Tangu katikati ya karne iliyopita, neno jipya limekuja katika sayansi - mionzi. Ugunduzi wake ulifanya mapinduzi katika akili za wanafizikia duniani kote na kuruhusu kutupa baadhi ya nadharia za Newton na kufanya mawazo ya ujasiri kuhusu muundo wa ulimwengu, malezi yake na nafasi yetu ndani yake. Lakini hiyo yote ni kwa wataalam. Watu wa mjini huugua tu na kujaribu kuweka pamoja maarifa hayo tofauti kuhusu somo hili. Jambo linalotatiza mchakato huo ni ukweli kwamba kuna vipimo vichache vya kipimo cha mionzi, na vyote vinastahiki.
istilahi
Muhula wa kwanza wa kufahamiana, kwa hakika, ni mionzi. Hili ni jina linalopewa mchakato wa mionzi na dutu fulani ya chembe ndogo zaidi, kama vile elektroni, protoni, neutroni, atomi za heliamu na wengine. Kulingana na aina ya chembe, mali ya mionzi hutofautiana kutoka kwa kila mmoja. Mionzi huzingatiwa ama wakati wa kuoza kwa vitu kuwa rahisi zaidi, au wakati wa usanisi wao.
Vipimo vya mionzi ni dhana za kawaida zinazoonyesha ni chembe ngapi za msingi hutolewa kutoka kwa maada. Kwa sasa, fizikia inafanya kazi kwenye familiavitengo tofauti na mchanganyiko wao. Hii hukuruhusu kuelezea michakato mbalimbali inayotokea na maada.
Kuoza kwa mionzi ni mabadiliko ya kiholela katika muundo wa viini vya atomiki visivyo imara kwa kutoa chembechembe ndogo.
The decay constant ni dhana ya kitakwimu inayotabiri uwezekano wa atomi kuharibiwa kwa kipindi fulani cha muda.
Nusu ya maisha ni kipindi ambacho nusu ya jumla ya kiasi cha dutu kuoza. Kwa baadhi ya vipengele, huhesabiwa kwa dakika, huku kwa vingine ni miaka, na hata miongo.
Mionzi hupimwaje
Vipimo vya mionzi sio pekee vinavyotumiwa kutathmini sifa za nyenzo za mionzi. Kwa kuongezea, idadi kama hiyo hutumiwa kama:
- shughuli ya chanzo cha mionzi;- msongamano wa flux (idadi ya chembe za ioni kwa kila eneo la kitengo).
Aidha, kuna tofauti katika maelezo ya athari za mionzi kwa vitu vilivyo hai na visivyo hai. Kwa hivyo, ikiwa dutu hii haina uhai, basi dhana hutumika kwake:
- dozi ya kufyonzwa;- dozi ya kuambukizwa.
Ikiwa mionzi iliathiri tishu hai, maneno yafuatayo yanatumika:
- dozi sawa;
- dozi sawa;- kiwango cha dozi.
Vipimo vya kipimo cha mionzi ni, kama ilivyotajwa hapo juu, thamani za masharti za nambari zilizopitishwa na wanasayansi ili kuwezesha hesabu na kujenga dhana na nadharia. Labda hiyo ndiyo sababu hakuna kipimo kimoja kinachokubalika kwa ujumla.
Curie
Moja ya vitengo vya mionzi ni curie. Sio ya mfumo (sio wa mfumo wa SI). Huko Urusi, hutumiwa katika fizikia ya nyuklia na dawa. Shughuli ya dutu itakuwa sawa na curie moja ikiwa kuoza kwa mionzi bilioni 3.7 hutokea ndani yake kwa sekunde moja. Hiyo ni, tunaweza kusema kwamba curie moja ni sawa na becquerel bilioni tatu na milioni mia saba.
Nambari hii ilitokana na ukweli kwamba Marie Curie (aliyeanzisha neno hili katika sayansi) alifanya majaribio yake kwenye radium na kuchukua kiwango chake cha kuoza kama msingi. Lakini baada ya muda, wanafizikia waliamua kwamba thamani ya nambari ya kitengo hiki ni bora kufungwa kwa mwingine - becquerel. Hii ilifanya iwezekane kuzuia baadhi ya makosa katika hesabu za hisabati.
Mbali na curies, mara nyingi unaweza kupata vizidishio au viongezeo vingi, kama vile:
- megacurie (sawa na mara 3.7 10 hadi nguvu ya 16 ya becquerels);
- kilocurie (Bilioni 3, 7 elfu za beki);
- millicurie (becquerels milioni 37);- microcurie (becquerels elfu 37).
Kwa kutumia kitengo hiki, unaweza kueleza kiasi, uso au shughuli mahususi ya dutu.
Becquerel
Kipimo cha becquerel cha kipimo cha mionzi ni cha kimfumo na kimejumuishwa katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo (SI). Ni rahisi zaidi, kwa sababu shughuli ya mionzi ya becquerel moja inamaanisha kuwa kuna uozo mmoja tu wa mionzi kwa sekunde katika maada.
Ilipata jina lake kwa heshima ya Antoine Henri Becquerel, mwanafizikia Mfaransa. Kichwa kilikuwakupitishwa mwishoni mwa karne iliyopita na bado kutumika leo. Kwa kuwa hiki ni kitengo kidogo, viambishi awali vya desimali hutumiwa kuonyesha shughuli: kilo-, milli-, micro- na zingine.
Hivi majuzi, vifaa visivyo na utaratibu kama vile curie na rutherford vimetumika pamoja na becquerels. Rutherford moja ni sawa na becquerels milioni moja. Katika maelezo ya shughuli za ujazo au uso, mtu anaweza kupata alama za becquerel kwa kila kilo, becquerel kwa kila mita (mraba au ujazo) na derivatives zake mbalimbali.
X-ray
Kipimo cha kipimo cha mionzi, X-ray, pia si ya kimfumo, ingawa inatumika kila mahali kuashiria kipimo cha kukaribia aliyeambukizwa cha mionzi ya gamma iliyopokewa. Roentgen moja ni sawa na kipimo cha mionzi ambayo sentimita moja ya ujazo wa hewa kwa shinikizo la angahewa la kawaida na joto la sifuri hubeba malipo sawa na 3.3(10-10). Hii ni sawa na jozi milioni mbili za ioni.
Licha ya ukweli kwamba chini ya sheria ya Shirikisho la Urusi vitengo vingi visivyo vya kimfumo haviruhusiwi, X-rays hutumiwa katika kuashiria dosimita. Lakini hivi karibuni zitaacha kutumika, kwa kuwa iligeuka kuwa ya vitendo zaidi kuandika na kuhesabu kila kitu katika kijivu na sieverts.
Radi
Kipimo cha kipimo cha mionzi, rad, kiko nje ya mfumo wa SI na ni sawa na kiasi cha mionzi ambapo milioni moja ya joule ya nishati huhamishwa hadi gramu moja ya dutu. Hiyo ni, radi moja ni joule 0.01 kwa kila kilo ya maada.
Nyenzo zinazofyonza nishati zinaweza kuwa tishu hai au viumbe hai vingine navitu na vitu isokaboni: udongo, maji, hewa. Kama kitengo huru, rad ilianzishwa mwaka wa 1953 na nchini Urusi ina haki ya kutumika katika fizikia na dawa.
Kiji
Hiki ni kipimo kingine cha kipimo cha kiwango cha mionzi, ambacho kinatambuliwa na Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo. Inaonyesha kipimo cha kufyonzwa cha mionzi. Dutu fulani inachukuliwa kuwa ilipokea kipimo cha kijivu kimoja ikiwa nishati iliyohamishwa na mionzi ni sawa na jouli moja kwa kilo.
Kitengo hiki kilipata jina lake kwa heshima ya mwanasayansi wa Kiingereza Lewis Gray na kilianzishwa rasmi katika sayansi mwaka wa 1975. Kulingana na sheria, jina kamili la kitengo limeandikwa na herufi ndogo, lakini jina lake lililofupishwa ni kubwa. Kijivu kimoja ni sawa na radi mia moja. Kando na vitengo rahisi, viambata vingi na vidogo vingi pia hutumika katika sayansi, kama vile kilogray, megagray, decigray, centigray, microgray na vingine.
Sievert
Kipimo cha sievert cha mionzi hutumika kuashiria viwango bora na sawa vya mionzi na pia ni sehemu ya mfumo wa SI, kama vile kijivu na becquerel. Imetumika katika sayansi tangu 1978. Sievert moja ni sawa na nishati inayofyonzwa na kilo moja ya tishu baada ya kufichuliwa na joto moja la miale ya gamma. Jina la kitengo hicho lilikuwa kwa heshima ya Rolf Sievert, mwanasayansi kutoka Uswidi.
Kwa ufafanuzi, sieverts na kijivu ni sawa, yaani, viwango sawa na vilivyomezwa vina ukubwa sawa. Lakini bado kuna tofauti kati yao. Wakati wa kuamua kipimo sawani muhimu kuzingatia sio tu wingi, lakini pia mali nyingine za mionzi, kama vile urefu wa wimbi, amplitude, na ni chembe gani zinazowakilisha. Kwa hivyo, thamani ya nambari ya kipimo kilichonyweshwa huzidishwa na kipengele cha ubora wa mionzi.
Kwa hivyo, kwa mfano, vitu vingine vyote vikiwa sawa, athari iliyofyonzwa ya chembe za alpha itakuwa na nguvu mara ishirini kuliko kipimo sawa cha mionzi ya gamma. Kwa kuongeza, ni muhimu kuzingatia mgawo wa tishu, ambayo inaonyesha jinsi viungo vinavyoitikia kwa mionzi. Kwa hiyo, kipimo sawa kinatumika katika radiobiolojia, na kipimo faafu kinatumika katika afya ya kazini (kurekebisha hali ya kukabiliwa na mionzi).
Solar constant
Kuna nadharia kwamba uhai kwenye sayari yetu ulitokea kutokana na mionzi ya jua. Vipimo vya kipimo cha mionzi kutoka kwa nyota ni kalori na wati zilizogawanywa na kitengo cha wakati. Hii iliamuliwa kwa sababu kiasi cha mionzi kutoka kwa Jua imedhamiriwa na kiasi cha joto ambacho vitu hupokea, na nguvu inayokuja nayo. Ni nusu milioni pekee ya jumla ya nishati inayotolewa hufika Duniani.
Mionzi kutoka kwa nyota huenea angani kwa kasi ya mwanga na kuingia kwenye angahewa yetu kwa namna ya miale. Wigo wa mionzi hii ni pana kabisa - kutoka "kelele nyeupe", yaani, mawimbi ya redio, hadi X-rays. Chembe ambazo pia hupatana na mionzi ni protoni, lakini wakati mwingine kunaweza kuwa na elektroni (kama utoaji wa nishati ulikuwa mkubwa).
Mionzi inayopokelewa kutoka kwa Jua ndiyo nguvu inayoendesha michakato yote haisayari. Kiasi cha nishati tunachopokea kinategemea msimu, nafasi ya nyota juu ya upeo wa macho, na uwazi wa angahewa.
Athari ya mionzi kwa viumbe hai
Iwapo tishu hai zenye sifa zinazofanana zitaangaziwa na aina tofauti za mionzi (kwa kipimo na nguvu sawa), matokeo yatatofautiana. Kwa hivyo, ili kuamua matokeo, kipimo cha kufyonzwa au mfiduo pekee haitoshi, kama ilivyo kwa vitu visivyo hai. Vitengo vya mionzi ya kupenya huonekana kwenye eneo la tukio, kama vile sieverts rems na grays, ambayo huonyesha kiwango sawa cha mionzi.
Sawa ni kipimo kinachofyonzwa na tishu hai na kuzidishwa na mgawo wa masharti (jedwali), ambayo huzingatia jinsi hii au aina hiyo ya mionzi ilivyo hatari. Kipimo kinachotumiwa zaidi ni sievert. Sievert moja ni sawa na rems mia moja. Ya juu ya mgawo, hatari zaidi ya mionzi, kwa mtiririko huo. Kwa hivyo, kwa fotoni hii ni moja, na kwa neutroni na chembe za alpha ni ishirini.
Tangu ajali ilipotokea katika kinu cha nyuklia cha Chernobyl nchini Urusi na nchi nyingine za CIS, tahadhari maalum imelipwa kwa kiwango cha mfiduo wa mionzi kwa wanadamu. Kiwango sawa kutoka kwa vyanzo vya asili vya mionzi haipaswi kuzidi millisieverts tano kwa mwaka.
Kitendo cha radionuclides kwenye vitu visivyo hai
Chembechembe za mionzi hubeba chaji ya nishati ambayo huihamisha hadi kwenye mada zinapogongana nayo. Na chembe zaidi hugusana kwenye njia yaokiasi fulani cha jambo, nishati zaidi itapokea. Kiasi chake kinakadiriwa katika dozi.
- Kipimo kilichofyonzwa ni kiasi cha mionzi ya mionzi iliyopokelewa na kitengo cha dutu. Inapimwa kwa kijivu. Thamani hii haizingatii ukweli kwamba athari za aina tofauti za mionzi kwenye maada ni tofauti.
- Kipimo cha mfiduo - ni kipimo cha kufyonzwa, lakini kwa kuzingatia kiwango cha uayoni wa dutu kutokana na athari za chembe mbalimbali za mionzi. Hupimwa kwa coulombs kwa kila kilo au roentgens.
