Өнгөрсөн зууны дунд үеэс шинжлэх ухаанд цацраг гэдэг шинэ үг орж ирсэн. Энэхүү нээлт нь дэлхийн физикчдийн оюун санаанд хувьсгал хийж, Ньютоны зарим онолыг үгүйсгэж, орчлон ертөнцийн бүтэц, түүний үүсэл, түүн дэх бидний байр байдлын талаар зоригтой таамаглал дэвшүүлэх боломжийг олгосон юм. Гэхдээ энэ нь мэргэжилтнүүдийн хувьд бүх зүйл юм. Хотынхон зөвхөн санаа алдаж, энэ сэдвээр ийм ялгаатай мэдлэгийг нэгтгэхийг хичээдэг. Цацрагийн хэмжилтийн нэлээн хэдэн нэгж байдаг бөгөөд тэдгээр нь бүгд зөвшөөрөгдсөн байдаг нь үйл явцыг төвөгтэй болгодог.
Нэр томьёо
Хамгийн түрүүнд таних нэр томьёо бол цацраг юм. Энэ нь электрон, протон, нейтрон, гелийн атом гэх мэт хамгийн жижиг хэсгүүдийн зарим бодисоор цацрагийн үйл явцыг нэрлэсэн нэр юм. Бөөмийн төрлөөс хамааран цацрагийн шинж чанар нь бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Цацраг туяа нь бодисыг энгийн бодис болгон задлах, эсвэл тэдгээрийг нэгтгэх явцад ажиглагддаг.
Цацрагийн нэгж нь бодисоос хичнээн энгийн бөөмс ялгарч байгааг илтгэдэг ердийн ойлголтууд юм. Одоогийн байдлаар физик нь гэр бүл дээр ажилладагянз бүрийн нэгжүүд ба тэдгээрийн хослолууд. Энэ нь танд бодистой холбоотой янз бүрийн процессуудыг дүрслэх боломжийг олгоно.
Цацраг идэвхт задрал нь тогтворгүй атомын цөмийн бүтцэд бичил хэсгүүд ялгаруулж дур зоргоороо өөрчлөгдөхийг хэлнэ.
Муудалтын тогтмол гэдэг нь тодорхой хугацааны туршид атом устах магадлалыг урьдчилан таамаглах статистик ойлголт юм.
Хагас задралын хугацаа гэдэг нь бодисын нийт хэмжээний тал хувь нь задрах хугацаа юм. Зарим элементүүдийн хувьд үүнийг хэдэн минутаар тооцдог бол заримд нь жил, бүр хэдэн арван жилээр тооцдог.
Цацраг туяаг хэрхэн хэмждэг вэ
Цацраг идэвхт материалын шинж чанарыг үнэлэхэд зөвхөн цацрагийн нэгж ашигладаггүй. Эдгээрээс гадна ийм хэмжигдэхүүнийг ашигладаг:
- цацрагийн эх үүсвэрийн идэвхжил;- урсгалын нягт (нэгж талбайд ногдох ионжуулагч хэсгүүдийн тоо).
Үүнээс гадна амьд ба амьгүй биетэд цацраг туяа үзүүлэх нөлөөг тайлбарлахдаа ялгаатай. Тэгэхээр, хэрэв бодис нь амьгүй бол түүнд хамаарах ойлголтууд:
- шингэсэн тун;- өртөлтийн тун.
Хэрэв цацраг нь амьд эдэд нөлөөлсөн бол дараах нэр томъёог хэрэглэнэ:
- эквивалент тун;
- үр дүнтэй эквивалент тун;- тунгийн хэмжээ.
Цацрагийн хэмжилтийн нэгжүүд нь дээр дурдсанчлан тооцооллыг хөнгөвчлөх, таамаглал, онолыг бий болгох зорилгоор эрдэмтдийн баталсан нөхцөлт тоон утгууд юм. Тийм ч учраас нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжүүрийн нэгж байдаггүй байх.
Кюри
Цацрагийн нэг нэгж нь кюри юм. Энэ нь системд хамаарахгүй (SI системд хамаарахгүй). Орос улсад үүнийг цөмийн физик, анагаах ухаанд ашигладаг. Нэг секундын дотор 3.7 тэрбум цацраг идэвхт задрал үүсвэл тухайн бодисын идэвхжил нэг кюритэй тэнцэнэ. Өөрөөр хэлбэл, бид нэг кюри гурван тэрбум долоон зуун сая беккерельтэй тэнцэнэ гэж хэлж болно.
Энэ тоо нь Мари Кюри (энэ нэр томъёог шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн) радиум дээр туршилт хийж, түүний задралын хурдыг үндэс болгон авсантай холбоотой юм. Гэвч цаг хугацаа өнгөрөхөд физикчид энэ нэгжийн тоон утгыг өөр нэг беккерелтэй илүү сайн уялдуулдаг гэж шийджээ. Ингэснээр математик тооцоололд зарим алдаа гарахаас зайлсхийх боломжтой болсон.
Кюриас гадна та ихэвчлэн үржвэр эсвэл дэд үржвэрийг олж болно, тухайлбал:
- мегакюри (беккерелийн 10-ыг 3.7 дахин үржүүлсэнтэй тэнцэх);
- килокюри (3,7 мянган беккерель);
- милликюри (37 сая беккерель);- микрокюри (37 мянган беккерель).
Энэ нэгжийг ашигласнаар та бодисын хэмжээ, гадаргуу эсвэл тодорхой идэвхийг илэрхийлж болно.
Беккерел
Цацрагийн тунгийн беккерел нэгж нь системийн шинж чанартай бөгөөд Олон улсын нэгжийн системд (SI) багтдаг. Энэ нь хамгийн энгийн нь, учир нь нэг беккерелийн цацраг идэвхжил нь бодист секундэд нэг л цацраг идэвхит задрал явагддаг гэсэн үг.
Энэ нэрээ Францын физикч Антуан Анри Беккерелийн нэрэмжит болгон авсан. Гарчиг байсанөнгөрсөн зууны сүүлчээр батлагдсан бөгөөд өнөөг хүртэл ашиглагдаж байна. Энэ нь нэлээд жижиг нэгж тул аравтын бутархай угтваруудыг үйл ажиллагааг илэрхийлэхэд ашигладаг: кило-, милли-, микро- болон бусад.
Сүүлийн үед Кьюри, Рутерфорд зэрэг системгүй нэгжүүдийг беккерелтэй хамт хэрэглэх болсон. Нэг Рутерфорд нэг сая беккерелтэй тэнцэнэ. Эзлэхүүний болон гадаргуугийн идэвхжилийн тодорхойлолтод нэг кг беккерел, метр тутамд беккерель (квадрат эсвэл куб) болон тэдгээрийн төрөл бүрийн деривативуудын тэмдэглэгээг олж болно.
Рентген зураг
Цацрагийн хэмжилтийн нэгж болох рентген нь мөн системчилсэн биш боловч хүлээн авсан гамма цацрагийн өртөлтийн тунг зааж өгөхөд хаа сайгүй ашигладаг. Нэг рентген нь стандарт атмосферийн даралт, тэг температурт нэг шоо сантиметр агаар 3.3(10-10) хэмжээтэй тэнцэх хэмжээний цэнэгийг агуулсан цацрагийн тунтай тэнцүү юм. Энэ нь хоёр сая хос ионтой тэнцэнэ.
ОХУ-ын хууль тогтоомжийн дагуу ихэнх системийн бус нэгжийг хориглодог хэдий ч рентген туяаг дозиметрийн тэмдэглэгээнд ашигладаг. Гэхдээ бүх зүйлийг саарал болон сивертээр бичиж, тооцоолох нь илүү практик болсон тул тэдгээрийг удахгүй ашиглахаа болино.
Rad
Цацрагийн хэмжүүрийн нэгж болох рад нь SI системийн гаднах бөгөөд нэг грамм бодист нэг сая жоуль энерги шилжих цацрагийн хэмжээтэй тэнцүү байна. Өөрөөр хэлбэл, нэг рад нь нэг кг бодис тутамд 0.01 жоуль байна.
Энерги шингээх материал нь амьд эд эсвэл бусад органик болонорганик бус бодис ба бодисууд: хөрс, ус, агаар. Бие даасан нэгжийн хувьд радыг 1953 онд нэвтрүүлсэн бөгөөд Орос улсад физик, анагаах ухаанд ашиглах эрхтэй.
Саарал
Энэ нь олон улсын нэгжийн системээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн цацрагийн түвшинг хэмжих өөр нэг нэгж юм. Энэ нь цацрагийн шингэсэн тунг тусгадаг. Цацрагаар дамжуулсан энерги нь кг тутамд нэг жоультэй тэнцүү бол тухайн бодисыг нэг саарал тун хүлээн авсан гэж үзнэ.
Энэ нэгж нь Английн эрдэмтэн Льюис Грэйгийн нэрэмжит нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд 1975 онд шинжлэх ухаанд албан ёсоор нэвтэрсэн. Дүрэм журмын дагуу нэгжийн бүтэн нэрийг жижиг үсгээр бичсэн боловч товчилсон тэмдэглэгээг том үсгээр бичнэ. Нэг саарал нь зуун радтай тэнцэнэ. Шинжлэх ухаанд энгийн нэгжээс гадна килограмм, мегагрэй, дециграй, центигрэй, микрограй болон бусад олон болон дэд олон тооны эквивалентуудыг ашигладаг.
Sievert
Цацрагийн сиверт нэгж нь цацрагийн үр дүнтэй, түүнтэй тэнцэх тунг илэрхийлэхэд хэрэглэгддэг ба саарал, беккерел зэрэг SI системийн нэг хэсэг юм. 1978 оноос хойш шинжлэх ухаанд ашиглагдаж байна. Нэг сиверт нь гамма цацрагийг нэг удаа халаахад нэг кг эдэд шингэсэн энергитэй тэнцүү байна. Нэгжийн нэрийг Шведийн эрдэмтэн Рольф Сивертийн нэрэмжит болгосон.
Тодорхойлолтоор сиверт ба саарал нь тэнцүү, өөрөөр хэлбэл эквивалент ба шингэсэн тун нь ижил хэмжээтэй байна. Гэхдээ тэдний хооронд ялгаа байсаар байна. Эквивалент тунг тодорхойлохдооцацрагийн зөвхөн тоо хэмжээг төдийгүй долгионы урт, далайц, ямар бөөмсийг төлөөлөх зэрэг бусад шинж чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Тиймээс шингэсэн тунгийн тоон утгыг цацрагийн чанарын хүчин зүйлээр үржүүлнэ.
Тиймээс, жишээ нь, бусад бүх зүйл тэнцүү байх үед альфа бөөмсийн шингэсэн нөлөө нь гамма цацрагийн ижил тунгаас хорин дахин хүчтэй байх болно. Үүнээс гадна эрхтэнүүд цацраг туяанд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдэгийг харуулсан эдийн коэффициентийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Иймд эквивалент тунг радиобиологид, үр дүнтэй тунг нь хөдөлмөрийн эрүүл мэндэд (цацрагт өртөлтийг хэвийн болгох) ашигладаг.
Нарны тогтмол
Манай гараг дээр амьдрал нарны цацрагийн нөлөөгөөр үүссэн гэсэн онол байдаг. Одны цацрагийг хэмжих нэгж нь калори ба ваттыг цаг хугацааны нэгжид хуваасан юм. Нарнаас ирэх цацрагийн хэмжээ нь объектуудын хүлээн авах дулааны хэмжээ, түүний ирж буй эрч хүчээр тодорхойлогддог тул үүнийг шийдсэн. Нийт ялгарах эрчим хүчний хагас саяны нэг нь л дэлхийд хүрдэг.
Оддын цацраг нь сансарт гэрлийн хурдаар тархаж, туяа хэлбэрээр манай агаар мандалд ордог. Энэхүү цацрагийн спектр нь нэлээд өргөн бөгөөд "цагаан дуу чимээ", өөрөөр хэлбэл радио долгионоос рентген туяа хүртэл. Цацрагт нийлдэг бөөмс нь протон боловч заримдаа электронууд байж болно (хэрэв энерги ялгарах нь их байсан бол).
Нарнаас хүлээн авсан цацраг нь бүх амьд үйл явцын хөдөлгөгч хүч юмгариг. Бидний хүлээн авах эрчим хүчний хэмжээ нь улирал, тэнгэрийн хаяа дээрх оддын байрлал, агаар мандлын тунгалаг байдлаас хамаарна.
Цацрагын амьд биетэд үзүүлэх нөлөө
Хэрэв ижил шинж чанартай амьд эд эсийг өөр өөр төрлийн цацрагаар (ижил тун, эрч хүчээр) цацрагаар цацвал үр дүн нь өөр өөр байх болно. Тиймээс үр дагаврыг тодорхойлохын тулд амьгүй объекттой адил зөвхөн шингэсэн эсвэл өртөх тун хангалтгүй юм. Цацрагийн эквивалент тунг илтгэдэг сиверт ремс, саарал өнгө зэрэг нэвтрэн орох цацрагийн нэгжүүд үзэгдэл дээр гарч ирнэ.
Эквивалент гэдэг нь амьд эдэд шингэж, энэ болон бусад төрлийн цацраг туяа хэр аюултай болохыг харгалзан үзсэн нөхцөлт (хүснэгт) коэффициентээр үржүүлсэн тун юм. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хэмжүүр бол сиверт юм. Нэг сиверт нь зуун ремтэй тэнцэнэ. Коэффициент өндөр байх тусам цацраг туяа нь илүү аюултай. Тэгэхээр фотонуудын хувьд энэ нь нэг, нейтрон ба альфа бөөмийн хувьд хорь байна.
Орос болон ТУХН-ийн бусад орнуудад Чернобылийн атомын цахилгаан станцад осол гарснаас хойш хүний цацраг туяанд өртөх түвшинд онцгой анхаарал хандуулах болсон. Байгалийн цацрагийн эх үүсвэрээс авах эквивалент тун нь жилд таван миллизивертээс хэтрэхгүй байх ёстой.
Амьд бус биетэд радионуклидын үйлчлэл
Цацраг идэвхт бөөмс нь энергийн цэнэгийг авч, түүнтэй мөргөлдөхдөө бодис руу шилжүүлдэг. Мөн илүү олон тоосонцор замдаа хүрч ирдэгтодорхой хэмжээний бодис байх тусам илүү их энерги хүлээн авах болно. Түүний хэмжээг тунгаар тооцдог.
- Шингэсэн тун нь бодисын нэгж хүлээн авсан цацраг идэвхт цацрагийн хэмжээ юм. Үүнийг саарал өнгөөр хэмждэг. Энэ утга нь янз бүрийн төрлийн цацрагийн бодист үзүүлэх нөлөө өөр өөр байдгийг харгалзаагүй болно.
- Өртөх тун нь шингэсэн тун боловч янз бүрийн цацраг идэвхт хэсгүүдийн нөлөөллөөс бодисын иончлолын зэргийг харгалзан үздэг. Үүнийг килограмм тутамд кулоноор эсвэл рентгенээр хэмждэг.
