Concepte si marimi
Materia se compune din elemente, iar elementele se compun din atomi. Atomii contin un nucleu si un numar oarecare de electroni care au sarcina electrica negativa. Nucleul contine protoni, cu sarcina elecŽtrica pozitiva, si neutroni, fara sarcina electrica. Numarul protonilor este egal cu numarul electronilor si este numit numar atomic (de exemplu oxigenul are numarul atomic 8). Masa atomului este practic concentrata in nucleu, numarul de protoni plus neutroni din acesta se numeste numar de masa. In aceste conditii, speciile de atomi sunt diferentiate dupa numarul atomic si numarul de masa, sau mai simplu, dupa numele eleŽmentului si numarul de masa. Astfel caracterizati, atomii se numesc nuclizi. De exemplu, Carbonul-12 este un nuclid cu 6 protoni si 6 neuŽtroni, Plurnbul-208 este un nuclid cu 82 protoni si 126 neutroni.
Nuclizii unui element care au numere diferite de neutroni se numesc izotopi (deci izotopul nu este un sinonim al nuclidului). Hidrogenul, de exemplu, are 3 izotopi: hidrogen-1, hidrogen-2 numit si deuteriu si hidrogen-3, numit si tritiu. Nuclizii pot fi stabili sau instabili. Din cei circa 1700 nuclizi cunoscuti, aproximativ 280 sunt stabili, restul se transforma in mod sponŽtan in nuclizii altui element iar in timpul transformarii emit radiatie. Aceasta proprietate se numeste radioactivitate, transformarea se numeste dezintegrare, iar nuclidul spunem ca este un radionuclid. De exemplu, Carbonul-14 este un radionuclid care se dezintegreaza in Azot-14, care este stabil, iar Bariul-140 se dezintegreaza in radioŽnuclidul Lantan-140 iar acesta, la randul sau, in nuclidul stabil Ceriu-140.
Radiatiile emise de radionuclizi sunt: particule , particule si fotoni . Un alt tip de radiatie este si radiatia X, care se produce in urma bombardari cu electroni a unei tinte metalice aflate in vid. Radiatule X au proprietati similare cu radiatiile Y.
Tot in categoria radiatiilor mai pot fi inscrise radiatiile cu neutroni. Neutronii sunt eliberati de nuclizi, de obicei, in urma bombardarii cu parŽticule sau .
Energia cu care sunt emise radiatiile se masoara in electronivo1ti (eV) si reprezinta energia castigata de un electron cand strabate o diferenta de potential de un volt. Un multiplu al acestei unitati de masura este milion-electron-voltul (MeV); 1 MeV=106 eV.
Activitatea unei cantitati de radionuclid (rata de producere a deŽzintegrarilor naturale) se masoara in becquerel (Bq). Un becquerel este egal cu o dezintegrare intr-o secunda. In mod normal se utilizeaza MBq (megabecquerelul), care este egal cu un milion de becquereli. Timpul necesar ca activitatea unui radionuclid sa scada Ia jumatate prin dezintegrare se numeste timp de injumatatire si are simbolul T1/2. Radiatiile sunt detectate si masurate de: filmele fotografice, substantele termoluminiscente, contorii Geiger si detectoarele cu scintilatii. Masuratorile facute se pot interpreta in termenii dozei de radiatie absorbita de organism sau de o anumita parte a corpului. Doza absorbita se masoara in gray (Gy) si reprezinta energia cedata de radiatie unitati de masa a substantei prin care trece (de exemplu tesutul). Un gray corespunde unui joule pe kilogram. Frecvent, se folosesc submultipli ai grayului, cum este Gy, care reprezinta a milioana parte dintr-un Gy. Dozele absorbite egale au efecte biologice egale. Astfel, un gray de radiatie intr-un tesut este mai periculos decat un gray de radiatie , care are o sarcina electrica mai mica si se deplaseaza mai rapid. Din acest motiv s-a introdus o alta unitate de masura, sievert(Sv), care este egala cu doza absorbita inmultita cu un factor care tine seama de modul in care o anumita radiatie isi distribuie energia in tesut. Aceasta marime se numeste echivalentul dozei. Pentru particulele , fotonii si radiatiile X, factorul este egal cu unitatea. Pentru particulele factorul este 20, deci 1 Gy de radiatie corespunde unui echivalent al dozei de 20 Sv; 1 Sv de radiatie a produce aceleasi efecte asupra organismului uman sau animal ca 1 Sv radiatie , sau X. Pe de alta parte, in organism, ace1asi tip de radiatie are implicatii diferite in functie de organul atacat. Astfel, o iradiere cu particule plamanului este mult mai grava decat iradierea cu aceleasi particule a oaselor. Pentru a tine seama de acest atac diferit se utilizeaza pentru organism asa-numitu1 echivalent al dozei efectiv. Echivalentul dozei efectiv se calculeaza ca suma a produselor dintre echivalentul dozei fiecarui organ din corp si un factor de pondere asociat acelui organ. Factorii de pondere pentru om sunt prezentati in tabelul de mai jos.
Nr. Crt Tesutul sau organul Factor
1 Plamanii 0,12
2 Sanii 0,15
3 Testiculele si ovarele 0,25
4 Maduva osoasa 0,23
5 Suprafata oaselor 0,03
6 Ficatul 0,06
7 Tiroida 0,03
8 Restul organismului 0,24
De exemplu, daca iradierea s-a produs asupra plamanului (echivalentul dozei 9OmSv) ficatul (echivalent doza 80 mSv) suprafetei osoase (200 mSv) si a maduvei osoase (echivalent doza 150 mSv), echivaŽlentul dozei efectiv primit de organism se calculeaza astfel:
99x12 + 80x0,06 + 200x0,03 + 150x0,12 = 39,6 mSv.
Deoarece in multe lucrari de specialitate se pot intalni unitati de masura diferite de cele prezentate pana aici, in tabelul urmator se prezinta relatiile de interdependenta
