Содержание
- 2. 1. Протонно-нейтронная модель ядра
- 4. 2. Сильное взаимодействие нуклонов Протоны и нейтроны удерживаются в ядре силами сильного взаимодействия Ядерные силы притяжения
- 5. Свойства ядерных сил:
- 6. Притяжение между протоном и нейтроном объясняется постоянным обменом друг с другом виртуальной частицей π+-мезоном. Взаимодействие протонов
- 7. 3. Состав ядра
- 10. 4. Энергия связи нуклонов в ядре
- 13. 5. Радиоактивность. Виды радиоактивных распадов
- 19. Радиоактивный распад - это статистическое явление. Невозможно предсказать, когда распадется данное нестабильное ядро, можно лишь сделать
- 20. На практике вместо постоянной распада чаще используют другую характеристику радиоактивного изотопа - период полураспада Т. Это
- 21. Таким образом, активность препарата тем больше, чем больше радиоактивных ядер и меньше их период полураспада. Активность
- 22. 7. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом Заряженные частицы и γ-фотоны, распространяясь в веществе, взаимодействуют с электронами
- 23. По мере продвижения частицы в среде уменьшаются ее энергия и скорость, линейная плотность ионизации при этом
- 24. Ионизация и возбуждение являются первичными процессами. Вторичными процессами могут быть увеличение скорости молекулярно-теплового движения, характеристическое рентгеновское
- 25. При попадании γ-излучения в вещество наряду с процессами, характерными для рентгеновского излучения (когерентное рассеяние, эффект Комптона,
- 26. Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения
- 27. Вводят еще одно понятие дозы для рентгеновского и γ-излучения - экспозиционную дозу излучения X, которая является
- 28. 9. Защита от ионизирующего излучения Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом. Чем больше
- 31. Скачать презентацию
1. Протонно-нейтронная модель ядра
1. Протонно-нейтронная модель ядра
2. Сильное взаимодействие нуклонов
Протоны и нейтроны удерживаются в ядре силами сильного
2. Сильное взаимодействие нуклонов
Протоны и нейтроны удерживаются в ядре силами сильного
Ядерные силы притяжения между нуклонами в сотни раз больше электромагнитных сил отталкивания
Свойства ядерных сил:
Свойства ядерных сил:
Притяжение между протоном и нейтроном объясняется постоянным обменом друг с другом
Притяжение между протоном и нейтроном объясняется постоянным обменом друг с другом
3. Состав ядра
3. Состав ядра
4. Энергия связи нуклонов в ядре
4. Энергия связи нуклонов в ядре
5. Радиоактивность. Виды радиоактивных распадов
5. Радиоактивность. Виды радиоактивных распадов
Радиоактивный распад - это статистическое явление. Невозможно предсказать, когда распадется данное
Радиоактивный распад - это статистическое явление. Невозможно предсказать, когда распадется данное
Пусть за достаточно малый интервал времени dt распадается dN ядер. Это число пропорционально интервалу времени dt, а также общему числу N радиоактивных ядер:
6. Закон радиоактивного распада
На практике вместо постоянной распада чаще используют другую характеристику радиоактивного изотопа
На практике вместо постоянной распада чаще используют другую характеристику радиоактивного изотопа
Таким образом, активность препарата тем больше, чем больше радиоактивных ядер и
Таким образом, активность препарата тем больше, чем больше радиоактивных ядер и
Единица активности - беккерель (Бк), что соответствует активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада. Наиболее употребительной единицей активности является кюри (Ки); 1 Ки = 3,7 * 1010 Бк = 3,7 * 1010 с-1. Кроме того, существует еще одна внесистемная единица активности - резерфорд (Рд); 1 Рд = 106 Бк = 106 с-1. Для характеристики активности единицы массы радиоактивного источника вводят величину, называемую удельной массовой активностью и равную отношению активности изотопа к его массе. Удельная массовая активность выражается в беккерелях на килограмм (Бк/кг).
7. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
Заряженные частицы и γ-фотоны, распространяясь в
7. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
Заряженные частицы и γ-фотоны, распространяясь в
Основным механизмом потерь энергии заряженной частицы (α и β) при прохождении через вещество является ионизационное торможение. При этом ее кинетическая энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов среды.
Взаимодействие частицы с веществом количественно оценивается линейной плотностью ионизации, линейной тормозной способностью вещества и средним линейным пробегом частицы.
Под линейной плотностью ионизации i понимают отношение числа dn пар ионов, образованных заряженной ионизирующей частицей на элементарном пути dl, к этому пути: i = dn/dl. Размерность - пар ионов/м.
Линейной тормозной способностью вещества S называют отношение энергии dE, теряемой заряженной ионизирующей частицей при прохождении элементарного пути dl в веществе, к длине этого пути: S = dE/dl. Размерность - Дж/м.
Средним линейным пробегом заряженной ионизирующей частицы R является среднее значение расстояния, проходимого частицей в данном веществе до потери ионизирующей способности.
По мере продвижения частицы в среде уменьшаются ее энергия и скорость,
По мере продвижения частицы в среде уменьшаются ее энергия и скорость,
Так как для ионизации одной молекулы требуется энергия около 34 эВ, то значения линейной тормозной способности вещества (воздуха) Улежат в интервале 70-270 МэВ/м.
Средний линейный пробег α-частицы зависит от ее энергии. В воздухе он равен нескольким сантиметрам, в жидкостях и в живом организме - 10-100 мкм. После того как скорость α-частицы замедляется до скорости молекулярно-теплового движения, она, захватив два электрона в веществе, превращается в атом гелия.
Ионизация и возбуждение являются первичными процессами. Вторичными процессами могут быть увеличение
Ионизация и возбуждение являются первичными процессами. Вторичными процессами могут быть увеличение
Взаимодействие α-частиц с ядрами - значительно более редкий процесс, чем ионизация. При этом возможны ядерные реакции, а также рассеяние α-частиц.
β-Излучение, так же как и α-излучение, вызывает ионизацию вещества. Кроме ионизации и возбуждения β-частицы могут вызывать и другие процессы. Так, например, при торможении электронов возникает тормозное рентгеновское излучение. β-Частицы рассеиваются на электронах вещества, и их пути сильно искривляются в нем.
При попадании β+-частицы в вещество с большой вероятностью происходит такое взаимодействие ее с электроном, в результате которого вместо пары электрон-позитрон образуются два γ-фотона. Этот процесс называют аннигиляцией. Несмотря на разнообразие процессов, приводящих к ослаблению β-излучения, можно приближенно считать, что интенсивность его изменяется по экспоненциальному закону. В качестве одной из характеристик поглощения β-излучения веществом используют слой половинного поглощения, при прохождении через который интенсивность излучения уменьшается вдвое.
Можно считать, что в ткани организма β-частицы проникают на глубину 10-15 мм. Защитой от β-излучения служат тонкие алюминиевые, плексигласовые и другие экраны.
При попадании γ-излучения в вещество наряду с процессами, характерными для рентгеновского
При попадании γ-излучения в вещество наряду с процессами, характерными для рентгеновского
Поток нейтронов тоже является ионизирующим излучением, так как в результате взаимодействия нейтронов с ядрами атомов образуются заряженные частицы и γ-излучение.
Ионизирующее излучение оказывает действие на биологический объект, подвергнутый облучению и на последующие поколения через наследственный аппарат клеток. Это обстоятельство особо остро ставят вопрос о защите организмов от излучения.
Разные части клеток по-разному чувствительны к одной и той же дозе ионизирующего излучения. Наиболее чувствительным к действию излучения является ядро клетки.
Способность к делению - наиболее уязвимая функция клетки, поэтому при облучении прежде всего поражаются растущие ткани. Это делает ионизирующее излучение особенно опасным для детского организма. Губительно действует излучение и на ткани взрослого организма, в которых происходит постоянное или периодическое деление клеток: слизистую оболочку желудка и кишечника, кроветворную ткань, половые клетки и т.д. Действия ионизирующего излучения на быстрорастущие ткани используют также при терапевтическом воздействии на ткани опухоли.
Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают
Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают
8. Элементы дозиметрии
Независимо от природы ионизирующего излучения его взаимодействие количественно может быть оценено отношением энергии, переданной элементу облученного вещества, к массе этого элемента. Эту характеристику называют дозой излучения (поглощенной дозой излучения) D.
Различные эффекты ионизирующего излучения прежде всего определяются поглощенной дозой. Она сложным образом зависит от вида ионизирующего излучения, энергии его частиц, состава облучаемого вещества и пропорциональна времени облучения. Дозу, отнесенную ко времени, называют мощностью дозы.
Единицей поглощенной дозы излучения является грей (Гр), который соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж; мощность дозы излучения выражается в греях в секунду (Гр/с). Внесистемная единица дозы излучения - рад1 (1 рад = 10-2 Гр = 100 эрг/г), ее мощности - рад в секунду (рад/с).
Вводят еще одно понятие дозы для рентгеновского и γ-излучения - экспозиционную
Вводят еще одно понятие дозы для рентгеновского и γ-излучения - экспозиционную
Для данного вида излучения биологическое действие обычно тем больше, чем больше доза излучения. Однако различные излучения даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разные воздействия.
В дозиметрии принято сравнивать биологические эффекты различных излучений с соответствующими эффектами, вызванными рентгеновским и γ-излучениями.
Коэффициент К, показывающий, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или γ-излучения, при одинаковой дозе излучения в тканях, является коэффициентом качества. В радиобиологии его называют также относительной биологической эффективностью (ОБЭ).
Коэффициент качества устанавливают на основе опытных данных. Он зависит не только от вида частицы, но и от ее энергии.
9. Защита от ионизирующего излучения
Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием
9. Защита от ионизирующего излучения
Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием
Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения.
Защита от α-излучения проста: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной в несколько сантиметров, чтобы полностью поглотить α-частицы. Однако, работая с радиоактивными источниками, следует остерегаться попадания α-частиц внутрь организма при дыхании или приеме пищи.
Для защиты от β-излучения достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько сантиметров. При взаимодействии β-частиц с веществом может появиться тормозное рентгеновское излучение, а от β+-частиц - γ-излучение, возникающее при аннигиляции этих частиц с электронами. Более сложна защита от нейтрального излучения: рентгеновское и γ-излучения, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами вещества и поэтому глубже проникают в вещество. Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют, уменьшая их скорость в водородсодержащих веществах. Затем другими веществами, например кадмием, поглощают медленные нейтроны.