Презентация на тему "Ионизирующее излучение"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Ионизирующее излучение

  Природа ионизирующего излучения (И.И.) Источники ионизирующих излучений Измерение ионизирующих излучений Количественные характеристики И.И. Физические свойства И.И. Биологическое действие И.И. Механизмы биологического воздействия Гигиеническое нормирование И.И. Применение И.И. в медицине

• 
  Слайд 2

  Природа И.И.

  Ионизирующим излучением («И.И.») называют потоки частиц и электромагнитных волн, взаимодействие которых со средой вызывает ионизацию ее молекул и атомов. К электромагнитному «И.И» относят жесткое ультрафиолетовое, рентгеновское и -излучение. (E = hc/)

• 
  Слайд 3

  Корпускулярное И.И. Е = mv2/2

  К корпускулярному «И.И» относят все частицы, энергия которых больше или равна энергии ионизации, в частности, потоки: бета-частиц (электронов и позитронов); альфа-частиц (ядер атома гелия-4); нейтронов; протонов, других ионов, мюонов и др.; осколков деления (тяжелых ионов, возникающих при делении ядер)

• 
  Слайд 4

  Источники ионизирующего излучения

  Природные источники ионизирующего излучения: Спонтанный радиоактивный распадрадионуклидов. Термоядерные реакции, например на Солнце. Индуцированные ядерные реакции в результате попадания в ядро высокоэнергетичных элементарных частиц или слияния ядер. Космические лучи.

• 
  Слайд 5
  

  Искусственные источники ионизирующего излучения: Искусственные радионуклиды. Ядерные реакторы. Ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение). Рентгеновский аппарат как разновидность ускорителей, генерирует тормозное рентгеновское излучение. Наведённая радиоактивность

• 
  Слайд 6

  Основные источники И.И.

  49,5% - газ радон 222Rn; 15% - радиоизотоп 40К; 15,3% - космическое излучение; 12,2% - радиевый ряд урана; 8% - ториевый ряд урана

• 
  Слайд 7

  ГАЗ РАДОН

  Образуется из рассеянного в породах земной коры, непрерывно распадающегося радия 236R. Радон, являясь инертным газом, сравнительно хорошо растворим в воде. Из почвы он поступает в приземный слой атмосферы и воды подземных источников, непрерывно облучая высокоэнергетичными (5,4 МэВ) -частицами и -излучением (0,51МэВ) почву, корни растений и наземную флору и фауну 1 МэВ= 1,6∙10-19∙106 Кл∙В = 1,6∙10-13 Дж

• 
  Слайд 8

  Радиоизотоп 40К

  Радиоизотоп 40К является основным источником постоянного внутреннего облучения живых организмов. Наибольшая его концентрация в красном костном мозге

• 
  Слайд 9

  Космическое излучение

  Из космического пространства исходит поток И.И., постоянно облучающий нашу планету. Во время солнечных вспышек этот поток существенно возрастает. Первичное космическое излучение состоит из протонов высоких энергий, ионов гелия, ядер других атомов, электронов, фотонов и нейтронов. Попадая в атмосферу они вызывают ядерные реакции с образованием ряда радиоактивных нуклидов

• 
  Слайд 10

  Измерение ионизирующих излучений

  Схема устройства счётчика Гейгера – Мюллера: 1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди на цилиндре из нержавеющей стали); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить)

• 
  Слайд 11

  РАДИОАКТИВНОСТЬ

  Радиоактивностью называют самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элемен­тарных частиц. Характерным признаком, отличающим ее от других видов ядерных превращений, является самопроизвольностъ (спонтанность) этого процесса. Различают радиоактивность естественную и искусственную. Естественная радиоактивность встречается у неустойчивых ядер, существующих в природных условиях.

• 
  Слайд 12

  Основной закон радиоактивного распада

  Радиоактивный распад — это статистическое явление. Невозможно предсказать, когда распадется данное нестабильное ядро, можно лишь сделать некоторые вероятностные суждения об этом событии. Пусть за достаточно малый интервал времени dtраспадается dNядер. Это число пропорционально интервалу времени dt, а также общему числу N радиоактивных ядер: dN= - Ndt

• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  

  Число радиоактивных ядер, которые еще не распались, убывает со временем по экспоненциальному закону.

• 
  Слайд 15

  АКТИВНОСТЬ РАСПАДА

  Работая с радиоактивными источниками, важно знать число частиц или у-фотонов, вылетающих из препарата в секунду. Это число пропорционально скорости распада, поэтому скорость распада, называемая активностью.

• 
  Слайд 16
  

  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.

• 
  Слайд 17

  Cчетчик Гейгера-Мюллера

  Счётчик Гейгера – Мюллера представляет собой герметично запаянную стеклянную трубку, наполненную каким-либо газом под давлением 13–26 кПа. Внутри трубки находятся два электрода, к которым прикладывается напряжение в несколько сотен вольт. При попадании ионизирующей частицы в счётчик Гейгера – Мюллера возникает вспышка коронного разряда и во внешней цепи прибора появляется импульс тока, который усиливается и регистрируется счётчиком импульсов.

• 
  Слайд 18

  Количественные характеристики И.И.

  Эффективность взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависит от типа излучения, энергии частиц и сечения взаимодействия облучаемого вещества. Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как:

• 
  Слайд 19
  

  линейная плотность ионизации (i), под которой понимают отношение числа dn ионов одного знака, которые образуются при прохождении «И.И.» элементарного пути dlк этому пути: i = dn/dl

• 
  Слайд 20
  

  линейнаятормознаяспособностьвещества (S), подкоторойпонимаютотношениеэнергииdE, которая теряется «И.И.» при прохождении элементарного пути dlк этому пути: S = dE/dl

• 
  Слайд 21

  Количественные характеристики И.И

  Средний линейный пробег R - это среднее значение расстояния между началом и завершением прохождения «И.И.» в данном веществе. При изучении степени поражения тех или иных биологических объектов необходимо иметь представление о физических характеристиках излучения, особенно о его энергии.

• 
  Слайд 22

  Физические свойства ИИ

  Для ионизации молекул, входящих в состав воздуха, значения линейной тормозной способности воздуха S лежат в интервале 70—270 МэВ/м. Средний линейный пробег -частицы зависит от ее энергии и от плотности вещества. В воздухе он равен нескольким см, в жидкостях и в живом организме - 10 -100 мкм. После того как скорость -частицы уменьшается до скорости молекулярно-теплового движения, она, захватив два электрона в веществе, превращается в атом гелия.

• 
  Слайд 23
  

  Бета-излучение, так же как и -излучение, вызывает ионизацию вещества. В воздухе линейная плотность ионизации -частицами может быть вычислена по формуле: I = k(c/v)2 K4600 пар ионов/м; C - скорость света; V - скорость -частиц. Кроме ионизации и возбуждения -частицы могут вызывать и другие процессы. Так, например, при торможении электронов возникает тормозное рентгеновское излучение.

• 
  Слайд 24
  

  В ткани организма -частицы проникают на глубину 10—15 мм. При попадании -излучения в вещество наряду с когерентным рассеянием, эффектом Комптона, фотоэффектом, возникают и такие явления, как образование пары электрон — позитрон, происходящее при энергии -фотона, не меньшей суммарной энергии покоя электрона и позитрона (1,02 МэВ), и фотоядерные реакции, которые возникают при взаимодействии -фотонов больших энергий с атомными ядрами.

• 
  Слайд 25

  Биологическоедействие И.И.

  Рассматривая первичные физико-химические процессы в организме при действии ионизирующих излучений, следует учитывать две принципиально разные возможности взаимодействия: с молекулами воды и с молекулами органических соединений. Под действием ионизирующих излучений происходят химические превращения вещества, получившие название радиолиза. Укажем возможные механизмы радиолиза воды:

• 
  Слайд 26

  Радиолиз воды

• 
  Слайд 27
  

  Наиболее реакционноспособными являются три типа радикалов (присутствие неспаренного электрона у свободных радикалов обозначается жирной точкой в верхнем правом индексе), образующихся при радиолизе воды: е-, Н+ и ОН-. Взаимодействие органических молекул RH с этими радикалами может привести к образованию радикалов органических молекул:

• 
  Слайд 28

  Механизмы биологического действия И.И

  Общие закономерности, характерные для биологического действия ионизирующего излучения состоят в том, что значительные биологические нарушения вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии излучения. И.И. действует не только на биологический объект, подвергнутый облучению, но и на последующие поколения через наследственный аппарат клеток. Это обстоятельство, а также его условное прогнозирование особо остро ставят вопрос о защите организмов от излучения.

• 
  Слайд 29
  

  Для биологического действия ионизирующего излучения специфичен скрытый (латентный) период. 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 И.И. особенно опасным для детского организма, включая период, когда он находится в утробе матери

• 
  Слайд 30

  Гигиеническоенормирование И.И.

  Естественные радиоактивные источники (космические лучи, радиоактивность недр, воды, радиоактивность ядер, входящих в состав человеческого тела, и др.) создают фон, соответствующий приблизительно эквивалентной дозе 125 мбэр в течение года. Предельно допустимой эквивалентной дозой при профессиональном облучении считается 5 бэр в течение года. Минимальная летальная доза от у-излучения около 600 бэр. Эти данные соответствуют облучению всего организма.

• 
  Слайд 31

  ДОЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И.И.

  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) Dп. Различные эффекты ионизирующего излучения прежде всего определяются поглощенной дозой. Она сложным образом зависит от вида ионизирующего излучения, энергии его частиц .

• 
  Слайд 32

  ПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА

  Dп = E/m = nE0 /m Единицей поглощенной дозы излучения является грей (Гр), который соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемная единица дозы излучения —рад (1 рад = 10-2 Гр = 100 эрг/г). Мощность поглощенной дозы выражается в грeяхв секунду (Гр/с) или рад/с. Рп = E/(m∙t) = nE0 /(m ∙t)

• 
  Слайд 33

  Экспозиционная доза И.И.

  Практически измерить поглощенную дозу трудно, так как тело неоднородно, энергия рассеивается телом по всевозможным направлениям и т.п. Но можно оценить поглощенную телом дозу по ионизирующему действию излучения в воздухе, окружающем тело. В связи с этим вводят еще одно понятие дозы для рентгеновского и -излучения - экспозиционную дозу излучения Dэксп (X), которая является мерой ионизации воздуха рентгеновскими и -лучами.

• 
  Слайд 34
  

  Экспозиционная доза И.И. находится по формуле Dэксп= Q/m = n∙e/m За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике используют единицу, называемую рентгеном (Р). Между поглощенной и экспозиционной дозами существует связь: Dп = f∙ Dэксп Pэксп = Dэксп/t = Q/(m∙t) = n∙e/(m∙t) = k∙A/r2 Единицей мощности экспозиционной дозы является 1 А/кг, а внесистемной единицей — 1 Р/с.

• 
  Слайд 35

  ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА И.И.

  Различные излучения даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разные воздействия. Поэтому для учета поглощенной дозы и биологического эффекта вводят эквивалентную дозу, которая измеряется в зивертах(Зв), а меньшая единица – бэр. Dэкв =k∙Dп = k∙n∙E0/m Коэффициент К, показывающий, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или -излучения.