पिछली सदी के मध्य से विज्ञान में एक नया शब्द आया है - विकिरण। इसकी खोज ने दुनिया भर के भौतिकविदों के दिमाग में एक क्रांति ला दी और न्यूटन के कुछ सिद्धांतों को त्यागने और ब्रह्मांड की संरचना, इसके गठन और इसमें हमारे स्थान के बारे में साहसिक धारणा बनाने की अनुमति दी। लेकिन यह सब विशेषज्ञों के लिए है। शहरवासी केवल आहें भरते हैं और इस विषय के बारे में इस तरह के असमान ज्ञान को एक साथ रखने की कोशिश करते हैं। प्रक्रिया को जटिल बनाना यह तथ्य है कि विकिरण माप की कुछ इकाइयाँ हैं, और वे सभी पात्र हैं।
शब्दावली
परिचित होने वाला पहला शब्द वास्तव में विकिरण है। यह सबसे छोटे कणों के कुछ पदार्थ, जैसे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, हीलियम परमाणु और अन्य द्वारा विकिरण की प्रक्रिया को दिया गया नाम है। कण के प्रकार के आधार पर, विकिरण के गुण एक दूसरे से भिन्न होते हैं। विकिरण या तो पदार्थों के सरल पदार्थों में क्षय के दौरान, या उनके संश्लेषण के दौरान देखा जाता है।
विकिरण इकाइयाँ पारंपरिक अवधारणाएँ हैं जो दर्शाती हैं कि पदार्थ से कितने प्राथमिक कण निकलते हैं। फिलहाल, भौतिकी एक परिवार पर काम करती हैविभिन्न इकाइयां और उनके संयोजन। यह आपको पदार्थ के साथ होने वाली विभिन्न प्रक्रियाओं का वर्णन करने की अनुमति देता है।
रेडियोधर्मी क्षय सूक्ष्म कणों को मुक्त करके अस्थिर परमाणु नाभिक की संरचना में एक मनमाना परिवर्तन है।
क्षय स्थिरांक एक सांख्यिकीय अवधारणा है जो एक निश्चित अवधि में परमाणु के नष्ट होने की संभावना की भविष्यवाणी करती है।
आधा जीवन वह समयावधि है जिसके दौरान किसी पदार्थ की कुल मात्रा का आधा क्षय हो जाता है। कुछ तत्वों के लिए, इसकी गणना मिनटों में की जाती है, जबकि अन्य के लिए यह वर्षों और दशकों में भी होती है।
विकिरण कैसे मापा जाता है
विकिरण इकाइयाँ केवल रेडियोधर्मी पदार्थों के गुणों का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाइयाँ नहीं हैं। उनके अलावा, इस तरह की मात्रा का उपयोग किया जाता है:
- विकिरण स्रोत की गतिविधि;- प्रवाह घनत्व (प्रति इकाई क्षेत्र में आयनकारी कणों की संख्या)।
इसके अलावा, जीवित और निर्जीव वस्तुओं पर विकिरण के प्रभावों के विवरण में अंतर है। इसलिए, यदि पदार्थ निर्जीव है, तो उस पर अवधारणाएँ लागू होती हैं:
- अवशोषित खुराक;- एक्सपोजर खुराक।
यदि विकिरण से जीवित ऊतक प्रभावित होते हैं, तो निम्नलिखित शब्दों का प्रयोग किया जाता है:
- समतुल्य खुराक;
- प्रभावी समतुल्य खुराक;- खुराक दर।
विकिरण माप की इकाइयाँ, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वैज्ञानिकों द्वारा गणना की सुविधा और परिकल्पना और सिद्धांतों के निर्माण के लिए अपनाए गए सशर्त संख्यात्मक मान हैं। शायद इसीलिए माप की आम तौर पर स्वीकृत एक भी इकाई नहीं है।
क्यूरी
विकिरण की इकाइयों में से एक क्यूरी है। यह सिस्टम से संबंधित नहीं है (एसआई सिस्टम से संबंधित नहीं है)। रूस में, इसका उपयोग परमाणु भौतिकी और चिकित्सा में किया जाता है। किसी पदार्थ की क्रियाशीलता एक क्यूरी के बराबर होगी यदि उसमें एक सेकंड में 3.7 अरब रेडियोधर्मी क्षय होते हैं। यानी हम कह सकते हैं कि एक क्यूरी तीन अरब सात सौ मिलियन बेकरेल के बराबर है।
यह संख्या इस तथ्य के कारण थी कि मैरी क्यूरी (जिन्होंने इस शब्द को विज्ञान में पेश किया) ने रेडियम पर अपने प्रयोग किए और इसकी क्षय दर को आधार के रूप में लिया। लेकिन समय के साथ, भौतिकविदों ने फैसला किया कि इस इकाई का संख्यात्मक मान दूसरे से बेहतर है - बेकरेल। इससे गणितीय गणनाओं में कुछ त्रुटियों से बचना संभव हो गया।
करी के अलावा, आप अक्सर गुणक या उपगुणक पा सकते हैं, जैसे:
- मेगाकुरी (बेकुरेल्स की 16वीं शक्ति के 3.7 गुना 10 के बराबर);
- किलोकुरी (3, 7 हजार अरब बीकरेल्स);
- मिलीकुरी (37 मिलियन बीकरेल);- माइक्रोक्यूरी (37 हजार बीकरेल्स)।
इस इकाई का उपयोग करके, आप किसी पदार्थ के आयतन, सतह या विशिष्ट गतिविधि को व्यक्त कर सकते हैं।
बेकेरल
विकिरण खुराक की बीकरेल इकाई प्रणालीगत है और इसे इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में शामिल किया गया है। यह सबसे सरल है, क्योंकि एक बेकरेल की विकिरण गतिविधि का अर्थ है कि पदार्थ में प्रति सेकंड केवल एक रेडियोधर्मी क्षय होता है।
इसका नाम फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी एंटोनी हेनरी बेकरेल के सम्मान में पड़ा। शीर्षक थापिछली शताब्दी के अंत में स्वीकृत और आज भी इसका उपयोग किया जाता है। चूंकि यह काफी छोटी इकाई है, इसलिए गतिविधि को इंगित करने के लिए दशमलव उपसर्गों का उपयोग किया जाता है: किलो-, मिली-, माइक्रो- और अन्य।
हाल ही में, गैर-प्रणालीगत इकाइयों जैसे क्यूरी और रदरफोर्ड का उपयोग बेकरेल के साथ किया गया है। एक रदरफोर्ड दस लाख बेकरेल के बराबर होता है। वॉल्यूमेट्रिक या सतह गतिविधि के विवरण में, प्रति किलोग्राम प्रति किलोग्राम, बेकरेल प्रति मीटर (वर्ग या घन) और उनके विभिन्न डेरिवेटिव के पदनाम मिल सकते हैं।
एक्स-रे
विकिरण की माप की इकाई, एक्स-रे, भी व्यवस्थित नहीं है, हालांकि इसका उपयोग हर जगह प्राप्त गामा विकिरण की जोखिम खुराक को इंगित करने के लिए किया जाता है। एक रेंटजेन ऐसी विकिरण खुराक के बराबर है जिस पर मानक वायुमंडलीय दबाव और शून्य तापमान पर एक घन सेंटीमीटर हवा 3.3(10-10) के बराबर चार्ज करती है। यह दो मिलियन जोड़े आयनों के बराबर है।
इस तथ्य के बावजूद कि रूसी संघ के कानून के तहत अधिकांश गैर-प्रणालीगत इकाइयां निषिद्ध हैं, एक्स-रे का उपयोग डॉसीमीटर के अंकन में किया जाता है। लेकिन जल्द ही उनका उपयोग बंद हो जाएगा, क्योंकि ग्रे और सिवर्ट में सब कुछ लिखना और गणना करना अधिक व्यावहारिक हो गया है।
रेड
विकिरण के मापन की इकाई रेड, एसआई प्रणाली से बाहर है और उस विकिरण की मात्रा के बराबर होती है जिस पर एक जूल ऊर्जा का दस लाखवाँ हिस्सा किसी पदार्थ के एक ग्राम में स्थानांतरित होता है। यानी एक रेड 0.01 जूल प्रति किलोग्राम पदार्थ है।
ऊर्जा को अवशोषित करने वाली सामग्री या तो जीवित ऊतक या अन्य कार्बनिक हो सकती है औरअकार्बनिक पदार्थ और पदार्थ: मिट्टी, पानी, हवा। एक स्वतंत्र इकाई के रूप में, रेड को 1953 में पेश किया गया था और रूस में भौतिकी और चिकित्सा में उपयोग करने का अधिकार है।
ग्रे
यह विकिरण के स्तर के लिए माप की एक और इकाई है, जिसे इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स द्वारा मान्यता प्राप्त है। यह विकिरण की अवशोषित खुराक को दर्शाता है। एक पदार्थ को एक ग्रे की खुराक प्राप्त करने के लिए माना जाता है यदि विकिरण के साथ स्थानांतरित की गई ऊर्जा एक जूल प्रति किलोग्राम के बराबर हो।
इस इकाई को इसका नाम अंग्रेजी वैज्ञानिक लुईस ग्रे के सम्मान में मिला और इसे आधिकारिक तौर पर 1975 में विज्ञान में पेश किया गया था। नियमों के अनुसार इकाई का पूरा नाम छोटे अक्षर से लिखा जाता है, लेकिन इसका संक्षिप्त नाम बड़े अक्षरों में लिखा जाता है। एक ग्रे एक सौ रेड के बराबर है। सरल इकाइयों के अलावा, विज्ञान में कई और सबमल्टीपल समकक्षों का भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि किलोग्रे, मेगाग्रे, डेसीग्रे, सेंटीग्रे, माइक्रोग्रे और अन्य।
सीवर्ट
विकिरण की सिवर्ट इकाई का उपयोग विकिरण की प्रभावी और समकक्ष खुराक को दर्शाने के लिए किया जाता है और यह ग्रे और बैकरेल की तरह एसआई प्रणाली का भी हिस्सा है। 1978 से विज्ञान में उपयोग किया जाता है। एक सिवर्ट गामा किरणों के एक हीटिंग के संपर्क में आने के बाद एक किलोग्राम ऊतक द्वारा अवशोषित ऊर्जा के बराबर होता है। यूनिट का नाम स्वीडन के एक वैज्ञानिक रॉल्फ सीवर्ट के सम्मान में रखा गया था।
परिभाषा के अनुसार, सीवर और ग्रे बराबर होते हैं, यानी समतुल्य और अवशोषित खुराक का आकार समान होता है। लेकिन उनमें अभी भी अंतर है। समतुल्य खुराक का निर्धारण करते समयन केवल मात्रा, बल्कि विकिरण के अन्य गुणों को भी ध्यान में रखना आवश्यक है, जैसे तरंग दैर्ध्य, आयाम, और कौन से कण इसका प्रतिनिधित्व करते हैं। इसलिए, अवशोषित खुराक का संख्यात्मक मान विकिरण गुणवत्ता कारक से गुणा किया जाता है।
इसलिए, उदाहरण के लिए, अन्य सभी चीजें समान होने पर, अल्फा कणों का अवशोषित प्रभाव गामा विकिरण की समान खुराक से बीस गुना अधिक मजबूत होगा। इसके अलावा, ऊतक गुणांक को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो दर्शाता है कि अंग विकिरण पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। इसलिए, रेडियोबायोलॉजी में समतुल्य खुराक का उपयोग किया जाता है, और प्रभावी खुराक का उपयोग व्यावसायिक स्वास्थ्य (विकिरण के जोखिम को सामान्य करने के लिए) में किया जाता है।
सौर स्थिरांक
एक सिद्धांत है कि हमारे ग्रह पर जीवन सौर विकिरण के कारण प्रकट हुआ है। एक तारे से विकिरण के मापन की इकाइयाँ कैलोरी और वाट होती हैं जिन्हें समय की एक इकाई से विभाजित किया जाता है। यह तय किया गया था क्योंकि सूर्य से विकिरण की मात्रा वस्तुओं को प्राप्त होने वाली गर्मी की मात्रा और उसके आने की तीव्रता से निर्धारित होती है। उत्सर्जित ऊर्जा की कुल मात्रा का आधा मिलियनवाँ भाग ही पृथ्वी तक पहुँच पाता है।
तारों से निकलने वाला विकिरण प्रकाश की गति से अंतरिक्ष में फैलता है और किरणों के रूप में हमारे वातावरण में प्रवेश करता है। इस विकिरण का स्पेक्ट्रम काफी व्यापक है - "सफेद शोर", यानी रेडियो तरंगों से लेकर एक्स-रे तक। कण जो विकिरण के साथ मिलते हैं वे प्रोटॉन होते हैं, लेकिन कभी-कभी इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं (यदि ऊर्जा रिलीज बड़ी थी)।
सूर्य से प्राप्त विकिरण सभी जीवित प्रक्रियाओं की प्रेरक शक्ति हैग्रह। हमें प्राप्त होने वाली ऊर्जा की मात्रा मौसम, क्षितिज के ऊपर तारे की स्थिति और वातावरण की पारदर्शिता पर निर्भर करती है।
जीवों पर विकिरण का प्रभाव
यदि समान विशेषताओं वाले जीवित ऊतकों को विभिन्न प्रकार के विकिरण (एक ही खुराक और तीव्रता पर) से विकिरणित किया जाता है, तो परिणाम अलग-अलग होंगे। इसलिए, परिणामों को निर्धारित करने के लिए, केवल अवशोषित या एक्सपोजर खुराक पर्याप्त नहीं है, जैसा कि निर्जीव वस्तुओं के मामले में होता है। मर्मज्ञ विकिरण की इकाइयाँ दृश्य पर दिखाई देती हैं, जैसे कि सिवर्ट रिम्स और ग्रे, जो विकिरण की समतुल्य खुराक को इंगित करते हैं।
समतुल्य वह खुराक है जिसे जीवित ऊतक द्वारा अवशोषित किया जाता है और एक सशर्त (तालिका) गुणांक से गुणा किया जाता है, जो इस बात को ध्यान में रखता है कि यह या उस प्रकार का विकिरण कितना खतरनाक है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला उपाय सिवर्ट है। एक सिवर्ट एक सौ रिम्स के बराबर होता है। गुणांक जितना अधिक होगा, विकिरण उतना ही अधिक खतरनाक होगा। तो, फोटॉन के लिए यह एक है, और न्यूट्रॉन और अल्फा कणों के लिए यह बीस है।
रूस और अन्य सीआईएस देशों में चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना के बाद से, मनुष्यों के विकिरण जोखिम के स्तर पर विशेष ध्यान दिया गया है। प्राकृतिक विकिरण स्रोतों से समकक्ष खुराक प्रति वर्ष पांच मिलीसेवर्ट से अधिक नहीं होनी चाहिए।
निर्जीव वस्तुओं पर रेडियोन्यूक्लाइड की क्रिया
रेडियोधर्मी कणों में ऊर्जा का आवेश होता है जिसे वे पदार्थ से टकराने पर स्थानांतरित कर देते हैं। और जितने अधिक कण उनके संपर्क में आते हैंपदार्थ की एक निश्चित मात्रा, उतनी ही अधिक ऊर्जा उसे प्राप्त होगी। इसकी मात्रा खुराक में अनुमानित है।
- अवशोषित खुराक किसी पदार्थ की एक इकाई द्वारा प्राप्त रेडियोधर्मी विकिरण की मात्रा है। इसे ग्रे में मापा जाता है। यह मान इस तथ्य को ध्यान में नहीं रखता है कि पदार्थ पर विभिन्न प्रकार के विकिरण का प्रभाव अलग-अलग होता है।
- एक्सपोजर खुराक - अवशोषित खुराक है, लेकिन विभिन्न रेडियोधर्मी कणों के प्रभाव से पदार्थ के आयनीकरण की डिग्री को ध्यान में रखते हुए। इसे कूलम्ब प्रति किलोग्राम या रेंटजेन्स में मापा जाता है।
