บทความนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับปริมาณรังสีที่ดูดซึม (i-tion) รังสีไอออไนซ์และประเภทของรังสี ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับความหลากหลาย ธรรมชาติ แหล่งที่มา วิธีการคำนวณ หน่วยปริมาณรังสีที่ดูดกลืน และอื่นๆ อีกมากมาย
แนวคิดของปริมาณรังสีที่ดูดกลืน
ปริมาณรังสีเป็นค่าที่วิทยาศาสตร์ใช้ เช่น ฟิสิกส์และรังสีชีววิทยา เพื่อประเมินระดับผลกระทบของรังสีประเภทไอออไนซ์ต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต กระบวนการชีวิต และต่อสารด้วย ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนเรียกว่าอะไร ค่าของรังสี รูปแบบของการสัมผัส และความหลากหลายของรูปแบบคืออะไร? ส่วนใหญ่จะนำเสนอในรูปแบบของปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวกลางและรังสีไอออไนซ์ และเรียกว่าเอฟเฟกต์ไอออไนเซชัน
ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนมีวิธีการและหน่วยวัดของตัวเอง ความซับซ้อนและความหลากหลายของกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับรังสีทำให้เกิดความหลากหลายของสายพันธุ์ในรูปแบบของปริมาณที่ดูดซึม
รูปแบบการแตกตัวของรังสี
รังสีไอออไนซ์คือกระแสน้ำอนุภาคมูลฐาน โฟตอนหรือชิ้นส่วนต่างๆ ที่เกิดขึ้นจากการแตกตัวของอะตอมและสามารถทำให้เกิดไอออนในสสารได้ รังสีอัลตราไวโอเลต เช่นเดียวกับรูปแบบแสงที่มองเห็นได้ ไม่ได้เป็นของรังสีประเภทนี้ ไม่รวมถึงรังสีอินฟราเรดและที่ปล่อยออกมาจากคลื่นวิทยุซึ่งสัมพันธ์กับพลังงานจำนวนเล็กน้อยซึ่งไม่เพียงพอที่จะสร้างอะตอมและ โมเลกุลไอออไนซ์ในสถานะพื้นดิน
รังสีประเภทไอออไนซ์ ธรรมชาติและแหล่งที่มาของมัน
ปริมาณรังสีที่ดูดซึมของรังสีไอออไนซ์สามารถวัดได้ในหน่วย SI ต่างๆ และขึ้นอยู่กับลักษณะของรังสี ประเภทรังสีที่สำคัญที่สุด ได้แก่ รังสีแกมมา อนุภาคบีตาของโพซิตรอนและอิเล็กตรอน นิวตรอน ไอออน (รวมถึงอนุภาคแอลฟา) เอ็กซ์เรย์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคลื่นสั้น (โฟตอนพลังงานสูง) และมิวออน
ธรรมชาติของแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์สามารถมีความหลากหลายได้มาก เช่น: การสลายกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ, ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์, รังสีจากอวกาศ, นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่ประดิษฐ์ขึ้น, เครื่องปฏิกรณ์ประเภทนิวเคลียร์, เครื่องเร่งอนุภาคมูลฐาน และแม้แต่ X -เครื่องเรย์
รังสีไอออไนซ์ทำงานอย่างไร
ขึ้นอยู่กับกลไกที่สสารและรังสีมีปฏิสัมพันธ์กัน เป็นไปได้ที่จะแยกแยะการไหลของอนุภาคโดยตรงของประเภทประจุและการแผ่รังสีที่กระทำทางอ้อมกล่าวอีกนัยหนึ่งโฟตอนหรือโปรตอนฟลักซ์, ฟลักซ์ของอนุภาคเป็นกลาง อุปกรณ์การก่อตัวช่วยให้คุณเลือกรูปแบบปฐมภูมิและทุติยภูมิของการแผ่รังสีไอออไนซ์ อัตราปริมาณรังสีที่ดูดกลืนจะถูกกำหนดตามชนิดของรังสีที่สารถูกสัมผัส ตัวอย่างเช่น ผลของปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพจากอวกาศบนพื้นผิวโลก นอกที่กำบัง คือ 0.036 μSv / h ควรเข้าใจด้วยว่าประเภทของการวัดปริมาณรังสีและตัวบ่งชี้ขึ้นอยู่กับผลรวมของปัจจัยหลายประการ เมื่อพูดถึงรังสีคอสมิก นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับละติจูดของสปีชีส์ธรณีแม่เหล็กและตำแหน่งของวัฏจักรสิบเอ็ดปีของ กิจกรรมพลังงานแสงอาทิตย์
ช่วงพลังงานของอนุภาคไอออไนซ์มีตั้งแต่สองสามร้อยอิเล็กตรอนโวลต์ถึง 1015-20 อิเล็กตรอนโวลต์ ระยะทางและการเจาะอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ไม่กี่ไมโครเมตรไปจนถึงหลายพันกิโลเมตรหรือมากกว่า
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปริมาณการสัมผัส
ผลกระทบของไอออไนเซชันถือเป็นลักษณะสำคัญของรูปแบบปฏิสัมพันธ์ของการแผ่รังสีกับตัวกลาง ในช่วงเริ่มต้นของการก่อตัวของการวัดปริมาณรังสีนั้น รังสีได้รับการศึกษาเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งอยู่ภายในขอบเขตระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลตและแกมมา เนื่องจากการแพร่กระจายในอากาศ ดังนั้นระดับของไอออไนซ์ในอากาศจึงเป็นตัววัดเชิงปริมาณของรังสีสำหรับสนาม มาตรการนี้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างปริมาณการสัมผัสที่กำหนดโดยไอออไนเซชันของอากาศในสภาพความกดอากาศปกติในขณะที่อากาศต้องแห้ง
ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนแสงได้ทำหน้าที่เป็นวิธีการกำหนดความเป็นไปได้ของการแตกตัวเป็นไอออนของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา แสดงให้เห็นพลังงานที่แผ่ออกมาซึ่งผ่านการเปลี่ยนแปลงแล้ว กลายเป็นพลังงานจลน์ของอนุภาคที่มีประจุเป็นเศษส่วน ของมวลอากาศในบรรยากาศ
หน่วยปริมาณรังสีที่รับสัมผัสชนิดสัมผัสคือคูลอมบ์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบ SI หารด้วยกก. (C/กก.) ประเภทของหน่วยการวัดที่ไม่ใช่ระบบคือเรินต์เกน (P) หนึ่งจี้/กก. เท่ากับ 3876 เรินต์เกน
ปริมาณที่ใช้
ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนตามคำจำกัดความที่ชัดเจน กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบุคคล เนื่องจากความหลากหลายของรูปแบบที่เป็นไปได้ของการได้รับรังสีเฉพาะบนเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตและแม้แต่โครงสร้างที่ไม่มีชีวิต การขยายขอบเขตของรังสีประเภทไอออไนซ์ที่เป็นที่รู้จักแสดงให้เห็นว่าระดับของอิทธิพลและผลกระทบสามารถมีความหลากหลายมากและไม่ได้อยู่ภายใต้คำจำกัดความปกติ พลังงานรังสีที่ถูกดูดกลืนในประเภทไอออไนซ์ในปริมาณที่กำหนดเท่านั้นที่สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพในเนื้อเยื่อและสารที่สัมผัสกับรังสี จำนวนที่จำเป็นในการกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวขึ้นอยู่กับชนิดของรังสี ปริมาณไอเนียที่ดูดซึมได้เกิดขึ้นอย่างแม่นยำด้วยเหตุนี้ อันที่จริงนี่คือปริมาณพลังงานที่หน่วยของสสารดูดซับและสอดคล้องกับอัตราส่วนของพลังงานประเภทไอออไนซ์ที่ถูกดูดซับและมวลของวัตถุหรือวัตถุที่ดูดซับรังสี
วัดขนาดยาที่ดูดซึมโดยใช้หน่วยสีเทา (Gy) ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบ C หนึ่งสีเทาคือปริมาณของปริมาณรังสีที่สามารถถ่ายทอดรังสีไอออไนซ์หนึ่งจูลไปยังมวล 1 กิโลกรัม Rad เป็นหน่วยวัดที่ไม่เป็นระบบ ในค่า 1 Gy เท่ากับ 100 rad
ขนาดยาที่ดูดซึมทางชีววิทยา
การฉายรังสีเทียมของเนื้อเยื่อสัตว์และพืชได้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าการแผ่รังสีประเภทต่างๆ ในปริมาณที่ดูดซึมเท่ากันสามารถส่งผลกระทบต่อร่างกายและกระบวนการทางชีววิทยาและเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในรูปแบบต่างๆ เนื่องจากความแตกต่างของจำนวนไอออนที่เกิดจากอนุภาคที่เบากว่าและหนักกว่า สำหรับเส้นทางเดียวกันตามเนื้อเยื่อ โปรตอนสามารถสร้างไอออนได้มากกว่าอิเล็กตรอน ยิ่งอนุภาคมีความหนาแน่นมากขึ้นอันเป็นผลมาจากการแตกตัวเป็นไอออน ผลกระทบการทำลายล้างของรังสีในร่างกายก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นภายใต้สภาวะของปริมาณรังสีที่ดูดซึมเท่ากัน ตามปรากฏการณ์นี้ ความแตกต่างในความแรงของผลกระทบของรังสีชนิดต่างๆ ต่อเนื้อเยื่อ การกำหนดปริมาณรังสีที่เท่ากันถูกนำมาใช้ ปริมาณรังสีที่เทียบเท่ากับรังสีดูดกลืนคือปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับ ซึ่งคำนวณโดยการคูณปริมาณรังสีที่ดูดซึมและปัจจัยเฉพาะที่เรียกว่าปัจจัยประสิทธิผลทางชีวภาพสัมพัทธ์ (RBE) แต่ก็มักถูกเรียกว่าปัจจัยด้านคุณภาพ
หน่วยขนาดยาที่ดูดกลืนชนิดเทียบเท่าถูกวัดใน SI คือซีเวิร์ต (Sv) หนึ่ง Sv เท่ากับที่สอดคล้องกันปริมาณรังสีใดๆ ที่ถูกดูดซับโดยเนื้อเยื่อที่มีแหล่งกำเนิดทางชีวภาพหนึ่งกิโลกรัม และทำให้เกิดผลกระทบเท่ากับผลกระทบของ 1 Gy ของรังสีประเภทโฟตอน Rem - ใช้เป็นตัวบ่งชี้การวัดนอกระบบของขนาดยาที่ดูดซึมทางชีวภาพ (เทียบเท่า) 1 Sv เท่ากับหนึ่งร้อย rems
รูปแบบยาที่ใช้ได้ผล
ขนาดยาที่มีประสิทธิภาพคือตัวบ่งชี้ขนาด ซึ่งใช้เป็นตัวชี้วัดความเสี่ยงของผลกระทบระยะยาวจากการสัมผัสของมนุษย์ อวัยวะแต่ละส่วนของร่างกาย ตั้งแต่เนื้อเยื่อไปจนถึงอวัยวะ โดยคำนึงถึงความไวต่อคลื่นวิทยุแต่ละส่วนด้วย ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนจะเท่ากับผลคูณของขนาดยาชีวภาพในส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยปัจจัยถ่วงน้ำหนัก
เนื้อเยื่อและอวัยวะของมนุษย์ต่างกันมีความไวต่อรังสีต่างกัน อวัยวะบางส่วนอาจมีแนวโน้มมากกว่าอวัยวะอื่นๆ ที่จะพัฒนาเป็นมะเร็งที่ค่าเทียบเท่าขนาดยาที่ดูดซึมที่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น ไทรอยด์มีโอกาสเกิดมะเร็งน้อยกว่าปอด ดังนั้นบุคคลจึงใช้ค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยงจากรังสีที่สร้างขึ้น CRC เป็นวิธีการกำหนดปริมาณของไอไอออนที่มีผลต่ออวัยวะหรือเนื้อเยื่อ ตัวบ่งชี้โดยรวมของระดับของอิทธิพลที่มีต่อร่างกายของขนาดยาที่มีประสิทธิภาพคำนวณโดยการคูณจำนวนที่สอดคล้องกับปริมาณทางชีวภาพโดย CRC ของอวัยวะเฉพาะ เนื้อเยื่อ
แนวคิดของปริมาณรวม
มีแนวคิดของปริมาณการดูดซึมกลุ่มซึ่งเป็นผลรวมของค่าปริมาณยาที่มีประสิทธิภาพแต่ละชุดในแต่ละกลุ่มวิชาในช่วงเวลาหนึ่งช่องว่าง การคำนวณสามารถทำได้สำหรับการตั้งถิ่นฐานใด ๆ จนถึงรัฐหรือทั้งทวีป เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้คูณปริมาณยาที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยและจำนวนผู้ป่วยที่ได้รับรังสีทั้งหมด ปริมาณที่ดูดซึมนี้วัดโดยใช้ man-sievert (man-Sv.)
นอกเหนือจากรูปแบบข้างต้นของปริมาณการดูดซึมแล้ว ยังมี: ความมุ่งมั่น, เกณฑ์, กลุ่ม, ป้องกันได้, สูงสุดที่อนุญาต, ปริมาณรังสีทางชีวภาพของรังสีประเภทแกมมา - นิวตรอน, ขั้นต่ำที่ร้ายแรง
ความแรงของการได้รับยาและหน่วยวัด
ตัวบ่งชี้ความเข้มของการฉายรังสี - การแทนที่ขนาดยาเฉพาะภายใต้อิทธิพลของรังสีบางอย่างสำหรับหน่วยวัดชั่วคราว ค่านี้มีลักษณะเฉพาะโดยความแตกต่างของขนาดยา (เทียบเท่า ดูดซึม ฯลฯ) หารด้วยหน่วยเวลา มียูนิตที่สร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์มากมาย
ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนจะถูกกำหนดโดยสูตรที่เหมาะสมสำหรับรังสีหนึ่งๆ และประเภทของปริมาณรังสีที่ดูดซึม (ชีวภาพ การดูดซึม การรับสัมผัส ฯลฯ) มีหลายวิธีในการคำนวณ โดยยึดตามหลักการทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกัน และใช้หน่วยการวัดที่แตกต่างกัน ตัวอย่างของหน่วยวัด ได้แก่
- มุมมองอินทิกรัล - กิโลกรัมสีเทาใน SI วัดนอกระบบเป็น rad กรัม
- รูปแบบเทียบเท่า - sievert ใน SI วัดนอกระบบ - ใน rems
- มุมมองนิทรรศการ - คูลอมบ์-กิโลกรัมใน SI วัดนอกระบบ - หน่วยเป็นเรินต์เกน
มีหน่วยวัดอื่นๆ ที่สอดคล้องกับปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนในรูปแบบอื่น
สรุป
จากการวิเคราะห์บทความเหล่านี้ เราสามารถสรุปได้ว่าการปล่อยไอออไนซ์ส่วนใหญ่มีหลายประเภทและผลกระทบของมันต่อสิ่งมีชีวิตและสารที่ไม่มีชีวิต ตามกฎแล้วทั้งหมดจะถูกวัดในระบบ SI ของหน่วยและแต่ละประเภทจะสอดคล้องกับระบบที่แน่นอนและหน่วยวัดที่ไม่ใช่ระบบ แหล่งที่มาของพวกมันมีความหลากหลายมากที่สุด ทั้งจากธรรมชาติและประดิษฐ์ และรังสีเองก็มีบทบาททางชีวภาพที่สำคัญ