Главная Новости

Рентген – единица измерения: описание, допустимые нормы, способы измерения

Опубликовано: 02.09.2018

Существует множество единиц измерения дозы облучения и воздействия. Рентген – единица измерения, международная единица дозы облучения для рентгеновских лучей или гамма-лучей, названная в честь профессора Вильгельма Конрада Рентгена, человека, который изобрел рентгеновские снимки в 1895 году. Этот вид излучения помогает не только увидеть сломанные кости, но и проанализировать камни на Марсе. Рентгеновские лучи являются частью более крупного электромагнитного спектра, который варьируется от радиоволн до мощных гамма-лучей.

Мария и Пьер Кюри

В 1903 году лауреаты Нобелевской премии по физике Мария и Пьер Кюри были одними из тех ученых, которые изучали и продвигали использование рентгеновских лучей. Мария Кюри, урожденная Склодовска, иммигрировала в Париж из Польши в возрасте 24 лет, чтобы продолжить учебу по математике и физике. Там она познакомилась и вышла замуж за Пьера Кюри, уважаемого физика, и вскоре они начали работать вместе, изучая различные элементы излучения, в том числе волны электромагнитной энергии.

Теперь мы знаем, что излучение может быть очень опасным, но тогда мало что об этом было известно. Мария и Пьер Кюри и их дочь Ирен, которая также работала с ними в своей лаборатории, ежедневно подвергались таким чрезвычайно высоким уровням радиации, что из-за этого все они страдали от проблем со здоровьем. Мария и Ирен управляли тысячами рентгеновских лучей на французских сражениях во время Первой мировой войны, и ничто не защищало их, кроме одежды на спине. И мать, и дочь в конце концов умерли от болезней, вызванных пагубным воздействием излучения. Даже сейчас рабочие документы Кюри (и даже их кулинарная книга) содержат такие опасные уровни радиоактивности.

Что такое рентгеновское излучение?

Рентгеновские лучи являются мощными волнами электромагнитной энергии. Волны, как и те, которые находятся в океане, – это движение энергии. Когда вы хлопаете в ладоши, энергия в этом случае звучит, начинается у источника. Звук проходит по воздуху до тех пор, пока он не достигнет вашей барабанной перепонки и не зарегистрируется как звук. Волны, которые проходят через физическую среду, подобно воздуху и воде, называются механическими волнами.

Электромагнитные (ЭМ) волны не требуют перемещения физической среды, поэтому они могут существовать как на Земле, так и в космосе, где нет воздуха для прохождения даже звуковых волн. EM-волны организованы по спектру в соответствии с расстоянием между каждой волной и частотой волн в секунду, измеренными в герцах (Гц). Волны с самыми низкими частотами и наибольшие расстояния между волнами дают относительно малое количество энергии. Радиоволны, например, имеют самые низкие частоты различных категорий волн на электромагнитном спектре, а гамма-лучи, созданные ядерными взрывами, имеют самые высокие частоты.

Рентгеновские лучи представляют собой полосу электромагнитных волн непосредственно перед гамма-лучами на ЭМ-спектре. Они находятся в дальнем конце и, наряду с гамма-лучами и некоторыми ультрафиолетовыми лучами, показаны как повреждающие ДНК. Как мы знаем из травм, полученных Пьером, Марией и их дочерью Ириной во время их рентгеновских экспериментов, рентгеновские лучи очень сильны сами по себе. Приблизительно один квинтиллион волн в секунду – это 1 000 000 000 000 000 000 Гц – мы думаем о них как о «лучах» энергии, а не о волнах.

Использование рентгеновских лучей

Когда они были впервые обнаружены более 100 лет назад в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном, рентгеновские лучи использовались во многом так же, как мы их используем сейчас, – чтобы увидеть кости внутри наших тел. Рентген часто демонстрировал рентгеновские снимки, изображая кости в руке жены. Кости и другие объекты плотнее кожи. Они поглощают достаточное количество излучения для создания теней на рентгеновской пленке и показывают нам, когда кости сломаны, или можно увидеть, проглотил ли ребенок монетку. Также рентген – единица измерения дозы облучения.

Нечто большее, чем видимый свет

Чтобы понять рентгеновские снимки, вы должны понимать, что эта форма энергии – это всего лишь тип света. Это может заставить вас думать о видимом свете (свет, который можно увидеть с помощью человеческого глаза). Но в науке свет – это нечто большее, чем просто видимый свет. Свет является синонимом электромагнитного спектра, который представляет собой группировку связанных типов энергии. Электромагнитный спектр чаще всего рассматривается как диаграмма, которая варьируется от радиоволн до гамма-лучей. На электромагнитном спектре рентгеновские лучи упорядочены рядом с гамма-лучами (на стороне высоких энергий спектра). Итак, когда вы слышите слово «рентгеновское излучение», просто подумайте о свете высокой энергии.

Вещи, которые вы не можете видеть

Пространство состоит из миллиардов звезд и галактик, которые, кажется, бесконечно выходят в космос. Хотя эти вещи можно увидеть с помощью мощного телескопа, есть некоторые вещи, которые совершенно невидимы, такие как гамма-лучи и рентгеновские лучи. В то время как вы не можете видеть эти мощные волны энергии, они имеют схожие и разные свойства, которые делают их уникальными и важными в современном мире.

Гамма-лучи и рентгеновские лучи представляют собой как формы электромагнитного излучения, так и волны, которые содержат энергию и движутся со скоростью света. При рассмотрении электромагнитного спектра обе волны можно найти в левой части видимой области, потому что они имеют более короткие длины волн. Более короткие длины волн означают, что частота и энергия волн очень велики. Эти свойства очень полезны, потому что они могут путешествовать через объекты. Гамма и рентгеновские лучи используются для визуализации, особенно для осмотра внутренних органов и костей. Кроме того, такие лучи используются в промышленных целях для производства продуктов и технологий.

Хотя гамма-лучи и рентгеновские лучи сходны в некоторых аспектах, они различаются по длине волны и тому, как они развиваются. Гамма-лучи имеют гораздо более высокую частоту и более короткую длину волны, чем рентгеновские. Гамма-лучи исходят от радиоактивных атомов, которые распадаются и излучают энергию.

Некоторые выбросы опасны для организмов и не могут быть остановлены бумагой, сталью или свинцом. Рентгеновские лучи исходят из перегруппировки электронов внутри атома. Рентген может быть вредным в зависимости от количества и места воздействия, поэтому меры предосторожности принимаются в медицинских и промышленных условиях, где используются рентгеновские лучи.

Что такое ионизирующее излучение?

Прежде чем дать определение единице измерения – рентгену, нужно разобраться, что такое радиация. Это очень общий термин, используемый для описания любого процесса, который передает энергию через пространство или материал вдали от источника. Световые, звуковые и радиоволны – все это примеры радиации. Однако, когда большинство людей думают об излучении, они думают об ионизирующем радиационном излучении, которое может разрушить атомы и молекулы внутри тела. Хотя ученые думают об этих выбросах в очень математических терминах, их можно визуализировать либо как субатомные частицы, либо как лучи.

Что такое ионизация? Атомы состоят из сравнительно больших частиц (протонов и нейтронов), сидящих в центральном ядре, на орбите которых расположены более мелкие частицы (электроны): миниатюрная солнечная система. Обычно число протонов в центре атома равно числу электронов на орбите. Ионом является любой атом или молекула, которая не имеет нормального количества электронов. Ионизирующее излучение представляет собой любой вид излучения, который обладает достаточной энергией для детонации электронов из атомов или молекул, создавая ионы.

Как измеряется ионизирующее излучение?

Измерение лежит в основе современной науки, но само число не передает никакой информации. Полезные измерения необходимы как инструмент для измерения (например, палка ,чтобы отмерять длину) и соглашение о единицах, которые будут использоваться (например, дюймы, метры или мили). Выбранные единицы измерения будут отличаться с целью измерения. Например, повар будет измерять масло с точки зрения столовых ложек, чтобы обеспечить вкус еды, а диетолог может больше заботиться о измерении калорий, чтобы определить влияние еды на здоровье.

Разнообразие единиц, используемых для измерения радиации и радиоактивности, иногда смущает даже ученых, если они не применяют их каждый день. Может быть полезно иметь в виду назначение различных единиц. Существуют две основные причины измерения излучения: изучение физики и изучение биологических эффектов излучения. Что создает сложность, так это то, что наши инструменты измеряют физические эффекты, в то время как некоторые из них представляют интерес для биологических эффектов. Еще одно осложнение состоит в том, что единицы, как и слова любого языка, могут исчезнуть из использования и быть заменены новыми единицами.

Радиация не представляет собой ряд различных событий, таких как радиоактивные распады, которые могут учитываться индивидуально. Измерение радиации навалом – это как измерение движения песка в песочных часах; более полезно думать об этом как о непрерывном потоке, а не о серии отдельных событий. Интенсивность пучка ионизирующего излучения измеряется путем подсчета количества ионов, которые он создает в воздухе. Рентген в час – единица измерения, которая отображает способность рентгеновских лучей ионизировать воздух. Это единица воздействия, которая может быть измерена непосредственно.

Рентген – единица измерения ионизирующего излучения

Рентгеновские лучи являются частью электромагнитного спектра, длина волны которого меньше видимого. В разных применениях используются разные части рентгеновского спектра. Рентгеновские лучи составляют рентгеновское излучение, форму электромагнитного излучения. Большинство рентгеновских лучей имеют длину волны от 0,01 до 10 нанометров, что соответствует частотам в диапазоне от 30Гц до 30 эксагерц (3 × 1016Гц до 3 × 1019Гц) и энергиям в диапазоне 100 эВ до 100 кэВ. Длина рентгеновских лучей короче, чем у УФ-лучей, и обычно длиннее, чем у гамма-лучей.

Рентген – единица измерения, которая является традиционной единицей экспозиции, которая представляла собой количество излучения, необходимое для создания одного электростатического блока заряда каждой полярности в одном кубическом сантиметре сухого воздуха. Влияние ионизирующей радиации на вещество (особенно живую ткань) более тесно связано с количеством энергии, осажденном в них, а не с генерируемого заряда. 1 рентген – это единица измерения, составляющая 2,58 × 10-4 С / кг. Эта мера поглощенной энергии называется поглощенной дозой.

rss