چگونگی اندازه گیری تشعشع

اندازه گیری تشعشع
واحدهای اندازه گیری تشعشع
دید کلی
هر یک از حوزه‌های تخصصی فعالیتهای آدمی که برای پیگیری نیازمند کمی شدن باشد، باید توصیفهای معنی داری از خاصیت یا کمیت مورد اندازه گیری را تثبیت کند. علم تابش و بیوفیزیک تابش نیز از این قاعده برکنار نیستند. هر رشته می‌خواهد مجموعه‌ای از واحدهای مربوط به خود را با تعریفهای خاص بوجود آورد. کمیته بین‌المللی اوزان و مقادیر کار بهینه سازی ، توصیف همه کمیتها و واحدهای مورد استفاده در علوم را بر عهده گرفته است. واحدهای جدید که با مخفف SI برای عبارت System International توصیف شده‌اند، اکنون در اغلب کشورهای جهان بکار می‌روند.

واحدهای بنیادی
هر واحد برای توصیف کمیتهای فیزیکی را می‌توان به اندازه‌ گیری چهار کمیت بنیادی تقلیل داد. این کمیتها با یک مقدار عددی و یک واحد توصیف می‌شوند. این کمیتهای بنیادی و واحدهایی که برای توصیف آنها اختیار شده‌اند، عبارتند از: جرم با واحد بنیادی کیلوگرم ، طول با واحد بنیادی متر ، زمان با واحد بنیادی ثانیه و جریان الکتریکی که واحد بنیادی آن آمپر است. دستگاه SI را گاهی دستگاه کیلوگرم - متر - ثانیه ، نیز می‌نامند.
واحدهای ویژه
علوم تابش با تعداد زیادی واحدهای ویژه یعنی واحدهایی مشخص می‌شود که نام آنها در قالب کمیتهای بنیادی بیان نشده است. در کمیسیون بین‌المللی واحدها و اندازه‌گیریهای تابش (ICRU) در سال 1975 پیشنهاد شد که واحدهای ویژه بتدریج از دور خارج شوند و حتی‌الامکان واحدهای SI جایگزین آنها شوند. ICRU دو واحد جدید را برای اندازه‌گیری تابش پیشنهاد کرد. "بکرل" که عبارت است از واحدی برای توصیف رادیواکتیویته (پرتوزایی) و "گری" واحدی که دوز تابش را تعریف می‌کند.
تعاریف تابش
ذرات مستقیما یوننده
این ذرات عبارتند از ذرات باردار با انرژی جنبشی کافی برای تولید یونش ناشی از برخورد . این انرژی حتما باید بیش از کمینه انرژی بستگی در محیطی باشد که در آن برهم کنش صورت می‌گیرد، مانند پرتوهای گاما و ایکس.
ذرات یوننده غیر مستقیم
ذرات بدون باری هستند که می‌توانند بر اثر برهمکنش جنبشی با محیط ، ذرات یوننده آزاد کنند و یا می‌توانند یک تبدیل هسته‌ای را راه بیاندازند. مثلا نوترون می‌تواند با محیط برهمکنش نماید و پرتو نهایی با انرژی جنبشی زیاد یا هسته‌های اتمی تولید کند.
واحد پرتوگیری ایکس
واحد پرتو گیری ایکس بنابر تعریف ، عبارت است از خارج قسمت Q∆ بر m∆ . که در آن Q∆ مجموع بارهای الکتریکی همه یونهای هم ‌علامت است که پس از توقف کامل همه الکترونهای آزاد شده توسط فوتونها در عنصری حجمی از هوا به جرم m∆ تولید می‌شود. واحد ویژه پرتو گیری قدیمی‌تر از دستگاه جدید SI ، رونتگن (R) است. یکای جدید برای پرتوگیری در دستگاه SI وجود ندارد و رونتگن بیشتر در متون قدیمی دیده می‌شود.

واحد دوز جذب شده
دوز جذب شده (D) عبارت است از خارج قسمت ED∆ انرژی است که تابش یوننده به جرمی مانند m∆ از ماده در یک عنصر حجم منتقل می‌کند. واحد ویژه دوز جذب شده که تا سال 1972 به صورت گسترده بکار می‌رفت، راد بود. راد هنوز هم کاربردی گسترده‌ای دارد، اگر چه یکای ویژه جدیدی به جای آن معرفی شده است. یکای ویژه در دستگاه SI گری (GY) است. گری عبارت است از جذب یک ژول در یک کیلوگرم (1GY=1JKg-1). گری به‌ تدریج در نوشته‌های جدید به جای راد می‌نشیند. تبدیل راد به گری راحت است، زیرا هر یک گری برابر است با 100 راد.
انرژی انتقال یافته
انرژی انتقال یافته (ED∆) عبارت است از اختلاف ما بین مجموع انرژیهای (EE∆) تمام ذرات مستقیم یا غیر مستقیم یوننده‌ای که به یک عنصر حجم وارد می‌شوند و مجموع انرژیهای (EL∆) همه ذراتی که آن را ترک می‌کنند و برای هر گونه تغییر در جرم سکون (ER∆) که در واکنشهای هسته‌ای یا ذرات بنیادی در این عنصر حجم صورت می‌گیرد، تنظیم شده‌اند. واحد انرژی انتقال یافته ، گری یا راد است.
دوز معادل (H)
دوز معادل (H) عبارت است از حاصلضرب دوز جذب شده (D) ، عامل کیفیت (Q) ، عامل توزیع دوز (N) و هر عامل اصلاح کننده دیگر . H = DxQxN ، واحد ویژه H (دوز معادل) به واحد ویژه بکار رفته برای D بستگی دارد. مثلا: اگر D بر حسب راد باشد، واحد ویژه H بر حسب رم است و مقدار عددی دوز بر حسب رم برابر است با راد ضربدر عاملهای اصلاح مناسب N و Q. هیچ علامت اختصاری برای یکای رم وجود ندارد. اگر D بر حسب گری بیان شود، واحد ویژه H "سیورت" است. و دوز بر حسب سیورت به لحاظ عددی عبارت است از دوز بر حسب گری ضربدر همان عاملهای اصلاح مناسب. علامت اختصاری سیورت SV است.
تاثیر گذاری نسبی زیست شناختی
RBE مربوط به یک تابش خاص عبارت است از نسبت دوز جذب شده یک تابش مرجع (DR) به دوز جذب شده تابش مطلوب (DX) برای دستیابی به همان تاثیر گذاری زیست شناختی. اصلاح RBE در کارهای تجربی زیست شناسی تابش و سایر زمینه‌های مربوط بکار می‌رود. این ضریب با عامل کیفیت که در دوز معادل بررسی شد مرتبط است، اما با آن همسان نیست. برای تعریف RBE ، باید سطح تاثیر زیست شناختی و ماهیت مرحله نهایی زیست شناختی بکار رفته در تعریف را صریحا مشخص کرد.
انتقال خطی انرژی
انتقال خطی انرژی (LET) برای ذرات باردار در هر محیط ، بنا به تعریف عبارت است از خارج قسمت dEL بر dEL dEL میانگین انرژیی است که ذرات باردار با انرژی معین در عبور از مسافت dL به صورت موضعی به محیط منتقل می‌کنند. LET شکل محدود شده "توان توقف" در فیزیک است. ابعاد LET ، انرژی به ازای واحد طول است.