План лекции Открытие радиоактивности. Современные представления о ядре. Ядерные превращения. Радиоактивность и ядерные реакции

ЛЕКЦИЯ. Взаимодействие ионизирующего излучения с биологическими тканями. Основы дозиметрии. План лекции 1. Открытие радиоактивности. 2. Современные представления о ядре. 3. Ядерные превращения. Радиоактивность и ядерные реакции. 4. Радиоактивность в природе. 5. Действие радиоактивного излучения на вещество. 6. Действие радиоактивного излучения на организм. 7. Основы дозиметрии. 8. Радионуклидная диагностика. .1896г. Анри Беккерель открыл радиоактивность. Пьер и Мари Кюри в отходах руды нашли соли урана и в 1900 открыли радий и полоний. В 1900 году В. Резерфорд разделил это излучение на три вида:, и - излучение. Модель планетарная (размер ядра м). Размер атома т.е. основная часть атома пустое пространство. .Современное представление о ядре. протоны ; q= m=1,007 а.е.м. (1 а.е.м.=1,66 Ядро состоит из нуклонов нейтроны q=0 m=1,008а.е.м. Символика обозначения ядра X. Z –число протонов в ядре – зарядовое число совпадающее с номером ячейки в таблице Менделеева A – массовое число количество протонов +нейтронов A=Z+NN=A-Z В ядрах одного химического элемента число нейтронов (N) может быть различно, а число протонов всегда одно и тоже. ^ Ядра, содержащие одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, называется изотопами. Например - дефект массы Е связи=mc-энергия необходимая для связи протонов и нейтронов в ядре. - удельная энергия связи (энергия приходящаяся на 1 нуклон). А – число нуклонов в ядре. Нуклоны в ядре связаны ядерными силами. ^ Характеристика ядерных си��: 1) очень сильное взаимодействие (это сила в 10000 раз больше сил электромагнитной природы); 2) короткодействующие (действуют на расстоянии r=10; 3) зарядонезависимые; свойства насыщения (могут удерживать только определенное количество протонов и нейтронов, а потом распадаются). Самое маленькое ядро атом водорода. Ядерные превращения. Ядра способны к ядерным превращениям 1) радиоактивность – самопроизвольный распад ядер тяжелых элементов; 2) ядерные реакции – это превращение одних ядер в другие вследствие соударения ядер с ядрами или частиц (квантов или нейтронов) с ядрами. Все распады объединены в семейства: тория Th урана U нептуния Np актиния Ас. В 1919 году Резерфорд наблюдал распад протон. Реакции записывают, используя закон сохранения массового числа и заряда. Существует и - распад. 1)- распад (поток ядер гелия ) Пример (Ra-радий, Rn-радон) a) электронный (антинейтрино) 2)- распад б) позитронный (нейтрино) в) к – захват (захват электрона с ближайшей орбиты) ^ Основной закон радиоактивного распада. Скорость распада количество не распавшихся ядер в данный момент времени. - постоянная распада N –количество ядер в данный момент времени; - постоянная распада; -количество ядер в момент времени t=0 , Макроскопический образец любого радиоактивного изотопа содержит огромное число радиоактивных ядер. Процесс распада случайный. Используя теорию вероятности можно предсказать сколько ядер распадется. Период полураспада Т – время, за которое количество ядер в результате распада уменьшается в 2 раза. Если t=Т, то (диапазон 10до Период полураспада Изотоп Скорость распада называется активностью (А) А=. 1 распад за 1 сек Кюри Резерфорд Ядерные реакции разделяют на: реакции распада тяжелых элементов; реакция синтеза легких элементов. 2)реакции синтеза (легких элементов в природе намного больше, чем тяжелых (дейтерий в воде 1г на 60л воды). На Солнце этот процесс лежит в основе мощного светового излучения . (температура очень высокая всё превращается в пар). (атомная бомба, «магнитные ловушки») Радиоактивные изотопы, используемые в медицине, получают, используя ядерные реакции в ускорителях или в промышленных ядерных реакторах. - возбужденный, Ni излучает  - кванты, используемый для лучевой терапии. V Радиоактивность в природе Радиоактивные элементы в земной коре. Промышленные отходы (отходы военных взрывных испытаний). Космические лучи из космоса в основном а) ядра протонов – 92,9% б)  - частицы – 6,3 % в)  - излучение – 0,8 % В верхних слоях стратосферы, ионосфере эти излучения вызывают образование различных элементарных частиц  300 элементарных частиц. - мю-мезоны, ; Данные частицы или распадаются или захватываются магнитным полем Земли, образуя радиоактивные пояса 1) на 2) на До Земли доходят электронно-фотонные «дожди». V^ . Действие радиоактивного излучения на вещество 1) упругое рассеивание (изменение направления излучения); 2) возбуждение атомов и молекул приводит к химической реакции и образованию высокоактивных соединений; 3) фотоэффект отрыв электрона от атома приводит к ионизации; 4) ядерные реакции (приводят к изменению проводимости, образованию ядерных осколков, дочерних ядер); 5) выделение тепла. Самым опасным является ионизация, так как нарушается структура молекул. ^ Характеристики ионизирующей способности. 1) линейная плотность ионизации -количество пар ионов, образовавшихся на элементарном пути ^ 2) средний линейный пробег –среднее расстояние, которое проходит ионизирующая частица в веществе до полной остановки (L). 3)линейная тормозная способность - отношение энергии теряемой заряженной ионизирующей частицей при прохождении элементарного пути в веществе. ^ Влияние радиоактивного излучения на организм: -на молекулярном уровненарушение структуры молекул. -на клеточном уровне нарушение аппарата деления клетки и функции дифференцировки. -на тканевом уровне страдают ткани, у которых клетки быстро обновляются. а) костный мозг, кровь (клетки не созревают), покровные эпителии (в легких, кишечнике). На уровне организмав зависимости от объема участка тела попавшего под облучение различают: Локальные лучевые повреждения. II.Лучевая болезнь. I.Локальные лучевые повреждения 1) радиационный ожог (покраснение кожи, отек). Все 4 степени ожогов вплоть до обугливания; 2) вторичные локальные лучевые повреждения (выпадение волос, отек, омертвление кожи, пропадание кожи (дырки, язвы). Если облучен большой участок тела, то лучевая болезнь подразделяется: острая форма облучения (слабость, головокружение, лейкоцитоз, около2 дней); «мнимое благополучие» (около 2 недель), когда эффекты острого поражения исчезают; потеря аппетита, слабость, головокружение, тошнота, рвота, воспаление легких, колиты, кровоизлияниесмерть. Если человек выздоравливает , то переход в под - острую форму (на 2 года) проявления те же, но растянутые по времени переход в хроническую форму. Хроническая форма анемия, слабость, истощение, облысение, новообразования (опухолевые), бесплодие или генетические заболевания (психические нарушения, уродства, слабоумие). Форма заболевания зависит от дозы облучения I.Поглощенная доза - энергия рентгеновского излучения поглощенная массой . = 1Гр=10 Более маленькие 1 рад=10. 1 рад – ‘это доза излучения, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию 0,01 Дж. Доза экспозиционная - заряд ионов одного знака в массе вещества в результате воздействия радиационного излучения. ; 1 Р (рентген)=2,6 1Рентген – определяют как дозу рентгеновского или - излучения, при котором в 1 кг воздуха поглощается энергия 0,878. При одной и той же поглощенной дозы эффекты различные, поэтому вводят понятие биологическая доза или эквивалентная. - доза поглощенная; k –относительная биологическая активность. Для - излучения, k=1; для k=3; для=излучения k=20 самая высокая. (Зв) 1 бэр = 10 Естественные радиоактивные источники (космические лучи, недра) создают фон ~ 125 мбэр. Предельно допустимой при профессиональном облучении является 5 бэр в течении года. Min летальная доза от - излучения 600 бэр. Для оценки скорости накопления дозы используют мощности доз. Для оценки мощности доз и активности препаратов используют: дозиметры, сканеры и радиометры. Все эти приборы имеют детектор радиационного излучения, который преобразует энергию радиоактивных частиц в электрический или световой сигнал. І. Дозиметры определяющие экспозиционную дозу называются конденсаторными. Радиационное излучение   ионизирует частицы в камереионы притягиваются к электроду и стрелка электрометра падает По изменению судят о радиационном излучении. Для оценки активности препарата попавшего в организм используют радиометры. Детектор или счетчик Гейгера. Стеклянная колба внутри которой напылен тонкий слой металла (катод) в середине тонкая нить (анод). При попадании в счетчик ионизирующей одной частицы в газе образуются свободные электроны. В очень сильном поле электроны разгоняются и создают поток ионоввозникает лавина ионов, которая создает импульс тока затем он усиливается и падает на счетчик (А активность =. ІІ Для получения распределения радиоактивного препарата на организм используют сканеры. Сканеры используют в качестве детектора сцинтилляционный кристалл размером 2430 см, который помещают в близи поверхности тела человека после введения радиоактивного изотопа в кровь. При распаде радиоактивных частиц (возникает квант электромагнитного излучения) который вызывает на экране вспышки (квант электромагнитного излучения) далее попадает на ФЭУусилительпроцессоррегистрационное устройство. При протекании тока на этом резисторе происходит значительное падение напряжения. Напряжение на счетчике уменьшается и разряд прекращается. Для гашения разряда применяют включение последовательно со счетчиком высокоомного резистора. ^ Радионуклидная диагностик�� – это метод оценки уровня функционирования органа, локализации и интенсивности патологического процесса с помощью введения РФП (радиоактивного фармацевтического препарата) в кров человека или животного. Различают: І) in vivo РФП – это меченный радионуклидный изотоп вводят в кровь. После экспозиции оценивают активность препарата, его распределение по форме. Так, например, для диагностики заболевания щитовидной железы вводят радиоактивный иод или часть которого концентрируется в железе. Счетчик, расположенный поблизости железы фиксирует накопление иода. По скорости увеличения концентрации радиоактивного иода делают вывод о состоянии щитовидной железы.. Метод авторадиографии. На исследуемый объект (биоткань) наносят слой чувствительной фотоэмульсии. Содержащиеся в объекте радионуклиды оставляют след в соответствующем месте эмульсии, как бы фотографируя себя (отсюда и название метода). В медицине используют радиоактивные изотопы селена, индия, селура. Различают (in vivo) Au, u .

Похожие:

	План лекции Понятие радиоактивности. Виды радиоактивного распада.... Понятие радиоактивности. Естественная радиоактивность. Виды радиоактивного распада		РефератТема:"Ядерные реакции. Ядерная энергетика"
	Нашего урока: «Радиоактивность. Радиоактивные превращения». Цель... Данный урок рассказывает об истории открытия радиоактивности, о свойствах радиоактивного излучения. Наибольшее внимание уделяется...		Урок №5 Тема: «Радиоактивность. Радиоактивные превращения атомных ядер» Цель урока: дать учащимся представление о радиоактивности, изучить свойства α,β,γ-лучей, схемы радиоактивных распадов, развивать...
	Автономной Республики Крым Феодосийский политехнический техникум... Например, объектом энтомологии является класс насе­комых, ядерной физики — атомное ядро, процессы радио­активного распада и ядерные...		Методические указания к курсовому проекту по курсу "Ядерные энергетически реакторы" Методические указания к курсовому проекту по курсу "Ядерные энергетически реакторы" для студентов специальности "Атомные электрические...
	Лекция 1 Философия и ее роль в обществе. Основной вопрос философии Например, объектом энтомологии является класс насе­комых, ядерной физики — атомное ядро, процессы радио­активного распада и ядерные...		Тематический план практических занятий по радиологии для иностранных... Особенности устройства рентгенологических и радиологических отделений. Основные свойства ионизирующего излучения. Радиоактивность...
	Ядерные многоклеточные организмы, тело которых состоит из многочисленных нитей Гриб – ядерные многоклеточные организмы, тело которых состоит из многочисленных нитей		Реферат Тема: «Ставка на ядерные силы»