ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 14 Радиоактивность виды радиоактивного распада

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 14 Радиоактивность, виды радиоактивного распада. Основные законы радиоактивного распада. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Дозиметрия ионизирующего излучения 1

Радиоактивность Ядро 1 → → ядро 2 + элементарная частица 2 А – число нуклонов Z – число протонов q = +1, 6 · 10 -19 Кл mp = 1, 6726 · 10 -27 кг N = A – Z – число нейтронов q = 0 Кл mn = 1, 6750 · 10 -27 кг 2

Естественная и искусственная Распады α – распад: Протонная радиоактивность Спонтанное деление ядер тяжелых элементов 3

β – распад: – электрон – позитрон Взаимные превращения в ядре протона и нейтрона γ – излучение 4

Закон радиоактивного распада 5

Какова активность препарата, если в течение 10 мин распадается 10 000 ядер этого вещества? dt = d. N = За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в три раза. Во сколько раз оно уменьшится за два года? 6

За какое время t распадается ¼ начального количества ядер радиоактивного изотопа, если период его полураспада Т 1/2=24 ч? За время t = 8 суток распалось k = ¾ начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада T 1/2. 7

Активность А препарата уменьшилась в k = 250 раз. Оценить скольким периодам полураспада T 1/2 равен протекший промежуток времени t? За время t=1 сут активность изотопа уменьшилась от A 1=118 ГБк до A 2=7, 4 ГБк. Оценить период полураспада T 1/2 этого нуклида. 8

После Чернобыльской аварии в некоторых местах загрязненность почвы радиоактивным цезием-137 была на уровне 45 Ки/км 2. Оценить через сколько лет активность в этих местах снизится до относительно безопасного уровня 5 Ки/км 2. Период полураспада цезия-137 равен Т 1/2 = 30 лет. 9

Допустимая активность йода-131 в щитовидной железе человека должна быть не более 5 н. Ки. У некоторых людей, находившихся в зоне Чернобыльской катастрофы, активность йода-131 доходила до 800 н. Ки. Оценить через сколько дней активность снижалась до нормы? Период полураспада йода-131 равен 8 суткам. 10

Ионизирующие излучения: потоки квантов: Х – излучение; γ – излучение потоки заряженных частиц: α – излучение; β – излучение; n – излучение; р - излучение 11

Взаимодействие излучения с веществом = = изменение состояния носителей излучения + + изменение состояния вещества = f (свойства носителей + свойства вещества) Стадии взаимодействия: 1. Физическая 2. Физико-химическая 3. Химическая 4. Биологическая 12

Физическая стадия Носитель изменяет направление распространения и теряет энергию Вещество изменяет энергетическое и электрическое состояние 13

Количественные оценки свойств излучения и вещества при их взаимодействии на первой стадии: 1. Линейная тормозная способность вещества: S = f (свойства вещества; E; q ) 14

2. Линейная плотность ионизации: i = f (свойства вещества; E; q ) 3. Средний линейный пробег 15

α – излучение Направление движения не меняется 16

17

18

β – излучение Направление движения меняется 19

20

γ – излучение μ – линейный коэффициент ослабления 21

Действие излучения на вещество Физическое воздействие 1. Поглощенная доза: 1 Гр = 100 рад 2. Мощность поглощенной дозы: 22

3. Экспозиционная доза Равна заряду всех положительных ионов, образующихся под действием излучения в единице массы воздуха при нормальных условиях Энергетический эквивалент 1 Рентгена: 23

Мощность экспозиционной дозы: При постоянной мощности экспозиционной дозы: 24

1 – 4, 5 25

Биологическое воздействие 4. Эквивалентная доза: [Н] = 1 Зв = 100 бэ. Р 26

Человек массой 60 кг в течение 6 ч подвергался действию γ - излучения, мощность которого составляла 30 мк. Р/час. Считая, что основным поглощающим элементом являются мягкие ткани, найти экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы облучения. m = 60 кг К = 1 f = 1 РХ = 30 мк. Р/час t = 6 час Мощность экспозиционной дозы: Экспозиционная доза излучения: мк. Р = Р 27

Поглощенная доза излучения: D = рад 1 Гр = 100 рад D = Гр Эквивалентная доза: 28

Тканью массой m = 10 г поглощается N = 109 α-частиц с энергией ε = 5 Мэ. В. Найти эквивалентную дозу облучения. ε = 5 Мэ. В = Поглощенная доза: Гр Эквивалентная доза облучения: 29