارب هؤلاء المرضى. في أغلب الأحيان، كان المرضى الذين أُجريت عليهم هذه التجارب من السجناء، أو المرضى الميؤوس من شفائهم، أو المعاقين، أو الأشخاص من الطبقات الاجتماعية الدنيا.
جرعة الإشعاع
نحن نعلم أن جرعة كبيرة من الإشعاع تسمى جرعة إشعاعية حادةيشكل خطراً على الصحة، وكلما زادت الجرعة كلما زاد الخطر على الصحة. ونعلم أيضًا أن الإشعاع يؤثر على خلايا الجسم المختلفة بشكل مختلف. الخلايا التي تخضع للانقسام المتكرر، وكذلك الخلايا غير المتخصصة، تعاني أكثر من غيرها من الإشعاع. على سبيل المثال، تكون الخلايا الموجودة في الجنين وخلايا الدم وخلايا الجهاز التناسلي هي الأكثر عرضة للتأثيرات السلبية للإشعاع. ويكون الجلد والعظام والأنسجة العضلية أقل تأثرًا، ويكون تأثير الإشعاع أقل على الخلايا العصبية. لذلك، في بعض الحالات، يكون التأثير المدمر الإجمالي للإشعاع على الخلايا الأقل تعرضًا للإشعاع أقل، حتى لو تعرضت لمزيد من الإشعاع، مقارنة بالخلايا الأكثر تعرضًا للإشعاع.
وفقا للنظرية هضم الإشعاعوعلى العكس من ذلك، فإن الجرعات الصغيرة من الإشعاع تحفز آليات الدفاع في الجسم، ونتيجة لذلك يصبح الجسم أقوى وأقل عرضة للإصابة بالأمراض. تجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسات حاليا في مرحلة مبكرة، وليس من المعروف بعد ما إذا كان سيتم الحصول على مثل هذه النتائج خارج المختبر. الآن يتم إجراء هذه التجارب على الحيوانات ومن غير المعروف ما إذا كانت هذه العمليات تحدث في جسم الإنسان. ولأسباب أخلاقية، من الصعب الحصول على إذن لإجراء مثل هذه الأبحاث على البشر، لأن هذه التجارب يمكن أن تكون خطرة على الصحة.
معدل الجرعة الإشعاعية
يعتقد العديد من العلماء أن إجمالي كمية الإشعاع التي يتعرض لها الجسم ليست المؤشر الوحيد على مدى تأثير الإشعاع على الجسم. وفقا لإحدى النظريات، قوة الإشعاعيعد أيضًا مؤشرًا مهمًا للتعرض للإشعاع، وكلما زادت قوة الإشعاع، زاد التعرض للإشعاع وتأثيره المدمر على الجسم. يعتقد بعض العلماء الذين يدرسون الطاقة الإشعاعية أنه عند التعرض للطاقة الإشعاعية المنخفضة، حتى التعرض لفترة طويلة للإشعاع على الجسم لا يسبب ضررًا للصحة، أو أن الضرر على الصحة ضئيل ولا يتعارض مع الحياة. لذلك، في بعض الحالات، بعد الحوادث التي تنطوي على تسرب المواد المشعة، لا يتم إجلاء السكان أو نقلهم. تشرح هذه النظرية الضرر المنخفض للجسم من خلال حقيقة أن الجسم يتكيف مع الإشعاع منخفض الطاقة، وتحدث عمليات الترميم في الحمض النووي والجزيئات الأخرى. أي أنه بحسب هذه النظرية فإن تأثير الإشعاع على الجسم ليس مدمرا كما لو حدث التعرض بنفس الكمية الإجمالية للإشعاع ولكن بقوة أعلى، وفي فترة زمنية أقصر. لا تغطي هذه النظرية التعرض المهني - ففي التعرض المهني، يعتبر الإشعاع خطيرًا حتى عند المستويات المنخفضة. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الأبحاث في هذا المجال قد بدأت مؤخرًا فقط، وأن الدراسات المستقبلية قد تسفر عن نتائج مختلفة تمامًا.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه وفقًا لدراسات أخرى، إذا كانت الحيوانات تعاني بالفعل من ورم، فإن حتى الجرعات المنخفضة من الإشعاع تساهم في تطوره. هذه معلومات مهمة جدًا، لأنه إذا تم اكتشاف حدوث مثل هذه العمليات في جسم الإنسان في المستقبل، فمن المحتمل أن يتضرر أولئك الذين لديهم ورم بالفعل من الإشعاع، حتى عند الطاقة المنخفضة. من ناحية أخرى، في الوقت الحالي، على العكس من ذلك، نستخدم إشعاعًا عالي الطاقة لعلاج الأورام، ولكن يتم تشعيع فقط مناطق الجسم التي توجد بها خلايا سرطانية.
غالبًا ما تشير قواعد السلامة للعمل مع المواد المشعة إلى الحد الأقصى المسموح به لجرعة الإشعاع الإجمالية ومعدل الجرعة الممتصة من الإشعاع. على سبيل المثال، يتم حساب حدود التعرض الصادرة عن اللجنة التنظيمية النووية بالولايات المتحدة على أساس سنوي، في حين يتم حساب حدود بعض الوكالات الأخرى المماثلة في بلدان أخرى على أساس شهري أو حتى كل ساعة. تم تصميم بعض هذه القيود واللوائح للتعامل مع الحوادث التي تنطوي على إطلاق مواد مشعة في البيئة، ولكن غالبًا ما يكون الغرض الرئيسي منها هو وضع قواعد السلامة في مكان العمل. يتم استخدامها للحد من تعرض العمال والباحثين في محطات الطاقة النووية والمرافق الأخرى التي تتعامل مع المواد المشعة، والطيارين وأطقم الخطوط الجوية، والعاملين الطبيين، بما في ذلك أخصائيي الأشعة، وغيرهم. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول الإشعاعات المؤينة في مقالة الجرعة الممتصة من الإشعاع.
المخاطر الصحية الناجمة عن الإشعاع
| معدل الجرعة الإشعاعية، μSv/h | خطير على الصحة |
|---|---|
| >10 000 000 | القاتل: فشل الأعضاء والموت في غضون ساعات |
| 1 000 000 | خطير جدا على الصحة: القيء |
| 100 000 | خطير جدًا على الصحة: التسمم الإشعاعي |
| 1 000 | خطير جدًا: اترك المنطقة الملوثة فورًا! |
| 100 | خطير جدًا: زيادة المخاطر الصحية! |
| 20 | خطير جدًا: خطر الإصابة بمرض الإشعاع! |
| 10 | خطر: اترك هذه المنطقة على الفور! |
| 5 | خطر: اترك هذه المنطقة في أسرع وقت ممكن! |
| 2 | زيادة المخاطر: يجب اتخاذ احتياطات السلامة، على سبيل المثال في الطائرة على ارتفاعات التحليق | .
الجرعات الإشعاعية للإنسان
إشعاع إشعاع.
إشعاعهي العملية الفيزيائية للانبعاث والانتشار تحت ظروف معينة في المادة أو الفراغ من الجسيمات والموجات الكهرومغناطيسية. هناك نوعان من الإشعاع - المؤين وغير المؤين. والثاني يشمل الإشعاع الحراري والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والإشعاع الراديوي. يحدث الإشعاع المؤين عندما يتم فصل الإلكترونات عن الذرة وتكوين الأيونات تحت تأثير الطاقة العالية. عندما نتحدث عن التعرض الإشعاعي، فإننا نتحدث عادة عن الإشعاع المؤين. الآن سنتحدث عن هذا النوع إشعاع.
إشعاعات أيونية. تسمى المواد المشعة المنبعثة في البيئة بالتلوث الإشعاعي. ويرتبط بشكل أساسي بإطلاقات النفايات المشعة نتيجة للحوادث في محطات الطاقة النووية، وأثناء إنتاج الأسلحة النووية، وما إلى ذلك.
قياس جرعة التعرض
لا يمكن رؤية الإشعاع، لذلك لتحديد وجود الإشعاع، يتم استخدام أدوات قياس خاصة - مقياس الجرعات على أساس عداد جيجر.
مقياس الجرعات عبارة عن مكثف مملوء بالغاز، والذي ينكسر عندما يمر جسيم مؤين عبر حجم من الغاز.
تتم قراءة عدد الجسيمات المشعة، ويتم عرض عدد هذه الجسيمات على الشاشة بوحدات مختلفة، غالبًا ما تكون كمية الإشعاع خلال فترة زمنية معينة، على سبيل المثال، في الساعة.
تأثير الإشعاع على صحة الإنسان
الإشعاع ضار بجميع الكائنات الحية، فهو يدمر ويعطل بنية جزيئات الحمض النووي. يسبب الإشعاع تشوهات خلقية وإجهاضًا وسرطانًا، كما تؤدي جرعة عالية جدًا من الإشعاع إلى مرض إشعاعي حاد أو مزمن، بالإضافة إلى الوفاة. ينقل الإشعاع - أي الإشعاع المؤين طاقة.
وحدة قياس النشاط الإشعاعي هي بيكريل (1 بيكريل - 1 اضمحلال في الثانية) أو cpm (1 cpm - اضمحلال في الدقيقة).
يتم قياس تأثير التأين للإشعاع الإشعاعي على الشخص بالرونتجن (R) أو السيفيرت (Sv)، 1 سف = 100 ر = 100 ريم (الريم هو المعادل البيولوجي للرونتجن). هناك 1000 مللي سيفرت (ملي سيفرت) في سيفرت واحد.
للتوضيح والأمثلة:
1 رونتجن = 1000 ملي رونتجن. (80 ملي رونتجن = 0.08 رونتجن)
1 ملي رونتجن = 1000 ميكرو رونتجن. (80 ميكرو رونتجن = 0.08 ملي رونتجن)
1 ميكرو رونتجن = 0.000001 رونتجن. (80 رونتجن = 80,000,000 ميكرورونتجن)
80 سيفرت = 80000 ملي سيفرت = 8000 ر
0.18 μSv/h = 18 μR/h
80mR = 800 ميكروز.
لنأخذ كمثال العملية الحسابية (ملي رونتجنز - رونتجنز في الساعة) #1:
1.
80 ملي مولار في الساعة = 0.08 رونتجن
2.
100.000 م ر = 100 رونتجن (العلامات الأولى لمرض الإشعاع، وفقا للإحصائيات، 10٪ من الأشخاص الذين يتلقون مثل هذه الجرعة من الإشعاع يموتون بعد 30 يوما. قد يحدث القيء، وتظهر الأعراض بعد 3-6 ساعات بعد الجرعة ويمكن أن تبقى ما يصل إلى يوم واحد. 10 - 14 يومًا هناك مرحلة كامنة، وتتدهور الصحة، ويبدأ فقدان الشهية والتعب. ويتضرر جهاز المناعة، ويزداد خطر الإصابة بالعدوى. يصاب الرجال بالعقم المؤقت. وتحدث الولادة المبكرة أو فقدان الطفل.)
3.
100/0.08 = 1250 ساعة/24 = 52 يومًا، التواجد في غرفة أو مكان ملوث ضروري لظهور العلامات الأولى لمرض الإشعاع.
لنأخذ كمثال العملية الحسابية (ميكرو سيفرت - ميكرو رونتجن في الساعة) رقم 2:
1.
1 مايكرو سيفرت (μSv، μSv) - 100 ميكرو رونتجنز.
2.
معيار 0.20 μSv (20 μR/h)
يصل المعيار الصحي في جميع أنحاء العالم تقريبًا إلى 0.30 ميكرومتر/ساعة (30 ميكرومتر/ساعة)
أي أن 60 ميكرو رونتجن = 0.00006 رونتجن.
3.
أو 1 رونتجن = 0.01 سيفرت
100 رونتجنز = 1 سيفرت.
كمثال
11.68 ميكروسيمنز/ساعة = 1168 ميكرو رونتجن/ساعة = 1.168 ملي رونتجن.
1000 ميكروR (1mR) = 10.0 μSv = 0.001 رونتجن.
0.30 μSv = 30 μR = 0.00003 رونتجن.
العواقب السريرية للتعرض لأشعة غاما الحادة (على المدى القصير) بشكل موحد على الجسم البشري بأكمله
ويتضمن الجدول الأصلي أيضًا الجرعات التالية وتأثيراتها:
- 300-500 ر- العقم مدى الحياة. من المقبول الآن عمومًا ذلك بجرعة 350 رعند الرجال هناك غياب مؤقت للحيوانات المنوية في السائل المنوي. تختفي الحيوانات المنوية تمامًا وإلى الأبد فقط بجرعة 550 رأي في الأشكال الشديدة من مرض الإشعاع؛
- 300-500 رتشعيع موضعي للجلد، تساقط الشعر، تحول لون الجلد إلى اللون الأحمر أو تقشره؛
- 200 رانخفاض في عدد الخلايا الليمفاوية لفترة طويلة (أول 2-3 أسابيع بعد التشعيع).
- 600-1000 رجرعة مميتة من المستحيل علاجها، ولا يمكن إطالة العمر إلا لعدة سنوات مع ظهور أعراض حادة. يحدث تدمير كامل تقريبًا لنخاع العظم، مما يتطلب عملية زرع. أضرار جسيمة في الجهاز الهضمي.
- 10-80 سيفرت (10000-80000 ملي سيفرت، 1000-5000 ر). غيبوبة، موت. الموت يحدث في غضون 5-30 دقيقة.
- أكثر من 80 سيفرت (80000 ملي سيفرت، 8000 ر). الموت الفوري.
مللي سيفرت من العلماء النوويين والمصفين
50 ملي سيفرتهي الجرعة الإشعاعية السنوية القصوى المسموح بها للعاملين في المنشآت النووية.
250 ملي سيفرت- هذه هي الجرعة القصوى المسموح بها من الإشعاع في حالات الطوارئ للمصفين المحترفين. هناك حاجة إلى العلاج.
300 ملي سيفرت- العلامات الأولى لمرض الإشعاع.
4000 مللي سيفرت— مرض الإشعاع مع احتمال الوفاة، أي. من الموت.
6000 مللي سيفرت- الوفاة خلال أيام قليلة.
1 ملي سيفرت (ملي سيفرت) = 1000 ميكروسيفرت (μSv).
1 ملي سيفرت هو جزء من ألف من سيفرت (0.001 سيفرت).
النشاط الإشعاعي: أشعة ألفا، بيتا، جاما
تتكون ذرات المادة من نواة وإلكترونات تدور حولها. النواة عبارة عن تكوين مستقر يصعب تدميره. لكن نوى ذرات بعض المواد غير مستقرة ويمكن أن تشع طاقة وجزيئات في الفضاء.
ويسمى هذا الإشعاع بالإشعاع، وهو يشتمل على عدة مكونات، يتم تسميتها وفقًا للأحرف الثلاثة الأولى من الأبجدية اليونانية: إشعاع α- وβ- وγ-. (أشعة ألفا وبيتا وجاما). وهذه الإشعاعات مختلفة، وتأثيرها على الإنسان وتدابير الحماية منها مختلفة.
إشعاع ألفا
تدفق الجزيئات الثقيلة المشحونة إيجابيا. يحدث نتيجة اضمحلال ذرات العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم والراديوم والثوريوم. في الهواء، لا ينتقل إشعاع ألفا أكثر من 5 سم، وكقاعدة عامة، يتم حجبه بالكامل بورقة من الورق أو الطبقة الخارجية من الجلد. إذا دخلت مادة تنبعث منها جسيمات ألفا إلى الجسم عن طريق الطعام أو الهواء، فإنها تشع الأعضاء الداخلية وتصبح خطيرة.
إشعاع بيتا
الإلكترونات، وهي أصغر بكثير من جسيمات ألفا، ويمكنها اختراق عمق عدة سنتيمترات في الجسم. يمكنك حماية نفسك منها بطبقة رقيقة من المعدن، وزجاج النوافذ، وحتى الملابس العادية. عندما يصل إشعاع بيتا إلى مناطق غير محمية من الجسم، فإنه عادة ما يؤثر على الطبقات العليا من الجلد. خلال حادث محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في أبريل 1986، أصيب رجال الإطفاء بحروق جلدية نتيجة التعرض القوي للغاية لجزيئات بيتا. إذا دخلت مادة تنبعث منها جزيئات بيتا إلى الجسم، فإنها ستشعع الجزء الداخلي من الشخص.
أشعة غاما
الفوتونات، أي. موجة كهرومغناطيسية تحمل الطاقة. ويمكنه السفر لمسافات طويلة في الهواء، وفقدان الطاقة تدريجيًا نتيجة الاصطدام بالذرات الموجودة في البيئة. إن إشعاع جاما المكثف، إذا لم يكن محميًا منه، يمكن أن يلحق الضرر ليس فقط بالجلد، بل أيضًا بالأعضاء الداخلية. تعتبر الطبقات السميكة من الحديد والخرسانة والرصاص حواجز ممتازة أمام إشعاع غاما.
كما ترون، وفقا لخصائصه، فإن إشعاع ألفا ليس خطيرا عمليا إذا لم تستنشق جزيئاته أو تأكلها مع الطعام. يمكن أن يسبب إشعاع بيتا حروقًا جلدية نتيجة التعرض له. يتمتع إشعاع جاما بأخطر الخصائص. يتغلغل في أعماق الجسم، ومن الصعب جداً إخراجه من هناك، وآثاره مدمرة جداً.
بدون أدوات خاصة، من المستحيل معرفة نوع الإشعاع الموجود في حالة معينة، خاصة أنه يمكنك دائمًا استنشاق جزيئات الإشعاع في الهواء عن طريق الخطأ.
لذلك، هناك قاعدة عامة واحدة فقط - تجنب مثل هذه الأماكن.
للرجوع إليها والمعلومات العامة:
أنت تحلق على متن طائرة على ارتفاع 10 كم، حيث تبلغ الخلفية حوالي 200-250 ميكرورونتجن/ساعة. ليس من الصعب حساب الجرعة لرحلة تستغرق ساعتين.
النويدات المشعة الرئيسية طويلة العمر التي تسببت في التلوث من محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية هي:
السترونتيوم-90 (عمر النصف ~ 28 سنة)
السيزيوم-137 (عمر النصف ~ 31 سنة)
الأمريسيوم-241 (عمر النصف ~ 430 سنة)
البلوتونيوم-239 (نصف العمر - 24120 سنة)
العناصر المشعة الأخرى (بما في ذلك نظائر اليود-131، والكوبالت-60، والسيزيوم-134) قد اضمحلت بالكامل تقريبًا بسبب نصف عمرها القصير نسبيًا ولا تؤثر على التلوث الإشعاعي للمنطقة.
(تم المشاهدة 190388 مرة)