Ползите и вредите от радиоактивното излъчване. Резюме: Радиация, употреби и проблеми

Радиоактивност- нестабилност на ядрата на някои атоми, проявяваща се в способността им да претърпяват спонтанни трансформации (разпад), придружени от излъчване на йонизиращо лъчение - радиация.

Радиоактивно разпадане - промяна в състава на нестабилните атомни ядра. Ядрата спонтанно се разпадат на ядрени фрагменти и елементарни частици (продукти на разпадане). Разпадането произвежда гама лъчение. Това е увреждащ фактор с дълготраен ефект, действащ върху огромна площ, зона радиоактивно разпадане.

Характеристики на инфекциозните зони:

Зона на умерена инфекция (зона А) - напрЕкспозиционната доза на радиация по време на пълното време на разпадане (D) варира от 40 до 400 R. Зона на тежка инфекция (зона B) - напрДозата на експозиция на радиация по време на пълното време на разпадане (D) варира от 400 до 1200 R. Зона на опасно замърсяване (зона B) -експозиционната доза радиация по време на пълното време на разпад (D) е 1200 R. Особено опасна зона на замърсяване (зона Г) - напрПозиционната доза на радиация по време на пълното време на разпад (D) е 4000 R.

Основни единици за измерване на радиоактивност.

Рентгенов - несистемна единица за измерване на дозата на облъчване (облъчване). 1 R е приблизително равен на 0,0098 Sv. Един рентген съответства на дозата рентгеново или гама лъчение, при която 2 се образува в 1 cm3 въздух. 10 9 йонни двойки. 1 R = 2,58. 10 -4 С/кг.

Сив - системна единица за измерване на дозата на радиация (погълната). 1 грей абсорбира 1 килограм вещество, за да произведе 1 джаул енергия: Gr = J / kg = m² / s².

Радвам се - извънсистемна единица за измерване на дозата на радиация (погълната). 1 rad е дозата, при която вещество от 1 грам получава 100 erg енергия. 1 Gy = 100 rad

гол - несистемна единица за измерване на доза радиация (еквивалентна и ефективна), биологичен еквивалент на рентгенова снимка. 1 rem е облъчване на тялото, което дава същите ефекти, както при експозиционна доза от 1 рентген.

сиверт- системна единица за измерване на дозата на облъчване (еквивалентна и ефективна). 1 сиверт е енергията, получена от 1 килограм биологична тъкан, равна по въздействие на радиационна доза от 1 грей: Sv = J / kg = m² / s². 1 Sv = 100 рем. Основна мерна единица в дозиметрите.

Бекерел - системна единица за измерване на активността на източника. Дефинира се като активност на източник, която се случва едно разпадане в секунда. Изразено Bk = s −1

Кюри - извънсистемна единица за измерване на активността на източника. Едно кюри съответства на броя на дезинтеграциите за секунда в 1 грам радий. 1 Ки = 3,7. 10 10 Bq.

Използването на радиоактивни източници в различни полетачовешка дейност.

Лекарство:използване на радиация за диагностициране на заболяване (рентгенова и радиоизотопна диагностика); използването на радиация за лечение (радиоизотопна и лъчева терапия); радиационна стерилизация.

Радиоизотопната диагностика е използването на радиоактивни изотопи и белязани с тях съединения за разпознаване на заболявания. Радиотерапията е облъчване на тумор с поток от лъчи, понякога се използва при лечение доброкачествени тумори, предотвратява растежа, размножаването и разпространението на раковите клетки към здравата тъкан. На радиационна стерилизация се подлагат материали и препарати за медицински цели, които не издържат на термична или химическа обработка или губят лечебните си свойства.

Химическа индустрия : модификация на текстилни материали за получаване на свойства, подобни на вълна, производство на памучни тъкани с антимикробни свойства, радиационна модификация на кристал за получаване на кристални продукти с различни цветове, радиационна вулканизация на гумено-тъканни материали, радиационна модификация на полиетиленови тръби за повишаване на устойчивостта на топлина и устойчивост към агресивни среди, втвърдяване на боя и лакови покрития върху различни повърхности.

Дървообработваща промишленост: В резултат на облъчване меката дървесина придобива значително ниска водопоглъщаща способност, висока стабилност на геометричните размери и по-висока твърдост (производство на мозаечен паркет).

Градски услуги: радиационно третиране и дезинфекция на отпадъчни води.

Селскостопански: облъчване на селскостопански растения с ниска доза с цел стимулиране на растежа и развитието им; използването на йонизиращо лъчение за радиационен мутагенез и селекция на растения; използване на метода на радиационна стерилизация за контрол на насекоми вредители.

Ядрена енергия ( Ядрената енергия) е клон на енергетиката, занимаващ се с производство на електрическа и топлинна енергия чрез преобразуване на ядрена енергия. Основата на ядрената енергетика е атомни електроцентрали(АЕЦ). Обикновено за получаване на ядрена енергия се използва ядрена верижна реакция на делене на уран-235 или плутониеви ядра. Ядрената енергия се произвежда в атомни електроцентрали, използва се в атомни ледоразбивачи, атомни подводници; Освен това са правени опити за създаване ядрен двигателза самолети (ядрени самолети) и "ядрени" танкове.

Радиоактивното лъчение се използва широко в диагностиката и лечението на заболявания.

За определяне на заболявания на щитовидната жлеза (с помощта на изотоп 131 I) се използва радионуклидна диагностика или, както се нарича, методът на етикетирания атом. Този метод също ви позволява да изследвате разпределението на кръвта и други биологични течности, да диагностицирате заболявания на сърцето и редица други органи.

Гама терапията е метод на лечение онкологични заболяванияизползвайки g-лъчение. За тази цел най-често се използват специални инсталации, наречени кобалтови пушки, в които като излъчващ изотоп се използва 66 Co. Приложения на гама лъчение висока енергияви позволява да унищожите дълбоко разположени тумори, докато повърхностно разположените органи и тъкани са подложени на по-малко разрушителни ефекти.

Прилага се и радонова терапия: минерална водапродуктите, съдържащи него, се използват за въздействие върху кожата (радонови бани), храносмилателните органи (пиене) и дихателните органи (вдишване).

Алфа частиците се използват в комбинация с неутронни потоци за лечение на рак. В тумора се въвеждат елементи, чиито ядра под въздействието на неутронен поток предизвикват ядрена реакция с образуване на a-лъчение:

.

Така се образуват а-частици и ядра на отката в частта на органа, която трябва да бъде експонирана.

В съвременната медицина за диагностични цели се използват твърди спирачни рентгенови лъчи, произведени в ускорители и притежаващи висока квантова енергия (до няколко десетки MeV).

Дозиметрични уреди

Дозиметрични инструменти или дозиметри,са устройства за измерване на дози йонизиращо лъчение или зависими от дозата величини.

Структурно, дозиметри от детектор ядрена радиацияи измервателен уред. Те обикновено се градуират в единици доза или мощност на дозата. В някои случаи е предвидена аларма за превишаване зададена стойностмощност на дозата.

В зависимост от използвания детектор биват йонизационни, луминесцентни, полупроводникови, фотодозиметри и др.

Дозиметрите могат да бъдат предназначени за измерване на дози от определен вид радиация или да регистрират смесена радиация.

Дозиметри за измерване на експозиционната доза на рентгеновото и g-лъчение или неговата мощност се наричат Рентгенометри.

Те обикновено използват йонизационна камера като детектор. Зарядът, протичащ във веригата на камерата, е пропорционален на дозата на експозиция, а токът е пропорционален на нейната мощност.

Съставът на газа в йонизационните камери, както и материалът на стените, от които са съставени, е подбран така, че да се постигнат условия, идентични с абсорбцията на енергия в биологичните тъкани.

Всеки отделен дозиметър е миниатюрна цилиндрична камера, която е предварително заредена. В резултат на йонизация камерата се разрежда, което се записва от вграден в нея електрометър. Показанията му зависят от експозиционната доза йонизиращо лъчение.

Има дозиметри, чиито детектори са газомери.

За измерване на активността или концентрацията на радиоактивни изотопи, инструменти, наречени радиометри.

Общата блокова схема на всички дозиметри е подобна на тази, показана на фиг. 5. Ролята на сензор (измервателен преобразувател) се изпълнява от детектор на ядрено излъчване. Като изходни устройства могат да се използват стрелкови инструменти, записващи устройства, електромеханични броячи, звукови и светлинни аларми.

КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ

1. Какво се нарича радиоактивност? Назовете видовете радиоактивност и видовете радиоактивен разпад.

2. Какво се нарича a-decay? Какви видове b-разпад има? Какво е g-лъчение?

3. Запишете основния закон на радиоактивното разпадане. Обяснете всички количества, включени във формулата.

4. Какво се нарича константа на разпадане? полуживот? Напишете формула, свързваща тези количества. Обяснете всички количества, включени във формулата.

5. Какъв ефект имат? йонизиращо лъчениевърху биологичната тъкан?

7. Дайте определения и формули за погълнати, експозиционни и еквивалентни (биологични) дози на радиоактивно лъчение, техните мерни единици. Обяснете формулите.

8. Какъв е факторът за качество? От какво зависи качественият фактор? Дайте стойностите му за различни лъчения.

9. Какви методи за защита срещу йонизиращи лъчения съществуват?

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://allbest.ru

Курсова работа

По темата: "Радиоактивност. Използването на радиоактивни изотопи в технологиите"

Въведение

1. Видове радиоактивни лъчения

2.Други видове радиоактивност

3. Алфа разпад

4. Бета разпад

5. Гама разпад

6. Законът за радиоактивното разпадане

7.Радиоактивни серии

9. Използване на радиоактивни изотопи

Въведение

Радиоактивността е превръщането на атомните ядра в други ядра, придружено от излъчване на различни частици и електромагнитно излъчване. Оттук и името на явлението: на латински radio - излъчвам, activus - ефективен. Тази дума е измислена от Мария Кюри. Когато едно нестабилно ядро ​​- радионуклид - се разпадне, от него излитат частици. висока скоростедна или повече високоенергийни частици. Потокът от тези частици се нарича радиоактивно излъчване или просто радиация.

рентгенови лъчи. Откриването на радиоактивността е пряко свързано с откритието на Рентген. Нещо повече, известно време те смятаха, че това са един и същи тип радиация. Късен 19 век Като цяло той беше богат на откриването на различни видове неизвестни преди това „излъчвания“. През 1880 г. английският физик Джоузеф Джон Томсън започва да изучава елементарни носители отрицателен зарядПрез 1891 г. ирландският физик Джордж Джонстън Стоуни (1826-1911) нарича тези частици електрони. Накрая през декември Вилхелм Конрад Рьонтген обяви откриването на нов вид лъчи, които той нарече рентгенови. И досега в повечето страни те се наричат ​​така, но в Германия и Русия е прието предложението на немския биолог Рудолф Алберт фон Кьоликер (1817-1905) лъчите да се наричат ​​рентгенови. Тези лъчи се създават, когато електрони, летящи бързо във вакуум (катодни лъчи), се сблъскат с препятствие. Беше известно, че когато катодните лъчи ударят стъкло, то излъчва Видима светлина- зелена луминесценция. Рентгенът открива, че в същото време от зеленото петно ​​на стъклото излизат други невидими лъчи. Това се случи случайно: в тъмна стая близкият екран, покрит с бариев тетрацианоплатинат Ba, светна, добавено 03.05.2014 г.

Информация за радиоактивното излъчване. Взаимодействие на алфа, бета и гама частици с материята. Структурата на атомното ядро. Концепцията за радиоактивен разпад. Характеристики на взаимодействието на неутроните с материята. Качествен фактор за различни видоверадиация.

резюме, добавено на 30.01.2010 г

Структура на материята, видове ядрен разпад: алфа разпад, бета разпад. Закони на радиоактивността, взаимодействие на ядреното лъчение с материята, биологични ефекти на йонизиращото лъчение. Радиационен фон, количествена характеристика на радиоактивността.

резюме, добавено на 02.04.2012 г

Ядрено физични свойства и радиоактивност на тежки елементи. Алфа и бета трансформации. Същността на гама лъчение. Радиоактивна трансформация. Спектри на разсеяно гама-лъчение от среди с различни серийни номера. Физика на ядрено-магнитния резонанс.

презентация, добавена на 15.10.2013 г

Ядрени йонизиращи лъчения, техните източници и биологични ефекти върху органите и тъканите на живия организъм. Характеристики на морфологичните промени на системно и клетъчно ниво. Класификация на последствията от облъчване на хора, радиозащитни средства.

презентация, добавена на 24.11.2014 г

Произведения на Ърнест Ръдърфорд. Планетарен модел на атома. Откриване на алфа и бета радиация, краткотрайния изотоп на радона и образуването на нови химични елементи по време на разпада на тежки химикали радиоактивни елементи. Ефект на радиацията върху туморите.

презентация, добавена на 18.05.2011 г

Рентгеновите лъчи са електромагнитни вълни, чийто спектър се намира между ултравиолетовото и гама лъчение. История на откритието; лабораторни източници: рентгенови тръби, ускорители на частици. Взаимодействие с веществото, биологични ефекти.

презентация, добавена на 26.02.2012 г

Понятие и класификация на радиоактивните елементи. Основни сведения за атома. Характеристики на видовете радиоактивно лъчение, неговата проникваща способност. Време на полуразпад на някои радионуклиди. Схема на процеса на неутронно индуцирано ядрено делене.

презентация, добавена на 02/10/2014

Гама лъчение - къси вълни електромагнитно излъчване. На кантара електромагнитни вълниграничи с твърдо рентгеново лъчение, заемащо областта на по-високите честоти. Гама радиацията има изключително къса дължина на вълната.

резюме, добавено на 11/07/2003

Характеристики на корпускулярното, фотонното, протонното, рентгеновото излъчване. Характеристики на взаимодействието на алфа, бета, гама частици с йонизиращо вещество. Същността на комптоновото разсейване и ефекта от образуването на двойки електрон-позитрон.

Феноменът радиоактивност и използването му в науката, индустрията и медицината

Изготвил: ученик

Училище № 26, Владимир

Хруполов К.

Още една мистерия на природата

Краят на 19-ти и началото на 20-ти век са изключително богати на спиращи дъха открития и изобретения, за които хората могат само да мечтаят. Идеята за възможността за получаване на неизчерпаема енергия, съдържаща се в незначително количество материя, живееше в дебрите на човешката мисъл.

Известен учен от онова време беше Бекерел, който си постави за цел да разгадае природата на мистериозното сияние на определени вещества под въздействието на слънчевата радиация. Бекерел натрупва огромна колекция от светещи химикали и естествени минерали.

Цел на работата

• Изучаване на понятието радиоактивност, нейното откриване.

• Разберете как радиоактивните изотопи се използват в науката, индустрията и медицината.

• Определете значението на явлението радиоактивност в света.

Феномен радиоактивност

Радиоактивността е способността на някои атомни ядра спонтанно да се превръщат в други ядра с излъчване на различни видове радиоактивно лъчение и елементарни частици.

Как да използваме явлението радиоактивност?

Приложение на радиоактивността в медицината

Радиотерапията е използването на силна радиация за убиване на ракови клетки.

Радиоактивният йод се натрупва в щитовидната жлеза

жлеза, определя дисфункция и

използвани при лечението на болестта на Грейвс.

Физиологичният разтвор, маркиран с натрий, измерва скоростта на кръвообращението и определя проходимостта на кръвоносните съдове на крайниците.

Радиоактивният фосфор измерва обема на кръвта и лекува еритремия.

Приложения на радиоактивността в промишлеността

Един пример за това е следният метод за наблюдение на износването на буталните пръстени в двигатели с вътрешно горене. Облъчвайки буталния пръстен с неутрони, те предизвикват ядрени реакции в него и го правят радиоактивен. Когато двигателят работи, частици от материала на пръстена влизат в смазочното масло. Чрез изследване на нивото на радиоактивност в маслото след определено време на работа на двигателя се определя износването на пръстена. Мощно гама лъчение от радиоактивни лекарства се използва за изследване на вътрешната структура на метални отливки с цел откриване на дефекти в тях.

Приложение на радиоактивността в селско стопанство

Облъчването на семената на растенията с малки дози гама лъчи от радиоактивни лекарства води до забележимо увеличение на добива. „Маркирани атоми“ се използват в селскостопанската технология. Например, за да разберете кой фосфорен тор се усвоява по-добре от дадено растение, различни торове се маркират с радиоактивен фосфор P. Чрез след това изследване на растенията за радиоактивност е възможно да се определи количеството фосфор, което те са абсорбирали от различни видове торове.

Откриване на явлението радиоактивност.

Откриването на феномена радиоактивност може да се счита за едно от най-забележителните открития на съвременната наука. Благодарение на него човекът успя значително да задълбочи познанията си за структурата и свойствата на материята, да разбере законите на много процеси във Вселената и да реши проблема с овладяването на ядрената енергия.

Потенциал за велика наука

До откриването на радиоактивността учените вярваха, че знаят всичко физични явленияи няма нищо за отваряне.

Възможно ли е в света да има нещо друго, непознато за човечеството?

Кое ядро ​​в радиоактивно вещество ще се разпадне първо, кое ще се разпадне след това и кое ще се разпадне последно? Физиците твърдят, че е невъзможно да се знае: разпадането на едно или друго радионуклидно ядро ​​е случайно събитие. В същото време поведението радиоактивно веществокато цяло се подчинява на ясни модели.

Нека научим за полуживота

Ако вземете затворена стъклена колба, съдържаща определено количество радон-220, се оказва, че след около 56 s броят на радоновите атоми в колбата ще намалее наполовина, през следващите 56 s - с още една половина и т.н. , става ясно защо интервалът от време от 56 s се нарича период на полуразпад на Радон-220.

полуживот T 1/2 е физическо количество, което характеризира радионуклида и е равно на времето, през което се разпада половината от наличния брой ядра на даден радионуклид.

Време на полуразпад на някои радионуклиди

Единицата SI за полуживот е втора:

Всеки радионуклид има свой собствен период на полуразпад (виж таблицата).

Пробата съдържа 6,4 10 20 атома йод-131. Колко атома йод-131 ще има в пробата след 16 дни?

Ние определяме активността на радиоактивен източник

Както уран-238, така и радий-226 са α-радиоактивни (техните ядра могат спонтанно да се разпадат на α-частица и съответно дъщерно ядро).

От коя проба ще бъдат излъчени повече алфа частици за 1 s, ако броят на атомите на уран-238 и радий-226 е еднакъв?

Надяваме се, че сте отговорили правилно на въпроса и като вземем предвид, че периодите на полуразпад на тези радионуклиди се различават почти 3 милиона пъти, ние установихме, че през същото време ще се появят много повече α-разпади в радиева проба, отколкото в уран проба.

Физическа величина, числено равна на броя на разпадите, възникващи в радиоактивен източник за единица време, се нарича активност на радиоактивния източник.

Активността на радиоактивен източник се представя със символа A. Единицата за активност в SI е бекерел.

Ориз. 24.1. Графика на активността на радий-226 спрямо времето. Времето на полуразпад на радий-226 е 1600 години

История на откриването на изкуствени радиоактивни изотопи

Първият изкуствен радиоактивен изотоп (15P) е получен през 1934 г. от двойката Фредерик и Ирен Жолио-Кюри. Чрез облъчване на алуминий с алфа частици те наблюдават излъчването на неутрони, т.е. възниква следната ядрена реакция:

Италианският физик Енрико Ферми е известен с няколко постижения, но неговите най-висока награда — Нобелова награда- той получи за откриването на изкуствена радиоактивност, причинена от облъчване на материята с бавни неутрони. Днес методът на неутронно облъчване се използва широко в промишлеността за получаване на радиоактивни изотопи.

1 Bq е активността на радиоактивен източник, в който се случва 1 разпад за 1 s:

1 Bq е много ниска активност, така че те използват извънсистемна единица за активност - кюри (Ci):

На кои учени са кръстени тези единици? Какви открития са направили?

Ако една проба съдържа атоми само на един радионуклид, тогава активността на тази проба може да се определи по формулата:

където N е броят на радионуклидните атоми в пробата на този моментвреме; λ е константата на радиоактивно разпадане на радионуклид (физична величина, която е характеристика на радионуклид и е свързана с времето на полуразпад чрез връзката:

С течение на времето броят на неразпадналите радионуклидни ядра в радиоактивна проба намалява и следователно активността на пробата намалява (фиг. 24.1).

Научаваме за използването на радиоактивни изотопи

Наличието на радионуклиди в даден обект може да се открие чрез радиация. Вече разбрахте, че интензитетът на радиацията зависи от вида на радионуклида и неговото количество, което намалява с времето. Всичко това формира основата за използването на радиоактивни изотопи, които физиците са се научили да произвеждат изкуствено. Сега за всички химичен елемент, срещащи се в природата, са получени изкуствени радиоактивни изотопи.

Могат да се разграничат две направления за използване на радиоактивни изотопи.

Ориз. 24.2. За да разберете как растенията абсорбират фосфорните торове, към тези торове се добавя радиоактивен изотоп на фосфора, след което растенията се изследват за радиоактивност и се определя количеството на абсорбирания фосфор

Ориз. 24.3. Използване на γ-лъчение за лечение на рак. За да се предотврати унищожаването на γ-лъчи от здрави клетки, се използват няколко слаби лъча γ-лъчи, които се фокусират върху тумора

1. Използване на радиоактивни изотопи като индикатори. Радиоактивността е вид знак, с който можете да определите наличието на елемент, да наблюдавате поведението на елемента по време на физически и биологични процеси и т.н. (вижте например фиг. 24.2).

2. Използването на радиоактивни изотопи като източници на γ-лъчение (вижте например фиг. 24.3).

Нека да разгледаме няколко примера.

Откриваме как радиоактивните изотопи се използват за диагностициране на заболявания

Човешкото тяло има способността да натрупва определени химически вещества. Известно е например, че щитовидната жлеза натрупва йод, костен- фосфор, калций и стронций, черен дроб - някои багрила и др. Скоростта на натрупване на вещества зависи от здравето на органа. Например при болестта на Грейвс рязко се повишава активността на щитовидната жлеза.

Удобно е да се следи количеството йод в щитовидната жлеза с помощта на неговия γ-радиоактивен изотоп. Химични свойстварадиоактивният и стабилният йод не се различават, така че радиоактивният йод-131 ще се натрупва по същия начин като неговия стабилен изотоп. Ако щитовидната жлеза е нормална, тогава известно време след въвеждането на йод-131 в тялото, γ-лъчението от него ще има определена оптимална интензивност. Но ако щитовидната жлеза функционира необичайно, тогава интензивността на γ-лъчението ще бъде необичайно висока или, обратно, ниска. Подобен метод се използва за изследване на метаболизма в организма, идентифициране на тумори и др.

Ясно е, че при използването на тези диагностични методи е необходимо внимателно дозиране на количеството радиоактивно лекарствотака че вътрешното облъчване да е минимално отрицателно въздействиевърху човешкото тяло.

Определяне на възрастта на древни предмети

Ориз. 24.4. Получен от младо дърво 1 g въглерод има активност от 14-15 Bq (излъчва 14-15 β-частици в секунда). 5700 години след смъртта на едно дърво, броят на β-разпаданията в секунда намалява наполовина

Ориз. 24.5. Най-разпространените медицински продукти: спринцовки, системи за кръвопреливане и др. се стерилизират старателно с помощта на γ-лъчение, преди да бъдат изпратени до потребителя.

Винаги има известно количество β-радиоактивен въглерод-14 (^C) в земната атмосфера, който се образува от азот в резултат ядрена реакцияс неутрони. Включени въглероден двуокистози изотоп се усвоява от растенията, а чрез тях и от животните. Докато едно животно или растение е живо, съдържанието на радиоактивен въглерод в него остава непроменено. След прекратяване на жизнената активност количеството на радиоактивния въглерод в тялото започва да намалява, а активността на β-лъчението също намалява. Като се знае, че времето на полуразпад на въглерод-14 е 5700 години, може да се определи възрастта на археологическите находки (Фигура 24.4).

Използваме γ-лъчение в технологиите

Гама дефектоскопите са от особено значение в технологиите, с помощта на които те проверяват например качеството на заварените съединения. Ако майсторът е заварил пантите към портата и е направил дефект, след известно време пантите ще паднат. Това е неприятно, но ситуацията е поправима. Но ако възникне дефект по време на заваряване на конструктивни елементи на моста или ядрен реактор, трагедията е неизбежна. Поради факта, че γ-лъчите се абсорбират по различен начин от твърда стомана и стомана с кухини, гама дефектоскопът „вижда“ пукнатини в метала и следователно открива дефекти на етапа на производство на конструкцията.

Унищожаване на микроби с радиация

Известно е, че определена доза радиация убива организмите. Но не всички организми са полезни за хората. Така че лекарите непрекъснато работят, за да се отърват от патогенните микроби. Запомнете: в болниците измиват пода със специални разтвори, облъчват стаята с ултравиолетова светлина, обработват медицински инструменти и т.н. Такива процедури се наричат ​​дезинфекция и стерилизация.

Характеристиките на γ-лъчение позволиха да се постави процесът на стерилизация на индустриална основа (фиг. 24.5). Такава стерилизация се извършва в специални инсталации

с надеждна защита срещу проникваща радиация. Изкуствено създадени изотопи на кобалт и цезий се използват като източник на γ-лъчи

Да се ​​научим да решаваме проблеми

Задача. Определете масата на радий-226, ако неговата активност е 5 Ci. Константата на радиоактивно разпадане на радий-226 е 1,37 · 10 11 s 1 .

Анализ на физичен проблем, търсене на математически модел

За да решим задачата, ще използваме формулата за определяне на активността: A = AN. Познавайки активността, намираме броя N на радиевите атоми. Масата на веществото може да се определи чрез умножаване на броя на атомите по масата на един атом: m = N ■ m 0 .

От курса по химия знаете:

1 мол вещество съдържа N A = 6,02 10 атома;

моларна маса на веществото (маса 1 mol).

Атомна маса

Нека обобщим

Времето, през което се разпада половината от наличния брой ядра на даден радионуклид, се нарича период на полуразпад T 1/2. Времето на полуразпад е характеристика на даден радионуклид. Физическа величина, която числено е равна на броя на разпадите, възникващи в даден радиоактивен източник за единица време, се нарича активност на радиоактивния източник. Ако източникът съдържа атоми само на един радионуклид, активността А на източника може да се определи по формулата A = AN, където N е броят на радионуклидните атоми в пробата; λ е константата на радиоактивно разпадане на радионуклида. Единицата за активност в SI е бекерел (Bq).

С течение на времето активността на радиоактивната проба намалява и това се използва за определяне на възрастта на археологическите находки.

Изкуствените изотопи се използват за стерилизация на медицински изделия, диагностика и лечение на заболявания, откриване на дефекти в метали и др.

Контролни въпроси

1. Определете полуживота. Какво характеризира това физическо количество? 2. Каква е активността на радиоактивния източник? 3. Каква е единицата за дейност в SI? 4. Как е постоянна активността на радионуклида, свързана с неговия радиоактивен разпад? 5. Променя ли се активността на радионуклидната проба с времето? Ако се промени, защо и как? 6. Дайте примери за използването на радиоактивни изотопи.

Упражнение No24

1. Има еднакъв брой ядра на Йода-131, Радон-220 и Уран-235. Кой радионуклид има най-дълъг полуживот? Коя проба има най-голяма активност в този момент? Обяснете отговора си.

2. Пробата съдържа 2 10 20 атома йод-131. Определете колко йодни ядра в пробата ще се разпаднат в рамките на един час. Активността на йод-131 през това време се счита за непроменена. Константата на радиоактивно разпадане на йод-131 е 9,98 · 10 -7 s -1.

3. Времето на полуразпад на радиоактивния въглерод-14 е 5700 години. Колко пъти е намалял броят на атомите въглерод-14 в бор, отсечен преди 17 100 години?

4. Определете времето на полуразпад на радионуклида, ако за интервал от време от 1,2 s броят на разпадналите се ядра възлиза на 75% от първоначалния им брой.

5. Радиоактивната проба в момента съдържа 0,05 мола радон-220. Определете активността на радон-220 в пробата.

6. Днес изследванията на метаболизма в човешкото тяло с помощта на радиоактивни изотопи се считат за едни от най-важните. По-специално се оказа, че за сравнително кратко време тялото е почти напълно възстановено. Използвайте допълнителни източници на информация, за да научите повече за тези проучвания.

Физика и технологии в Украйна

Национален научен център"Харковски физико-технологичен институт"

(KIPT) е световноизвестен научен център. Основан през 1928 г. по инициатива на академик А.Ф. Йофе като Украински физико-технологичен институт с цел изследвания в областта на ядрената физика и физиката на твърдото тяло.

Още през 1932 г. институтът постигна изключителен резултат - беше извършено разделянето на ядрото на атома на лития. По-късно в лабораторни условия са получени течен водород и хелий, построен е първият триизмерен радар и са извършени първите изследвания на високовакуумната технология, които послужиха като тласък за развитието на ново физическо и технологично направление - вакуумна металургия. Учените от института изиграха важна роля в решаването на проблемите с използването на атомната енергия.

IN различни годиниВ ННЦ KIPT са работили изключителни физици: И. В. Обреймов, Л. Д. Ландау, И. В. Курчатов, К. Д. Синелников, Л. В. Шубников, А. И. Лейпунски, Е. М. Лифшиц, И. М. Лифшиц, А. К. Валтер, Б. Г. Лазарев, Д. Д. Иваненко, А. И. Ахиезер, В. Е. Иванов, Я. Б. Файнберг, Д. В. Волков и др., създаден институтът научни школи, познат в целия свят.

Най-големият линеен ускорител на електрони в ОНД и набор от термоядрени комплекси „Ураган“ се намират в ННЦ ХФТИ.

Генерален директор на центъра е известният украински физик, академик на НАНУ Николай Федорович Шулга.

Това е материал от учебника