Tipuri de dezintegrare radioactivă
Legea decăderii radioactive are forma:
unde N este numărul de nuclee radioactive care nu se descompun; N 0 este numărul de nuclee din momentul considerat ca punct de referință; l este constanta de dezintegrare.
Durata medie de viață t a nucleului radioactiv:, unde t este timpul în care numărul de nuclee radioactive scade cu un factor e, l este constanta de dezintegrare.
Timpul de înjumătățire este timpul în care numărul de nuclee radioactive este înjumătățit.
Spectra de radiații a particulelor alfa și beta.
Beta radiații. Spectrul energetic al particulelor beta este continuu și preia toate valorile posibile de la 0 la maxim.
Acest lucru se explică prin faptul că energia eliberată în decăderea beta este distribuită între particula beta și neutrino sau antineutrino.
Alfa radiații. Spectrul este reglementat. Energiile particulelor alfa emise din diferite nuclee sunt discrete.
Activitate. Numărul de descompuneri pe unitate de timp se numește activitatea substanței radioactive. Activitatea izotopului scade cu timpul în conformitate cu legea :. Cantitatea de activitate pe unitate de masă a unei substanțe se numește activitate specifică :.
Activitatea este măsurată în SI în Becquerels [Bq], 1 Bq = 1 decay / s sau în unități extra-sistem în Curie [Ki], 1 Cu = 3,77 × 1010 Bq.
Evident, activitatea specifică a lui A m este măsurată în Bq / kg, Kj / kg.
Interacțiunea radiației ionizante cu materia
Densitatea liniară de ionizare este raportul dintre numărul de perechi de ioni formate de o particulă ionizată încărcată în unitatea din calea sa :. Intervalul liniar mediu este valoarea medie a distanței dintre începutul și sfârșitul căii unei particule ionizante încărcate într-o substanță dată.
Puterea de frânare liniară este raportul dintre energia pierdută de o particulă ionizată încărcată în timpul trecerii unei căi elementare în materie, pe lungimea acestei căi :.
Intervalul liniar mediu al unei particule alfa depinde de energia sa. În aer este de câțiva centimetri, într-un organism viu 10 -100 microni.
Densitatea liniară a ionizării particulelor alfa în aer este (2 ¸ 8) × 106 perechi de ioni / m, iar puterea de frânare este de 70-270 MeV / m.
Baza de radiații provoacă ionizarea unei substanțe cu o densitate de ionizare liniară de 4600 perechi de ioni / m.
Baza biofizică a efectului radiației ionizante asupra corpului
Sub influența radiațiilor ionizante provin de conversie substanță chimică, numită radioliză în timpul trecerii radiațiilor ionizante prin țesut viu care conține o cantitate mare de apă, este de mare formarea de radicali OH sau H, sunt compuși extrem de vedere chimic care interacționează cu moleculele sistemului biologic, ceea ce conduce în încălcarea membranelor, celulele și funcțiile întregului organism; distrugerea mecanismelor de divizare și a aparatului cromozomic; blocarea proceselor de divizare; blocând procesele de regenerare tisulară.
Pentru efectul biologic al radiațiilor ionizante, este specifică o perioadă latentă (latentă). Diferitele părți ale celulelor sunt sensibil diferite față de aceeași doză de radiații ionizante. Cel mai sensibil la acțiunea radiației este nucleul celulei.
Utilizarea radionuclizilor și a neutronilor în medicină
Aplicațiile medicale ale radionuclizilor pot fi reprezentate în două grupuri. Un grup reprezintă metode care utilizează indicatori radioactivi (atomi marcați) cu scopuri de diagnosticare și cercetare. Un alt grup de metode se bazează pe utilizarea radionuclizilor ionizatori cu scop terapeutic.
Metoda de a numi atomi este că radionuclidele sunt introduse în organism și determină localizarea și activitatea lor în organe și țesuturi.
Pentru a detecta distribuția radionuclizilor în diferite organe ale corpului, este utilizat un topograf gamat, care detectează automat distribuția intensității preparatului radioactiv.
Indiferent de natura radiației ionizante, interacțiunea sa poate fi cuantificată. Pentru aceasta, determinați doza de radiații. Doza de radiație (doza absorbită de radiație) este energia absorbită a oricărei radiații ionizante, raportată la masa unității substanței iradiate. În SI, doza absorbită (D) este măsurată în granule, [Gy]: 1 Gy = 1 J / kg. Unitatea extrasisteme D - 1 rad. Un punct important este timpul în care obiectul este iradiat, prin urmare, se introduce conceptul de rată a dozei de radiație (P) :. Doza absorbită în SI este [Gy / s], în unități non-sistem - [rad / s].
Deoarece este dificil să se evalueze direct doza absorbită de radiații ionizante de către o persoană, aceasta se face folosind o doză de expunere (X), care este o măsură a ionizării aerului prin raze X și raze gama. În unități SI este doza de expunere [C / kg] de unități non-SI - Roentgen [P]. Deoarece doza de radiații este proporțională cu radiației incidente ionizante, iar absorbit între dozele de expunere să fie relație proporțională: unde f - unele coeficient de tranziție, care depinde de mai mulți factori, în primul rând de materialul iradiat și energia fotonilor. Pentru apa și țesutul moale al corpului uman f = 1, prin urmare, doza de radiație în rads este numeric egală cu doza corespunzătoare de expunere în raze X. Pentru țesutul osos coeficientul f = 4,5 și depinde de energia fotonilor. Comunicarea între activitatea sursei radioactive și doza de expunere este definită prin expresia: unde k g - radionuclid constantă, A - activitatea de droguri, t - timpul, r - distanța.
Evaluarea cantitativă a efectului biologic al radiațiilor ionizante. Doza echivalentă.
Pentru a compara efectele biologice ale diferitelor radiații cu efectele corespunzătoare cauzate de radiația X și radiația g, se introduce coeficientul de activitate biologică relativă (RBE) sau factorul de calitate K.
Doza absorbită împreună cu factorul de calitate dă o idee asupra efectului biologic al radiației ionizante, prin urmare produsul D × K este utilizat ca o singură măsură a acestei acțiuni și se numește doza de radiație echivalentă (H) :. În SI, doza echivalentă este măsurată în Sievert [Sv], în unitățile non-sistem din bere [rem].
Instrumentele sau dozimetrele dozimetrice sunt dispozitive pentru măsurarea dozelor de radiații ionizante sau a cantităților asociate dozei. Dozimetre pentru măsurarea dozei de expunere a radiației X și a radiației gamma sau a puterii sale se numesc contoare de raze X. Instrumentele pentru măsurarea activității sau concentrația izotopilor radioactivi se numesc radiometre.
Protecția împotriva radiațiilor ionizante
Există trei tipuri de protecție: protecția timpului, a distanței și a materialului. Acest lucru poate fi explicat pe baza formulei. Cu cât este mai mare timpul și cu cât distanța este mai mică, cu atât este mai mare doza de expunere. În consecință, este necesar să existe un timp minim sub influența radiațiilor ionizante și la o distanță maximă posibilă de sursa acestei radiații. Protecția materialului se bazează pe capacitatea diferită a substanțelor de a absorbi diferite tipuri de radiații ionizante. Protecția normală împotriva radiațiilor alfa este o bucată simplă de hârtie; protecția împotriva radiațiilor beta - o placă din aluminiu sau sticlă cu grosimea câțiva centimetri.
Lucrări independente pe această temă:
Pregătirea pentru lecție;
· Rezolvarea sarcinilor tipice pe tema lecției.
Controlul final al cunoștințelor:
· Răspunsuri la întrebări despre tema lecției;
· Soluția de sarcini situaționale, sarcini de testare pe această temă.
Tema de lucru pentru a înțelege tema lecției
Întrebări de test:
1. Ce este radioactivitatea? Cum diferă acest concept de transformările nucleare?
2. Scrieți legea decăderii radioactive. Descrieți cantitățile incluse în lege.
3. Care este constanta de dezintegrare? Care este perioada de înjumătățire plasmatică?
4. Ce se numește activitate, activitate specifică? În ce unități se măsoară? Cum se schimbă activitatea de izotop cu timpul?
5. Ce este radiația alfa? Ce caracteristici are aceasta?
6. Oferiți o descriere a emisiilor radioactive.
7. Ce efecte biofizice au radiațiile ionizante asupra țesuturilor vii?
8. Care sunt caracteristicile interacțiunii particulelor încărcate cu materia?
9. Ce procese însoțesc trecerea radiației ionizante prin substanță?
10. Ce schimbări posibile în celulă pot apărea sub acțiunea radiațiilor ionizante?
11. Dați definiția "dozei de radiație". În ce unități se măsoară?
12. Care este doza (P)? În ce scop este introdus acest concept? În ce unități este măsurat P?
13. Care este scopul definiției "dozei de expunere X"?
14. Cu ce formula puteți calcula doza de expunere produsă de o sursă punctuală? În ce unități se măsoară doza de expunere?
15. În ce scop este introdus conceptul de "doză echivalentă de H"? Ce este un factor de calitate sau RBE? În ce unități se măsoară doza echivalentă?
16. Cum sunt asociate dozele între ele: radiații (D), expunerea (X), echivalentul (H)? Explicați semnificația factorilor care leagă doza.
Trimiteți-le prietenilor: