Известно е, че радиоактивното излъчване при определени условия може да представлява опасност за здравето на живите организми. Каква е причината отрицателно въздействиерадиация върху живите същества?

Факт е, че α-, β- и γ-частиците, преминавайки през вещество, го йонизират, избивайки електрони от молекули и атоми. Йонизацията на живата тъкан нарушава жизнената дейност на клетките, които изграждат тази тъкан, което се отразява негативно на здравето на целия организъм.

Колкото повече енергия получава човек от действащия върху него поток от частици и колкото по-малка е масата на човека (т.е. колкото повече енергия пада върху всяка единица маса), толкова по-сериозни смущения в тялото му ще доведе това.

• Енергията на йонизиращото лъчение, погълната от облъченото вещество (по-специално тъканите на тялото) и изчислена на единица маса, се нарича погълната доза радиация.

Погълнатата доза радиация D е равна на отношението на енергията E, погълната от тялото, към неговата маса m:

Единицата SI за погълната доза радиация е грей (Gy).

От тази формула следва, че

1 Gy = 1 J / 1 kg

Това означава, че погълнатата радиационна доза ще бъде равна на 1 Gy, ако 1 J радиационна енергия се прехвърли на вещество с тегло 1 kg.

IN определени случаи(например при облъчване на меки тъкани на живи същества с рентгеново или γ-лъчение) погълнатата доза може да се измери в рентгени (R): 1 Gy съответства на приблизително 100 R.

Колкото по-голяма е погълнатата доза радиация, толкова повече вреда (при равни други условия) може да причини тази радиация на тялото.

Но за надеждна оценка на тежестта на последствията, които могат да възникнат от действието на йонизиращото лъчение, е необходимо също така да се вземе предвид, че при една и съща погълната доза различни видоверадиацията причинява биологични ефекти с различна степен.

Биологичните ефекти, причинени от всяко йонизиращо лъчение, обикновено се оценяват в сравнение с ефекта на рентгенови лъчи или γ-лъчение. Например, при една и съща погълната доза, биологичният ефект от α-лъчение ще бъде 20 пъти по-голям, отколкото от γ-лъчение, от действието на бързи неутрони ефектът може да бъде 10 пъти по-голям, отколкото от γ-лъчение, от действието на β- лъчение - същото като от γ- лъчение.

В тази връзка е прието да се каже, че коефициентът на качество на α-лъчението е 20, гореспоменатите бързи неутрони са 10, докато коефициентът на качество на γ-лъчението (както и на рентгеновото и β-лъчението) е считано за равно на единство. По този начин,

• Коефициентът на качество K показва колко пъти радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация е по-голяма от експозицията на γ-лъчение (при същите погълнати дози)

За оценка на биологичните ефекти, количество, наречено еквивалентна доза.

Еквивалентната доза H се определя като произведението на погълнатата доза D и качествения фактор K:

Еквивалентната доза може да се измерва в същите единици като погълнатата доза, но има и специални единици за нейното измерване.

Единицата SI за еквивалентна доза е сиверт (Sv). Използват се и кратни единици: милисиверт (mSv), микросиверт (μSv) и др.

От тази формула следва, че за рентгенови, γ- и β-лъчения (за които K = 1) 1 Sv съответства на погълната доза от 1 Gy, а за всички останали видове радиация - доза от 1 Gy, умножена по качествен фактор, съответстващ на това излъчване.

При оценката на въздействието на йонизиращото лъчение върху живия организъм се взема предвид също така, че някои части на тялото (органи, тъкани) са по-чувствителни от други. Например, при една и съща еквивалентна доза е по-вероятно ракът да се появи в белите дробове, отколкото в щитовидната жлеза. С други думи, всеки орган и тъкан има определен коефициент на радиационен риск (за белите дробове например той е 0,12, а за щитовидната жлеза - 0,03).

Погълнатите и еквивалентните дози също зависят от времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията с околната среда). При равни други условия тези дози са толкова по-големи, колкото повече повече времеекспозиция, т.е. дозите се натрупват с течение на времето.

При оценката на степента на опасност, която радиоактивните изотопи представляват за живите същества, е важно също така да се вземе предвид фактът, че броят на радиоактивните (т.е. все още неразпадналите се) атоми в дадено вещество намалява с течение на времето. В този случай броят на радиоактивните разпадания за единица време и излъчената енергия намаляват пропорционално.

Енергията, както вече знаете, е един от факторите, които определят степента на отрицателно въздействие на радиацията върху човек. Следователно е толкова важно да се намери количествена връзка (т.е. формула), чрез която човек може да изчисли колко радиоактивни атоми остават в дадено вещество във всеки даден момент от време.

За да изведете тази зависимост, трябва да знаете, че скоростта на намаляване на броя на радиоактивните ядра в различни веществаварира и зависи от физическа величина, наречена полуживот.

• Периодът на полуразпад T е периодът от време, през който първоначалният брой радиоактивни ядра е средно наполовина

Нека изведем зависимостта на броя на радиоактивните атоми N от времето t и времето на полуразпад T. Ще броим времето от момента, в който е започнало наблюдението t 0 = 0, когато броят на радиоактивните атоми в източника на радиация е равен на N 0 . След това след определен период от време

Формулата се нарича закон за радиоактивното разпадане. Може да се напише в друга форма, например. От последната формула следва, че колкото по-голямо е T, толкова по-малко е 2 t/T и толкова по-голямо е N (за дадени стойности на N 0 и t). Това означава, че колкото по-дълъг е полуживотът на даден елемент, толкова по-дълго той „живее“ и излъчва, представлявайки опасност за живите организми. Това се потвърждава и от графиките на N спрямо t, представени на фигура 165, конструирани за изотопите на йод (T I = 8 дни) и селен (T Se = 120 дни).

Ориз. 165. Графика на броя на радиоактивните атоми спрямо времето за изотопи на йод и селен

Трябва да знаете как да се предпазите от радиация. В никакъв случай не трябва да се пипа радиоактивни лекарства, те трябва да се пипат със специални щипки с дълги дръжки.

Най-лесно е да се предпазите от α-лъчение, тъй като то има ниска проникваща способност и затова се задържа, например, от лист хартия, дрехи или човешка кожа. В същото време α-частиците, които влизат в тялото (с храна, въздух, през отворени рани), представляват голяма опасност.

β-радиацията има много по-голяма проникваща способност, което прави защитата срещу нея по-трудна. β-радиацията може да пътува до 5 m във въздуха; способен е да проникне в телесните тъкани (приблизително 1-2 cm). Защитата срещу β-лъчение може да бъде например слой алуминий с дебелина няколко милиметра.

γ-лъчението има още по-голяма проникваща способност, задържа се от дебел слой олово или бетон. Следователно γ-радиоактивните лекарства се съхраняват в дебелостенни оловни контейнери. По същата причина в ядрени реакторите използват дебел бетонен слой, който предпазва хората от γ-лъчи и различни частици (α-частици, неутрони, фрагменти от ядрено делене и др.).

Въпроси

1. Каква е причината за отрицателното въздействие на радиацията върху живите същества?
2. Каква е погълнатата доза радиация? Радиацията причинява ли повече вреда на тялото при по-висока или по-ниска доза, ако всички други условия са еднакви?
3. Дали различните видове йонизиращо лъчение причиняват еднакви или различни биологични ефекти в живия организъм? Дай примери.
4. Какво показва факторът на качеството на радиацията? Каква величина се нарича еквивалентна доза радиация?
5. Какъв друг фактор (освен енергията, вида на радиацията и телесната маса) трябва да се вземе предвид при оценката на въздействието на йонизиращото лъчение върху живия организъм?
6. Какъв процент атоми от радиоактивно вещество ще останат след 6 дни, ако неговият полуживот е 2 дни?
7. Разкажете ни за начините да се предпазите от излагане на радиоактивни частици и радиация.

Урок 64. Биологични ефекти на радиацията. Законът за радиоактивното разпадане (Федосова О.А.)

Текст на урока

• Резюме

  Наименование на предмета - физика Клас - 9 УМК (име на учебника, автор, година на издаване) - Физика. 9 клас: учебник / А.В. Перишкин, Е.М. Гутник. - M.: Bustard, 2014. Ниво на обучение (основно, напреднало, специализирано) - основно Тема на урока - Биологични ефекти на радиацията. Закон за радиоактивното разпадане. Общ брой часове, отделени за изучаване на темата - 1 Място на урока в системата от уроци по темата - 64/11 Целта на урока е да запознае учениците с най-новите научни данни за радиацията и нейното въздействие върху биологичните обекти. Цели на урока: Да се ​​развият знанията на учениците за радиоактивността. Оценете положителните и отрицателните последици от това откритие в модерно общество, разширяват кръгозора на учениците. Да се ​​формират идейни идеи, свързани с използването на радиоактивността, да се развиват устна речУчениците чрез организирането на диалогична комуникация в класната стая развиват способността да изразяват мислите си в граматически правилна форма. Форма положителна мотивацияза учене и повишаване на интереса към знанието. Планирани резултати - Обяснете физически смисъл радиоактивност. Техническа поддръжка на урока - компютър, мултимедиен проектор, периодична таблица на химичните елементи от Д. И. Менделеев. Допълнителна методическа и дидактическа подкрепа на урока (възможни са връзки към интернет ресурси) - презентация към урока от диска „Физика 9 клас” от VIDEOUROKI.NET https://videouroki.net/look/diski/fizika9/index.html Съдържание на урока 1. Организационен етап Взаимен поздрав между учител и ученици; проверка на отсъстващите с помощта на дневника. 2. Актуализиране на субективния опит на учениците Повторете основните понятия по темата „Откриване на радиоактивност”: радиоактивност; състав на радиоактивното излъчване; α-лъчение; β-лъчение; γ-лъчение. Назовете учените, които имат отношение към темата на урока (и защо?). 3. Изучаване на нови знания и методи на дейност (работа с презентационни слайдове) През 1896 г. френският физик Антоан Анри Бекерел открива, че солите на урана спонтанно излъчват лъчи. Откритото от него явление се нарича радиоактивност. Нека припомним, че радиоактивността е явлението на спонтанно превръщане на нестабилен изотоп на един химичен елемент в изотоп на друг елемент, придружено от излъчване на частици с висока проникваща способност. Ръдърфорд и други изследователи експериментално доказват, че радиоактивното лъчение може да бъде разделено на три вида: алфа, бета и гама лъчение. Тези наименования на радиация са извлечени от първите букви на гръцката азбука. Както вече знаем, радиоактивните лъчения предизвикват йонизация на атомите и молекулите на материята, поради което често се наричат ​​йонизиращи лъчения. Вече е известно, че радиоактивното излъчване при определени условия може да представлява опасност за здравето на живите организми. Механизмът на биологичното действие на радиоактивното лъчение е сложен. Тя се основава на процесите на йонизация и възбуждане на атоми и молекули в живите тъкани, които възникват, когато те абсорбират йонизиращо лъчение. Степента и естеството на отрицателните ефекти на радиацията зависят от няколко фактора, по-специално от това каква енергия се предава от потока от йонизиращи частици на дадено тяло и каква е масата на това тяло. Колкото повече енергия получава човек от действащия върху него поток от частици и колкото по-малка е масата на човека (т.е. колкото повече енергия пада върху всяка единица маса), толкова по-сериозни смущения в тялото му ще доведе това. Погълнатата доза радиация е стойност, равна на съотношението на енергията на йонизиращото лъчение, погълната от облъченото вещество, към масата на това вещество. Единицата SI за погълната доза радиация е грей. 1 грей се равнява на погълнатата доза радиация, при която енергията на йонизиращото лъчение се предава на облъчено вещество с тегло 1 kg извънсистемна единица погълната доза радиация. За измерване на погълнатата доза се използват специални уреди - дозиметри. Най-разпространени са дозиметрите, в които сензорите са йонизационни камери. Някои дозиметри използват броячи на частици, фотографски филм или сцинтилатори като сензори. Известно е, че колкото по-голяма е погълнатата доза радиация, толкова повече вреда (при равни други условия) може да причини тази радиация на тялото. Но за надеждна оценка на тежестта на последствията, които могат да възникнат от действието на йонизиращото лъчение, е необходимо също така да се вземе предвид, че при една и съща погълната доза различни видове радиация причиняват биологични ефекти с различна величина. Биологичните ефекти, причинени от всяко йонизиращо лъчение, обикновено се оценяват в сравнение с ефекта на рентгеновите лъчи или гама-лъчението. Например, при една и съща погълната доза, биологичният ефект от алфа-лъчението ще бъде 20 пъти по-голям, отколкото от гама-лъчението от действието на бързи неутрони, ефектът може да бъде 10 пъти по-голям, отколкото от бета-лъчението; същото като от гама лъчение. В тази връзка е обичайно да се казва, че коефициентът на качество на алфа лъчението е 20, гореспоменатите бързи неутрони са 10, докато коефициентът на качество на гама лъчението (както и рентгеновото и бета лъчение) се счита за равен на единица. По този начин коефициентът на качество показва колко пъти радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация е по-голяма от въздействието на гама-лъчение (при същите погълнати дози). Поради факта, че при една и съща погълната доза различното лъчение предизвиква различни биологични ефекти, за оценка на тези ефекти беше въведено количество, наречено еквивалентна радиационна доза. Еквивалентната доза на облъчване е величина, която определя въздействието на радиацията върху организма и е равна на произведението на погълнатата доза и коефициента на качество. Еквивалентната доза може да се измерва в същите единици като абсорбираната доза, но има и специални единици за нейното измерване. IN Международна система единици Единицата за еквивалентна доза е zIvert. Използват се и кратни единици като милисиверт, микросиверт и др. Несистемната мерна единица е BER (биологичен еквивалент на рентгеновите лъчи). При оценката на въздействието на йонизиращото лъчение върху живия организъм се взема предвид също така, че някои части на тялото (органи, тъкани) са по-чувствителни от други. Например, при една и съща еквивалентна доза е по-вероятно ракът да се появи в белите дробове, отколкото в щитовидната жлеза. С други думи, всеки орган и тъкан има определен коефициент на радиационен риск (за белите дробове например той е 0,12, а за щитовидната жлеза - 0,03). Максимално допустимата доза радиация се счита за такава погълната доза, която по големина съвпада с естествения радиоактивен фон, съществуващ на Земята и причинена главно от космическото излъчване и радиоактивността на земята. От тази гледна точка максимално допустимата доза за човека в диапазона на рентгеновото, бета и гама лъчението е около 10 Gy годишно. За топлинните неутрони тази доза е 5 пъти по-ниска, а за бързите неутрони, протоните и алфа-частиците е 10 пъти по-ниска. Международната комисия по радиационна защита за хора, постоянно работещи с източници на радиоактивно лъчение, е установила максимално допустима доза не повече от една хилядна от грея на седмица, т.е. около 0,05 Gy на година. Доза над 3 - 6 Грей, получена за кратко време, е фатална за човека. Погълнатите и еквивалентните дози също зависят от времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията с околната среда). При равни други условия тези дози са толкова по-големи, колкото по-дълго е времето на облъчване, т.е. дозите се натрупват с времето. Когато се оценява степента на опасност, която радиоактивните изотопи представляват за живите същества, е важно да се вземе предвид фактът, че броят на радиоактивните (т.е. все още неразпадналите се) атоми в дадено вещество намалява с времето. В този случай броят на радиоактивните разпадания за единица време и излъчената енергия намаляват пропорционално. Енергията, както вече знаем, е един от факторите, които определят степента на отрицателно въздействие на радиацията върху човек. Следователно е толкова важно да се намери количествена връзка (т.е. формула), чрез която човек може да изчисли колко радиоактивни атоми остават в дадено вещество във всеки даден момент от време. За да изведете тази зависимост, трябва да знаете, че скоростта на намаляване на броя на радиоактивните ядра варира за различните вещества и зависи от физична величина, наречена полуживот. Полуживотът е периодът от време, през който половината от първоначалния брой ядра се разпада. Нека изведем зависимостта на броя на радиоактивните атоми от времето и периода на полуразпад. Ще отчитаме времето от момента, в който е започнало наблюдението, когато броят на радиоактивните атоми в източника на радиация е бил равен на EN ZERO. След това, след период от време, равен на полуживота, броят на неразпадналите се ядра ще намалее наполовина. След друг подобен период от време броят на неразпадналите се ядра отново ще намалее наполовина, а в сравнение с първоначалния брой - четири пъти. След времето TE е равно на EN МАЛКО, УМНОЖЕНО ПО TE, ще останат ГОЛЕМИ радиоактивни ядра: EN РАВНО EN НУЛА, DELЕНО НА ДВЕ НА СТЕПЕН EN МАЛКО. получаваме формула, която е аналитичен израз на закона за радиоактивния разпад, установен от Фредерик Соди: Познавайки закона за радиоактивния разпад, можете да определите броя на разпадналите се ядра за всеки период от време. От закона за радиоактивното разпадане следва, че колкото по-дълъг е полуживотът на даден елемент, толкова по-дълго той „живее“ и излъчва, представлявайки опасност за живите организми. Това ясно се демонстрира от графиките на броя на оставащите ядра спрямо времето, показани на фигурата, построени за изотопите на йод и селен. За да характеризираме количествено броя на разпаданията за единица време, въвеждаме физическо количество, наречена активност на радиоактивен елемент. В системата SI единицата за активност е бекерел – това е активността на радиоактивно лекарство, при което едно ядро ​​се разпада за една секунда. Извънсистемната единица на активност е кюри. Ядрата, получени в резултат на радиоактивен разпад, могат от своя страна да бъдат радиоактивни. Това води до верига или серия от радиоактивни трансформации, завършващи със стабилен изотоп. Наборът от ядра, образуващи такава верига, се нарича радиоактивно семейство. Има три известни радиоактивни семейства: семейство уран-238, семейство торий и семейство актиний. Всички семейства завършват със стабилни изотопи на оловото. 4. Осигуряване на материала Какво представлява дозата на облъчване? Какъв е естественият радиационен фон? Каква е максимално допустимата годишна доза облъчване за лица, работещи с радиоактивни лекарства? Какво първо се влияе от радиоактивното излъчване? Откъде получаваме радиоактивно лъчение? 5. Обобщение и систематизиране. Различните видове лъчения имат различна проникваща способност и имат различно въздействие върху човека. Лист хартия с дебелина 0,1 mm напълно абсорбира α-лъчите. А 5 мм дебел алуминиев лист ще предпази от β-лъчи. Най-трудното нещо за защита са γ-лъчите, тъй като дори сантиметър слой олово е в състояние да намали интензитета на тези електромагнитни вълни само наполовина. Съществуват следните методирадиационна защита: 1) разстояние от източника на радиация; 2) използването на бариера от материали, абсорбиращи радиацията. Физическият ефект на рентгеновото радиоактивно лъчение е йонизацията на атомите на материята. Получените свободни електрони и положителни йони участват в сложна верига от реакции, в резултат на които се образуват нови молекули, включително свободни радикали. Тези свободни радикали, чрез верига от реакции, които все още не са напълно разбрани, могат да причинят химическа модификация на биологично важни молекули, необходими за нормалното функциониране на клетката. Биохимичните промени могат да настъпят в рамките на секунди или десетилетия след облъчването и да причинят незабавна клетъчна смърт или промени в клетките, които могат да доведат до рак. Радиационната болест може да се развие както от повишено външно, така и от вътрешно облъчване. На етапа на ембрионално развитие облъчването не убива ембриона, но причинява раждането на деформации. Освен това доза радиация, която е безопасна за тялото на майката, може да причини увреждане на мозъка на ембриона. Днес доза погълната радиация до 5 mSv годишно се счита за приемлива и безопасна. За допустима еднократна експозиция се счита аварийна доза от 100 mSv. Еднократно излагане на 750 mSv причинява лъчева болест. Еднократно излагане на 4,5 Sv причинява тежка лъчева болест, която убива 50% от облъчените. 6. Домашна работа§61

  Биологични ефекти на радиацията. Законът за радиоактивното разпадане Изпълнено от: Аминова Диана, Теслюк паша, Смирнова Вика, Ученици от 9 „А“ клас Ръководител: Попова И.А., учител по физика Общинска образователна институция Средна общообразователно училище 30 на гр. Белово Белово 2010г

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Единицата SI за погълната доза радиация е грей (Gy). Единицата SI за погълната доза радиация е грей (Gy). От формулата D = E / m следва, че 1 Gy = 1 J / 1 kg. От формулата D = E / m следва, че 1 Gy = 1 J / 1 kg. Това означава, че погълнатата радиационна доза ще бъде равна на 1 Gy, ако 1 J радиационна енергия се прехвърли на вещество с тегло 1 kg. Това означава, че погълнатата радиационна доза ще бъде равна на 1 Gy, ако 1 J радиационна енергия се прехвърли на вещество с тегло 1 kg.
  

  
  

  Известно е, че колкото по-голяма е погълнатата доза радиация, толкова повече вреда (при равни други условия) може да причини тази радиация на тялото. Известно е, че колкото по-голяма е погълнатата доза радиация, толкова повече вреда (при равни други условия) може да причини тази радиация на тялото.
  

  
  

  Коефициент на качество. Коефициентът на качество показва колко пъти радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация е по-голяма от тази на гама-лъчението. Еквивалентна доза. H = D * K ЗАВИСИ: От времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията с околната среда.) Коефициентът на качество показва колко пъти е радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация по-голяма, отколкото от гама-лъчение. Еквивалентна доза. H = D * K ЗАВИСИ: От времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията със средата.)
  

  
  

  Погълнатата и еквивалентната доза също зависят от времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията с околната среда). При равни други условия тези дози са толкова по-големи, колкото по-дълго е времето на облъчване, т.е. дозите се натрупват с времето. Погълнатата и еквивалентната доза също зависят от времето на облъчване (т.е. от времето на взаимодействие на радиацията с околната среда). При равни други условия тези дози са толкова по-големи, колкото по-дълго е времето на облъчване, т.е. дозите се натрупват с времето.
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Начини за предпазване от радиация: В никакъв случай не трябва да се вземат радиоактивни лекарства - те се вземат със специални щипки с дълги дръжки. В никакъв случай не трябва да се пипа радиоактивни лекарства, те трябва да се пипат със специални щипки с дълги дръжки. Най-лесно е да се предпазите от алфа лъчение, защото... има ниска проникваща способност. Най-лесно е да се предпазите от алфа лъчение, защото... има ниска проникваща способност. По-трудно се предпазва от - радиация, защото има много по-голяма проникваща способност. По-трудно се предпазва от - радиация, защото има много по-голяма проникваща способност. - радиацията има още по-голяма проникваща способност. - радиацията има още по-голяма проникваща способност.
  

  
  

  
  

  За да видите презентацията със снимки, дизайн и слайдове, изтеглете неговия файл и го отворете в PowerPointна вашия компютър.
  Текстово съдържание на презентационни слайдове: 1. Каква е причината за отрицателното въздействие на радиацията върху тялото на живо същество? Йонизацията на молекулите и атомите на живата тъкан нарушава жизнената дейност на клетките и на целия организъм като цяло. 2. Какво определя степента и характера на отрицателните ефекти на радиацията? ... от енергията, пренесена от потока йонизиращи частици към тялото, и от масата на тялото - това е енергията на йонизиращото лъчение E, погълната от облъченото вещество (по-специално тъканите на тялото) и изчислена за единица маса. Погълната доза радиация D В единица SI за погълната доза: 1 грей (Gy) Коефициентът на качество K показва колко пъти радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация е по-голяма от експозицията на гама-лъчение (при еднакви абсорбирани дози) Въпрос. Дали различните видове йонизиращо лъчение причиняват еднакви или различни биологични ефекти в живия организъм? Еквивалентната доза H се определя като произведението на погълнатата доза D от качествения фактор K В единицата SI за еквивалентна доза: 1 сиверт (Sv) 1 милисиверт = 1 mSv = 0,001 Sv = 10-3 Sv 1 микросиверт = μSv = 10-6 Sv Хората получават по-голямата част от радиацията от естествени източници на радиация като скали, космически лъчи, атмосферен въздухи храна. Съвкупността от радиация от всички източници образува така нареченото фоново лъчение. При оценката на степента на опасност от радиоактивни изотопи е важно да се вземе предвид, че техният брой намалява с времето. Е. Ръдърфорд 1871–1937 Законът за радиоактивното разпадане - зависимостта на броя на радиоактивните ядра от времето (установена от Ръдърфорд експериментално) - за всяко радиоактивно вещество има период от време, през който първоначалният брой на радиоактивните ядра средно намалява с 2 пъти - период на полуразпад - T Време на полуразпад T Време в периоди на полуразпад Брой радиоактивни атоми t0 = 0 N0 t1 = 1.T t2 = 2.T t3 = 3.T tn = n.T Закон за радиоактивния разпад Законът важи за голямо числоЯдреният закон за радиоактивния разпад Законът е валиден за голям брой частици. Има радиоактивна мед с период на полуразпад 10 минути. Каква част от първоначалното количество мед ще остане след 1 час? Отговор: 1/64 Задача Каква част от голямо количествона радиоактивни атоми остава неразпаднала след интервал от време, равен на два периода на полуразпад? A) 25% B) 50% C) 75% D) 0% Дадена е графика на броя на неразпадналите ербиеви ядра спрямо времето. Какъв е времето на полуразпад на този изотоп? 25 часа 50 часа 100 часа 200 часа Проникваща способност на радиоактивното лъчение Пълно поглъщане на лъчение Олово Методи за защита срещу излагане на радиоактивно лъчение. С общ повърхностна плътносткомпозитен материал 1 g/cm2 и съдържание на олово 0,5 g/cm2, теглото на костюма ще бъде около 20 kg. Външен вид SZO-1 Фрагменти от SZO-1: балаклава и горна часткомбинезон Специално защитно облекло тип SZO-1, предназначено за пожарникари, охраняващи атомни електроцентрали. Методи за предпазване от радиация Радиоактивните лекарства никога не трябва да се вземат - те се вземат със специални щипки с дълги дръжки. “Изотопна” кутия за работа с радиоактивни вещества: Въпроси: Каква е причината за отрицателното въздействие на радиацията върху живите същества? Как се нарича погълнатата доза радиация? На какво е равно за α-, β-, γ- и рентгеново лъчение? Какъв процент атоми от радиоактивното вещество ще останат след 6 дни, ако неговият полуживот е 2 дни? Разкажете ни за методите за защита от облъчване към радиоактивни вещества и радиация?

  
  

  Прикачени файлове

  Радиацията има пагубен ефект върху живите същества. Алфа, бета и гама лъчението, когато преминава през вещество, може да го йонизира, тоест да избие електрони от неговите атоми и молекули.

  Йонизация- процесът на образуване на йони от неутрални атоми и молекули.

  Йонизацията на живите тъкани ги нарушава правилна работа, което води до разрушителни ефекти върху живите клетки.

  Навсякъде по света човек винаги е изложен на радиация; такова излагане се нарича фонова радиация.

  Радиационен фон- йонизиращо лъчение от земята и космически произход. Степента на излагане на радиация върху тялото зависи от няколко фактора:

  • абсорбирана радиационна енергия;
  • масата на живия организъм и количеството енергия на килограм от теглото му.

  Погълната доза радиация (д ) - енергията на йонизиращото лъчение, погълната от облъченото вещество и изчислена за единица маса.

  Където д- енергия на абсорбираната радиация, м- телесна маса.

  - мерна единица, кръстена на английския физик Луис Грей.

  За измерване на експозицията на лека радиация се използва несистемна мерна единица - рентген. Сто рентгена са равни на един грей:

  При една и съща погълната доза радиация ефектът й върху живите организми зависи от вида на радиацията и от органа, който е изложен на тази радиация.

  Обичайно е ефектите на различни лъчения да се сравняват с рентгенови лъчи или гама лъчение. При алфа лъчението ефективността на въздействие е 20 пъти по-висока от гама лъчението. Ефективността на бързите неутрони е 10 пъти по-висока от гама-лъчението. За описание на характеристиките на въздействието е въведена величина, наречена качествен фактор (за алфа лъчение той е равен на 20, за бързи неутрони - 10).

  Качествен фактор (К) показва колко пъти радиационната опасност от излагане на жив организъм на даден вид радиация е по-голяма от експозицията на гама-лъчение (γ-лъчение) при същите погълнати дози.

  За да се вземе предвид качественият фактор, беше въведена концепцията - еквивалентна доза радиация (з ) , което е равно на произведението на погълнатата доза и качествения фактор.

  - мерна единица, кръстена на шведския учен Ролф Максимилиан Сиверт.

  Различните органи на живите организми имат различна чувствителност към йонизиращо лъчение. За ставка този параметървъведена стойност - коефициент на радиационен риск.

  При оценката на въздействието на радиацията върху живите организми е важно да се вземе предвид продължителността на нейното действие. По време на процеса на радиоактивно разпадане броят на радиоактивните атоми в веществото намалява, следователно интензитетът на радиацията намалява. За да може да се оцени броят на оставащите радиоактивни атоми в дадено вещество, се използва величина, наречена полуживот.

  полуживот (T ) - това е периодът от време, през който първоначалният брой на радиоактивните ядра намалява средно наполовина. Използването на полуживот се прилага закон за радиоактивното разпадане(закон за полуразпад), който показва колко атома от радиоактивно вещество ще останат след определено време на разпад.

  ,

  където е броят на неразпадналите се атоми;

  Първоначален брой атоми;

  T- минало време;

  T- полуживот.

  Стойностите на полуживота за различни вещества вече са изчислени и са известни таблични стойности.

  Изчислете дозата радиация, погълната от два литра вода, ако поради поглъщането на тази доза водата се нагрява с .

  дадени:, - специфичен топлинен капацитет на водата (таблична стойност).

  Намирам:д- доза радиация.

  Решение:

  Лъчението нагрява водата, тоест погълнатата от нея енергия се превръща във вътрешна енергия на водата. Нека запишем това като пренос на определено количество топлина.

  Формула за количеството топлина, предадено на водата при нагряване:

  Радиационната енергия, която се преобразува в дадено количествотоплина, изразяваме я от формулата за погълната доза радиация:

  

  Нека приравним тези два израза (енергия и количество топлина):

  От тук получаваме необходимата формула за изчисляване на дозата на облъчване:

  Отговор:

  Безопасната еквивалентна доза йонизиращо лъчение е 15 mSv/година. На каква мощност на абсорбираната доза за γ-лъчение отговаря това?

  дадени:; ;

  Коефициент на качество на γ-лъчение.

  Намирам:- мощност на погълната доза.

  Решение:

  Превеждаме данните в SI:

  Нека изразим погълнатата доза от формулата за еквивалентна доза:

  

  Нека заместим получения израз в израза за мощността на погълнатата доза:

  Отговор:.

  Имаше някакъв радиоактивен изотоп на среброто. Масата на радиоактивното сребро е намаляла 8 пъти за 810 дни. Определете времето на полуразпад на радиоактивното сребро.

  дадени:- отношението на първоначалната маса към останалата;

  Намирам:T.

  Решение:Нека запишем закона за полуживота:

  Съотношението на началната и крайната маса ще бъде равно на съотношението на началния и крайния брой сребърни атоми:

  

  Нека решим полученото уравнение:

  Отговор:дни.

  Като минимум не могат да се обработват радиационни проби по време на изследването; При опасност от навлизане в радиационната зона е необходимо да се използват средства за защита на дихателните пътища: маски и противогази, както и специални костюми (виж фиг. 2).

  

  Ориз. 2. Защитни средства Излагането на алфа лъчение, макар и опасно, се забавя дори от лист хартия (виж фиг. 3). За защита от това лъчение е достатъчно облекло, което покрива всички части на тялото; основното е да се предотврати навлизането на α-частици в белите дробове с радиоактивен прах.

  

  Ориз. 3. Излагане на α-лъчениеБета радиацията има много по-голяма проникваща способност (прониква 1-2 см в телесните тъкани). Защитата от тази радиация е трудна. За изолиране от β-лъчение ще ви е необходима например алуминиева пластина с дебелина няколко милиметра или стъклена пластина (фиг. 4).

  

  Ориз. 4. Излагане на β-лъчениеГама-лъчението има най-голяма проникваща способност. Съдържа се от дебел слой олово или бетонни стениняколко метра дебелина, т.н индивидуални средстване е осигурена защита за хората от такова лъчение (фиг. 5).

  

  Ориз. 5. Излагане на γ-лъчение

  Домашна работа

  1. Въпроси в края на параграф 78, стр. 263 (Перишкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9 клас ().
  2. Средната погълната доза радиация от служител, работещ с рентгенов апарат, е 7 µGy за 1 час Опасно ли е работникът да работи 200 дни в годината по 6 часа на ден, ако максимално допустимата доза радиация е 50. mGy на година?
  3. Какъв е времето на полуразпад на един от изотопите на франция, ако за 6 s броят на ядрата на този изотоп намалява до 8 пъти?