Тодорхой нөхцөлд цацраг идэвхт цацраг нь амьд организмын эрүүл мэндэд аюул учруулж болзошгүйг мэддэг. Цацраг туяа нь амьд биетэд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн шалтгаан юу вэ?

Баримт нь α-, β- ба γ-бөөмсүүд бодисоор дамжин түүнийг ионжуулж, молекул, атомаас электронуудыг устгадаг. Амьд эдийг ионжуулах нь энэ эдийг бүрдүүлдэг эсийн амин чухал үйл ажиллагааг алдагдуулдаг бөгөөд энэ нь бүх организмын эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлдөг.

Хүн өөрт нь нөлөөлж буй бөөмсийн урсгалаас илүү их энерги авах тусам хүний ​​масс бага байх тусам (өөрөөр хэлбэл массын нэгжид илүү их энерги байх болно) энэ нь түүний биед илүү ноцтой эмгэг үүсгэдэг.

• Цацраасан бодис (ялангуяа биеийн эд эс) шингээж, нэгж массаар тооцсон ионжуулагч цацрагийн энергийг цацрагийн шингээгдсэн тун гэж нэрлэдэг.

Шингээсэн цацрагийн тун D нь биед шингэсэн энерги E-ийн масс m-тэй тэнцүү байна.

Шингээсэн цацрагийн тунгийн SI нэгж нь саарал (Gy) юм.

Энэ томъёоноос ийм зүйл гарч ирнэ

1 Gy = 1 J / 1 кг

Энэ нь 1 Дж цацрагийн энергийг 1 кг масстай бодис руу шилжүүлбэл шингэсэн цацрагийн тун нь 1 Гр-тэй тэнцүү байна гэсэн үг юм.

Зарим тохиолдолд (жишээлбэл, амьд амьтдын зөөлөн эдийг рентген туяа эсвэл γ-цацрагаар туяарах үед) шингэсэн тунг рентгенээр (R) хэмжиж болно: 1 Гр нь ойролцоогоор 100 R-тэй тохирч байна.

Цацрагийн шингэсэн тун их байх тусам энэ цацраг нь биед илүү их хор хөнөөл учруулдаг (ceteris paribus).

Гэхдээ ионжуулагч цацрагийн үйлчлэлд хүргэж болох үр дагаврын ноцтой байдлыг найдвартай үнэлэхийн тулд ижил шингэсэн тунгаар өөр өөр төрлийн цацраг нь өөр өөр хэмжээтэй биологийн нөлөөлөл үүсгэдэг гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Аливаа ионжуулагч цацрагаас үүссэн биологийн нөлөөг ихэвчлэн рентген туяа эсвэл γ-цацрагийн нөлөөлөлтэй харьцуулан үнэлдэг. Жишээлбэл, ижил шингэсэн тунгаар α-цацрагийн үйлчлэлээс үүсэх биологийн нөлөө нь γ-цацрагаас 20 дахин их байх болно, хурдан нейтронуудын нөлөөгөөр γ-цацрагаас 10 дахин их байх болно. β-цацрагийн үйлдэл - γ-цацрагийнхтай адил.

Үүнтэй холбогдуулан α-цацрагийн чанарын хүчин зүйл 20, дээр дурдсан хурдан нейтронууд - 10, харин γ-цацрагийн чанарын хүчин зүйл (түүнчлэн рентген болон β-цацраг) гэж хэлэх нь заншилтай байдаг. нэгтэй тэнцүү гэж үздэг. Энэ замаар,

• чанарын хүчин зүйл K нь ийм төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул нь γ-цацрагт өртөхөөс хэд дахин их байгааг харуулдаг (ижил шингэсэн тунгаар)

Биологийн нөлөөг үнэлэхийн тулд хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг эквивалент тун.

Эквивалент тун H нь шингэсэн D тун ба чанарын хүчин зүйлийн K-ийн бүтээгдэхүүнээр тодорхойлогдоно.

Эквивалент тунг шингэсэн тунтай ижил нэгжээр хэмжиж болох боловч хэмжих тусгай нэгжүүд бас байдаг.

Эквивалент тунгийн SI нэгж нь сиверт (Sv) юм. Мөн дэд олон нэгжийг ашигладаг: миллизиверт (mSv), микрозиверт (μSv) гэх мэт.

Энэ томъёоноос үзэхэд рентген, γ- ба β-цацрагт (үүний хувьд K = 1) 1 Зв нь шингээгдсэн 1 Гр тунтай, бусад бүх төрлийн цацрагийн хувьд 1 Гр-ийн тунг үржүүлсэн байна. энэ цацрагт харгалзах чанарын хүчин зүйл .

Ионжуулагч цацрагийн амьд организмд үзүүлэх нөлөөг үнэлэхдээ биеийн зарим хэсэг (эрхтэн, эд) бусдаас илүү мэдрэмтгий байдгийг харгалзан үздэг. Жишээлбэл, ижил тунгаар уушигны хорт хавдар нь бамбай булчирхайн хорт хавдраас илүү байдаг. Өөрөөр хэлбэл, эрхтэн, эд эс бүр цацрагийн эрсдэлийн тодорхой коэффициенттэй байдаг (уушигны хувьд 0.12, бамбай булчирхайн хувьд 0.03).

Шингээсэн болон түүнтэй адилтгах тун нь өртөх хугацаанаас (жишээ нь цацраг нь орчинтой харьцах хугацаанаас) хамаарна. Бусад зүйл тэнцүү байх тусам эдгээр тун нь их байх тусам өртөх хугацаа урт байх болно, өөрөөр хэлбэл тун нь цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг.

Цацраг идэвхт изотопуудын амьд биетэд учруулж буй аюулын зэрэглэлийг үнэлэхдээ тухайн бодис дахь цацраг идэвхт (өөрөөр хэлбэл ялзарч амжаагүй) атомын тоо цаг хугацаа өнгөрөх тусам буурч байгааг харгалзан үзэх нь чухал юм. Энэ тохиолдолд нэгж хугацаанд цацраг идэвхт задралын тоо, цацрагийн энерги пропорциональ буурдаг.

Эрчим хүч бол цацрагийн хүнд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн түвшинг тодорхойлдог хүчин зүйлүүдийн нэг юм. Тиймээс тухайн бодист цаг хугацааны аль ч үед хэдэн цацраг идэвхт атом үлдэхийг тооцоолох боломжтой тоон хамаарлыг (өөрөөр хэлбэл томъёо) олох нь маш чухал юм.

Энэ хамаарлыг гаргахын тулд янз бүрийн бодис дахь цацраг идэвхт цөмийн тоо буурах хурд нь өөр өөр байдаг бөгөөд хагас задралын хугацаа гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнээс хамаардаг гэдгийг мэдэх шаардлагатай.

• Хагас задралын хугацаа нь цацраг идэвхт цөмийн анхны тоо дунджаар хоёр дахин багассан хугацаа юм.

Цацраг идэвхт атомын N тооны t хугацаа ба хагас задралын T-ээс хамаарлыг гаргая. Цагийг ажиглалт эхэлсэн t 0 = 0, цацрагийн эх үүсвэр дэх цацраг идэвхт атомын тоо N-тэй тэнцүү байх үеэс эхлэн тоолно. 0 . Дараа нь тодорхой хугацааны дараа

Томьёог цацраг идэвхт задралын хууль гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, үүнийг өөр хэлбэрээр бичиж болно. Сүүлийн томъёоноос харахад T том байх тусам 2 т/Т бага ба N их байх болно (өгөгдсөн N 0 ба t утгын хувьд). Энэ нь элементийн хагас задралын хугацаа урт байх тусмаа "амьдрах" ба цацраг туяа нь амьд организмд аюул учруулдаг гэсэн үг юм. Үүнийг мөн иодын (T I = 8 хоног) болон селенийн (T Se = 120 хоног) изотопуудад зориулж бүтээсэн 165-р зурагт үзүүлсэн N-ийн t-ээс хамаарлын графикууд баталж байна.

Цагаан будаа. 165. Иод, селенийн изотопын цацраг идэвхт атомын тоо цаг хугацааны хамаарлын график.

Цацраг туяанаас өөрийгөө хэрхэн хамгаалахаа мэдэж аваарай. Ямар ч тохиолдолд цацраг идэвхт бодисыг авч болохгүй - тэдгээрийг урт бариултай тусгай хавчаараар авдаг.

α-цацрагаас өөрийгөө хамгаалах нь хамгийн хялбар байдаг, учир нь энэ нь бага нэвчдэг тул жишээлбэл, цаас, хувцас, хүний ​​арьсаар саатдаг. Үүний зэрэгцээ биед нэвтэрсэн α-тоосонцор (хоол хүнс, агаар, ил шархаар дамжин) маш их аюул учруулдаг.

β-цацраг нь илүү их нэвтрэх чадвартай тул түүний нөлөөнөөс хамгаалахад илүү хэцүү байдаг. β-цацраг нь агаарт 5 м хүртэл тархах боломжтой; биеийн эд эсэд (ойролцоогоор 1-2 см) нэвтрэх чадвартай. β-цацрагаас хамгаалах хамгаалалт нь жишээлбэл, хэдэн миллиметр зузаантай хөнгөн цагаан давхарга байж болно.

γ-цацраг нь бүр ч илүү нэвтрэх чадвартай бөгөөд түүнийг хар тугалга эсвэл бетоны зузаан давхаргад хадгалдаг. Тиймээс γ-цацраг идэвхит бэлдмэлийг зузаан ханатай хар тугалгатай саванд хадгалдаг. Үүнтэй ижил шалтгаанаар хүмүүсийг γ-туяа болон янз бүрийн бөөмсөөс (α-бөөм, нейтрон, цөмийн задралын хэлтэрхий гэх мэт) хамгаалах зорилгоор цөмийн реакторуудад зузаан бетонон давхаргыг ашигладаг.

Асуултууд

1. Цацраг туяа нь амьд биетэд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн шалтгаан юу вэ?
2. Цацрагийн шингэсэн тун хэд вэ? Хэрэв бусад бүх нөхцөл байдал ижил байвал цацраг нь илүү их эсвэл бага тунгаар биед илүү их хор хөнөөл учруулдаг уу?
3. Янз бүрийн төрлийн ионжуулагч цацраг нь амьд организмд ижил эсвэл өөр биологийн нөлөө үзүүлдэг үү? Жишээ хэлнэ үү.
4. Цацрагийн чанарын хүчин зүйл юуг харуулж байна вэ? Цацрагийн эквивалент тун хэд вэ?
5. Ионжуулагч цацрагийн амьд организмд үзүүлэх нөлөөг үнэлэхдээ өөр ямар хүчин зүйлийг (эрчим хүч, цацрагийн төрөл, биеийн жингээс гадна) тооцох ёстой вэ?
6. Цацраг идэвхт бодисын хагас задралын хугацаа 2 хоног байвал 6 хоногийн дараа түүний атомын хэдэн хувь нь үлдэх вэ?
7. Цацраг идэвхт тоосонцор, цацрагийн нөлөөллөөс хамгаалах аргуудын талаар бидэнд ярина уу.

Хичээл 64 Цацраг идэвхт задралын хууль (Федосова О.А.)

Хичээлийн текст

• Хийсвэр

  Хичээлийн нэр - физик Анги - 9 ТМС (сурах бичгийн нэр, зохиогч, хэвлэгдсэн он) - Физик. 9-р анги: сурах бичиг / A.V. Перышкин, Е.М. Гутник. - М.: Bustard, 2014. Боловсролын түвшин (үндсэн, гүнзгий, профиль) - хичээлийн үндсэн сэдэв - Цацрагийн биологийн нөлөө. Цацраг идэвхт задралын хууль. Сэдвийг судлахад зарцуулсан нийт цагийн тоо - 1 Сэдвийн хичээлийн систем дэх хичээлийн байр - 64/11 Хичээлийн зорилго нь оюутнуудыг цацраг туяа, түүний нөлөөллийн талаархи шинжлэх ухааны сүүлийн үеийн мэдээлэлтэй танилцуулах явдал юм. биологийн объектууд. Хичээлийн зорилго - Оюутнуудад цацраг идэвхт байдлын талаархи мэдлэгийг бүрдүүлэх. Орчин үеийн нийгэм дэх энэхүү нээлтийн эерэг ба сөрөг илрэлийг үнэлж, оюутнуудын алсын харааг өргөжүүл. Цацраг идэвхт бодисыг ашиглахтай холбоотой ертөнцийг үзэх үзлийг төлөвшүүлэх, ангид харилцан яриа зохион байгуулах замаар сурагчдын аман яриаг хөгжүүлэх, санаа бодлоо дүрмийн зөв хэлбэрээр илэрхийлэх чадварыг бий болгох. Сурах эерэг сэдлийг бий болгож, мэдлэгийн сонирхлыг нэмэгдүүлэх. Төлөвлөсөн үр дүн - Цацраг идэвхт бодисын физик утгыг тайлбарла. Хичээлийн техникийн дэмжлэг нь компьютер, мультимедиа проектор, Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үелэх систем юм. Хичээлийн нэмэлт арга зүйн болон дидактик дэмжлэг (Интернет эх сурвалжийн холбоосыг авах боломжтой) - VIDEOUROKI.NET https://videouroki.net/look/diski/fizika9/index сайтаас "Физикийн 9-р анги" дискний хичээлийн танилцуулга. html Хичээлийн агуулга 1. Зохион байгуулалтын үе шат Багш, сурагчдын харилцан мэндчилгээ; дутуу бүртгэл байгаа эсэхийг шалгаж байна. 2. Оюутнуудын субъектив туршлагыг бодит болгох "Цацраг идэвхт бодисын нээлт" сэдвээр үндсэн ойлголтуудыг давтах: цацраг идэвхит байдал; цацраг идэвхт цацрагийн найрлага; α цацраг; β цацраг; γ-цацраг. Хичээлийн сэдэвтэй холбоотой эрдэмтдийг нэрлэ (мөн яагаад?). 3. Шинэ мэдлэг, ажиллах арга барилд суралцах (Танилцуулгын слайдтай ажиллах) 1896 онд Францын физикч Антуан Анри Беккерел ураны давс аяндаа цацраг ялгаруулдаг болохыг олж тогтоожээ. Түүний нээсэн үзэгдлийг цацраг идэвхит бодис гэж нэрлэжээ. Цацраг идэвхит байдал нь нэг химийн элементийн тогтворгүй изотопыг өөр элементийн изотоп болгон аяндаа хувиргах, өндөр нэвтрэх чадалтай бөөмс ялгаруулах үзэгдэл гэдгийг санаарай. Рутерфорд болон бусад судлаачид цацраг идэвхт цацрагийг альфа, бета, гамма цацраг гэж гурван төрөлд хувааж болохыг туршилтаар нотолсон. Ийм цацрагийн нэрс нь Грек цагаан толгойн эхний үсгээс гаралтай. Та бид хоёрын аль хэдийн мэдэж байгаачлан цацраг идэвхт цацраг нь бодисын атом, молекулуудын иончлолыг үүсгэдэг тул тэдгээрийг ихэвчлэн ионжуулагч цацраг гэж нэрлэдэг. Тодорхой нөхцөлд цацраг идэвхт цацраг нь амьд организмын эрүүл мэндэд аюул учруулж болзошгүйг одоо мэддэг болсон. Цацраг идэвхт цацрагийн биологийн үйл ажиллагааны механизм нь нарийн төвөгтэй байдаг. Энэ нь ионжуулагч цацрагийг шингээх үед үүсдэг амьд эд дэх атом, молекулуудын ионжуулалт, өдөөх үйл явц дээр суурилдаг. Цацрагийн сөрөг нөлөөллийн зэрэг, мөн чанар нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс, тухайлбал ионжуулагч хэсгүүдийн урсгалаар тухайн биед ямар энерги шилждэг, энэ биеийн масс ямар байхаас хамаарна. Хүн өөрт нь нөлөөлж буй бөөмсийн урсгалаас илүү их энерги авах тусам хүний ​​масс бага байх тусам (өөрөөр хэлбэл массын нэгжид илүү их энерги байх болно) энэ нь түүний биед илүү ноцтой эмгэг үүсгэдэг. Цацрагийн шингэсэн тун нь цацраг туяагаар шингэсэн ионжуулагч цацрагийн энергийн энэ бодисын масстай тэнцэх утга юм. Шингээсэн цацрагийн тунгийн SI нэгж нь саарал байна. 1 саарал нь цацрагийн шингээгдсэн тунтай тэнцүү бөгөөд энэ үед 1 Дж-ийн ионжуулагч цацрагийн энерги нь 1 кг масстай цацраг идэвхт бодис руу шилждэг. Шингээх цацрагийн тунгийн системээс гадуурх нэгж нь радиан юм. Шингээсэн тунг хэмжихийн тулд тусгай төхөөрөмж ашигладаг - дозиметр. Хамгийн өргөн тархсан нь дозиметрүүд бөгөөд мэдрэгч нь иончлолын камер юм. Зарим дозиметрүүд нь бөөмийн тоолуур, гэрэл зургийн хальс эсвэл сцинтилляторыг мэдрэгч болгон ашигладаг. Цацрагийн шингэсэн тун их байх тусам энэ цацраг нь биед илүү их хор хөнөөл учруулдаг (ceteris paribus). Гэхдээ ионжуулагч цацрагийн үйлчлэлд хүргэж болох үр дагаврын ноцтой байдлыг найдвартай үнэлэхийн тулд ижил шингэсэн тунгаар өөр өөр төрлийн цацраг нь өөр өөр хэмжээтэй биологийн нөлөөлөл үүсгэдэг гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Аливаа ионжуулагч цацрагийн биологийн нөлөөг ихэвчлэн рентген туяа эсвэл гамма цацрагийн нөлөөлөлтэй харьцуулан үнэлдэг. Жишээлбэл, ижил шингэсэн тунгаар альфа цацрагийн үйл ажиллагааны биологийн нөлөө нь гамма цацрагаас 20 дахин их байх болно, хурдан нейтронуудын нөлөөгөөр гамма цацрагаас 10 дахин их байх болно. бета цацраг - гамма цацрагтай адил. Үүнтэй холбогдуулан альфа цацрагийн чанарын хүчин зүйл нь 20, дээр дурдсан хурдан нейтронууд 10 байдаг бол гамма цацрагийн чанарын хүчин зүйл (түүнчлэн рентген болон бета цацраг) гэж үздэг. нэгтэй тэнцүү. Иймээс чанарын хүчин зүйл нь энэ төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул нь гамма цацрагт өртөхөөс хэд дахин их байгааг харуулдаг (ижил шингэсэн тунгаар). Нэг шингэсэн тунгаар өөр өөр цацрагууд өөр өөр биологийн нөлөө үзүүлдэг тул эдгээр нөлөөллийг үнэлэхийн тулд цацрагийн эквивалент тун гэж нэрлэгддэг хэмжигдэхүүнийг нэвтрүүлсэн. Цацрагийн эквивалент тун нь цацрагийн биед үзүүлэх нөлөөллийг тодорхойлдог утга бөгөөд шингэсэн тун ба чанарын хүчин зүйлийн бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна. Эквивалент тунг шингэсэн тунтай ижил нэгжээр хэмжиж болох боловч хэмжих тусгай нэгжүүд бас байдаг. Олон улсын нэгжийн системд эквивалент тунгийн нэгж нь sIvert юм. Мөн миллизиверт, микрозиверт гэх мэт үржүүлэгч нэгжийг ашигладаг. Системийн бус хэмжилтийн нэгж нь BER (рентгенийн биологийн эквивалент) юм. Ионжуулагч цацрагийн амьд организмд үзүүлэх нөлөөг үнэлэхдээ биеийн зарим хэсэг (эрхтэн, эд) бусдаас илүү мэдрэмтгий байдгийг харгалзан үздэг. Жишээлбэл, ижил тунгаар уушигны хорт хавдар нь бамбай булчирхайн хорт хавдраас илүү байдаг. Өөрөөр хэлбэл, эрхтэн, эд эс бүр цацрагийн эрсдэлийн тодорхой коэффициенттэй байдаг (уушигны хувьд 0.12, бамбай булчирхайн хувьд 0.03). Цацрагийн зөвшөөрөгдөх дээд тунг ийм шингэсэн тун гэж үздэг бөгөөд энэ нь цар хүрээний дарааллаар дэлхий дээр байдаг байгалийн цацраг идэвхт дэвсгэртэй давхцдаг бөгөөд гол төлөв сансрын цацраг, дэлхийн цацраг идэвхт байдлаас үүдэлтэй байдаг. Энэ үүднээс авч үзвэл рентген, бета, гамма цацрагийн мужид байгаа хүний ​​зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь жилд ойролцоогоор 10 Gy байна. Дулааны нейтроны хувьд энэ тун нь 5 дахин бага, хурдан нейтрон, протон, альфа бөөмсийн хувьд 10 дахин бага байдаг. Цацраг идэвхт цацрагийн эх үүсвэртэй байнга ажилладаг хүмүүст зориулсан Цацрагийн хамгаалалтын олон улсын комисс долоо хоногт саарал өнгийн мянганы нэгээс илүүгүй зөвшөөрөгдөх дээд тунг тогтоожээ. жилд ойролцоогоор 0.05 Gy. Богино хугацаанд хүлээн авсан 3-6 Грей-аас дээш тун нь хүний ​​хувьд үхэлд хүргэдэг. Шингээсэн болон түүнтэй адилтгах тун нь өртөх хугацаанаас (жишээ нь цацраг нь орчинтой харьцах хугацаанаас) хамаарна. Бусад зүйл тэнцүү байх тусам эдгээр тун нь их байх тусам өртөх хугацаа урт байх болно, өөрөөр хэлбэл тун нь цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг. Цацраг идэвхт изотопуудын амьд биетэд учруулж буй аюулын зэрэглэлийг үнэлэхдээ цацраг идэвхт бодисын тоо (жишээ нь. e. хараахан ялзраагүй) бодис дахь атомууд цаг хугацааны явцад буурдаг. Энэ тохиолдолд нэгж хугацаанд цацраг идэвхт задралын тоо, цацрагийн энерги пропорциональ буурдаг. Эрчим хүч нь бидний мэдэж байгаагаар цацрагийн хүнд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн түвшинг тодорхойлдог хүчин зүйлүүдийн нэг юм. Иймд тухайн бодист цаг хугацааны аль ч үед хэдэн цацраг идэвхт атом үлдэхийг тооцоолох боломжтой тоон хамаарлыг (өөрөөр хэлбэл томъёо) олох нь маш чухал юм. Энэ хамаарлыг гаргахын тулд янз бүрийн бодис дахь цацраг идэвхт цөмийн тоо буурах хурд нь өөр өөр байдаг бөгөөд хагас задралын хугацаа гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнээс хамаардаг гэдгийг мэдэх шаардлагатай. Хагас задралын хугацаа нь цөмийн анхны тооны тал нь задрах хугацаа юм. Цацраг идэвхт атомын тоо нь цаг хугацаа ба хагас задралын хугацаанаас хамааралтай болохыг олж мэдье. Цацрагийн эх үүсвэр дэх цацраг идэвхт атомын тоо EN ТЕГ-тэй тэнцүү байх үед ажиглалт эхэлсэн цагаас эхлэн цаг хугацааг тоолно. Дараа нь хагас задралын хугацаатай тэнцэх хугацааны дараа задрахгүй цөмийн тоо хоёр дахин багасна. Дахин ижил хугацааны дараа задрахгүй цөмийн тоо дахин хоёр дахин буурч, анхны тоотой харьцуулахад дөрөв дахин багасна. Хугацаа дууссаны дараа TE-тэй тэнцүү EN ЖИЖИГ TE ТОМ-ээр үржүүлсэн цацраг идэвхт цөм: EN EN ТЭГТЭЙ ТЭНГИЙГ ХОЁР ХУВАСАН EN ЖИЖИГИЙН ЧАД. Бид Фредерик Соддигийн тогтоосон цацраг идэвхт задралын хуулийн аналитик илэрхийлэл болох томьёог олж авлаа: Цацраг идэвхт задралын хуулийг мэдсэнээр ямар ч хугацаанд задарсан цөмийн тоог тодорхойлж болно. Цацраг идэвхт задралын хуулиас үзэхэд аль нэг элементийн хагас задралын хугацаа уртсах тусам "амьдрал" уртасч, цацраг цацарч, амьд организмд аюул учруулдаг. Үүнийг зурагт үзүүлсэн иод ба селенийн изотопын хувьд үлдсэн цөмийн тооноос хамаарах цаг хугацааны хамаарлын графикууд тодорхой харуулж байна. Нэгж цаг тутамд задралын тоог тоон байдлаар тодорхойлохын тулд цацраг идэвхт элементийн идэвхжил гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнийг оруулсан болно. SI системд үйл ажиллагааны нэгж нь беккерел юм - энэ нь нэг цөм нэг секундэд задрах цацраг идэвхт эмийн идэвхжил юм. Системээс гадуурх үйл ажиллагааны нэгж нь кюри юм. Цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүссэн цөм нь эргээд цацраг идэвхт байж болно. Энэ нь тогтвортой изотопоор төгссөн цацраг идэвхт хувирлын гинжин хэлхээ эсвэл цувралд хүргэдэг. Ийм гинжийг бүрдүүлдэг бөөмийн багцыг цацраг идэвхт гэр бүл гэж нэрлэдэг. Гурван цацраг идэвхт гэр бүлийг мэддэг: уран-238 гэр бүл, торийн гэр бүл, актиниум гэр бүл. Бүх гэр бүлүүд хар тугалганы тогтвортой изотопоор төгсдөг. 4. Материалыг бэхлэх Цацрагийн тун гэж юу вэ? Байгалийн суурь цацраг гэж юу вэ? Цацраг идэвхт бэлдмэлээр ажилладаг хүмүүст жилд ямар цацрагийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ байх вэ? Цацраг идэвхт цацрагт хамгийн түрүүнд юу нөлөөлдөг вэ? Бид цацраг идэвхт бодисыг хаанаас авдаг вэ? 5. Ерөнхий ойлголт ба системчлэх Төрөл бүрийн цацраг нь өөр өөр нэвтрэх чадалтай бөгөөд хүнд янз бүрийн байдлаар нөлөөлдөг. 0.1 мм-ийн зузаантай цаас нь α-туяаг бүрэн шингээдэг. Мөн 5 мм зузаантай хөнгөн цагаан хуудас нь β-туяанаас хамгаална. Хамгийн хэцүү зүйл бол γ-цацрагаас өөрийгөө хамгаалах явдал юм, учир нь хар тугалганы нэг см давхарга ч гэсэн эдгээр цахилгаан соронзон долгионы эрчмийг хоёр дахин бууруулж чаддаг. Цацрагийн эсрэг хамгаалах дараах аргууд байдаг: 1) цацрагийн эх үүсвэрээс зайлуулах; 2) цацраг шингээгч материалаар хийсэн хаалт ашиглах. Рентген цацрагийн физик нөлөө нь бодисын атомыг ионжуулах явдал юм. Энэ процесст үүссэн чөлөөт электронууд ба эерэг ионууд нь нарийн төвөгтэй урвалын гинжин хэлхээнд оролцдог бөгөөд үүний үр дүнд шинэ молекулууд, түүний дотор чөлөөт радикалууд үүсдэг. Эдгээр чөлөөт радикалууд нь бүрэн ойлгогдоогүй гинжин урвалаар дамжин эсийн хэвийн үйл ажиллагаанд шаардлагатай биологийн чухал молекулуудын химийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг. Биохимийн өөрчлөлт нь цацраг туяанаас хойш хэдэн секунд эсвэл хэдэн арван жилийн дотор үүсч, эсийн үхэлд хүргэж, хорт хавдар үүсгэдэг. Цацрагийн өвчин нь гадны болон дотоод нөлөөллийн өсөлтөөс хоёуланд нь үүсч болно. Үр хөврөлийн хөгжлийн үе шатанд цацраг туяа нь үр хөврөлийг устгадаггүй, харин гажууд төрөхөд хүргэдэг. Түүгээр ч зогсохгүй эхийн биед аюулгүй тунгаар цацраг туяа нь үр хөврөлийн тархинд гэмтэл учруулдаг. Өнөөдөр жилд 5 мЗв хүртэл шингэсэн цацрагийн тунг хүлээн зөвшөөрч, аюулгүй гэж үздэг. Мөн зөвшөөрөгдөх нэг удаагийн өртөлт нь 100 мЗв-ийн яаралтай тусламжийн тун гэж тооцогддог. 750 мЗв-ийн нэг удаагийн цацраг нь цацрагийн өвчин үүсгэдэг. Мөн 4.5 Зв-ийн нэг удаагийн хордлого нь цацрагийн хүнд хэлбэрийн өвчин үүсгэдэг бөгөөд цацраг туяанд өртсөн хүмүүсийн 50% нь нас бардаг. 6. Гэрийн даалгавар §61

  Цацрагийн биологийн нөлөө. Цацраг идэвхт задралын хууль Гүйцэтгэсэн: Аминова Диана, Теслюк Паша, Смирнова Вика, 9-р "А" ангийн сурагчид Дарга: Попова И.А., физикийн багш Белово Белово хотын 30-р дунд сургууль 2010 он.

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Шингээсэн цацрагийн тунгийн SI нэгж нь саарал (Gy) юм. Шингээсэн цацрагийн тунгийн SI нэгж нь саарал (Gy) юм. D \u003d E / m томъёоноос харахад 1 Гр \u003d 1 Ж / 1 кг байна. D \u003d E / m томъёоноос харахад 1 Гр \u003d 1 Ж / 1 кг байна. Энэ нь 1 Дж цацрагийн энергийг 1 кг масстай бодис руу шилжүүлбэл шингэсэн цацрагийн тун нь 1 Гр-тэй тэнцүү байна гэсэн үг юм. Энэ нь 1 Дж цацрагийн энергийг 1 кг масстай бодис руу шилжүүлбэл шингэсэн цацрагийн тун нь 1 Гр-тэй тэнцүү байна гэсэн үг юм.
  

  
  

  Цацрагийн шингэсэн тун их байх тусам энэ цацраг нь биед илүү их хор хөнөөл учруулдаг (ceteris paribus). Цацрагийн шингэсэн тун их байх тусам энэ цацраг нь биед илүү их хор хөнөөл учруулдаг (ceteris paribus).
  

  
  

  Чанарын харьцаа. Чанарын хүчин зүйл нь энэ төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул нь гамма цацрагаас хэд дахин их байгааг харуулдаг. эквивалент тун. H \u003d D * K ШАЛТГАЛНА: Нөлөөлөх хугацаанаас (өөрөөр хэлбэл, цацрагийн хүрээлэн буй орчинтой харьцах хугацаанаас) Чанарын хүчин зүйл нь энэ төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул хэд дахин байгааг харуулдаг. гамма цацрагаас их. эквивалент тун. H \u003d D * K: Нөлөөлөх хугацаанаас (жишээ нь, цацрагийн орчинтой харьцах хугацаанаас) ХААРНА.
  

  
  

  Шингээсэн ба түүнтэй адилтгах тун нь өртсөн хугацаанаас (өөрөөр хэлбэл, цацрагийн орчинтой харилцан үйлчлэх хугацаа) хамаарна. Ceteris paribus, эдгээр тун нь их байх тусам өртөх хугацаа урт байх болно, өөрөөр хэлбэл тун нь цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг. Шингээсэн ба түүнтэй адилтгах тун нь өртсөн хугацаанаас (өөрөөр хэлбэл, цацрагийн орчинтой харилцан үйлчлэх хугацаа) хамаарна. Ceteris paribus, эдгээр тун нь их байх тусам өртөх хугацаа урт байх болно, өөрөөр хэлбэл тун нь цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг.
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Цацрагийн эсрэг хамгаалах аргууд: Ямар ч тохиолдолд цацраг идэвхт бодисыг авч болохгүй - тэдгээрийг урт бариултай тусгай хавчаараар авдаг. Ямар ч тохиолдолд цацраг идэвхт бодисыг авч болохгүй - тэдгээрийг урт бариултай тусгай хавчаараар авдаг. Альфа цацрагаас өөрийгөө хамгаалах хамгийн хялбар арга, учир нь. нэвтрэх чадвар багатай. Альфа цацрагаас өөрийгөө хамгаалах хамгийн хялбар арга, учир нь. нэвтрэх чадвар багатай. Цацрагаас өөрийгөө хамгаалах нь илүү хэцүү байдаг, учир нь энэ нь илүү их нэвтрэх чадвартай байдаг. Цацрагаас өөрийгөө хамгаалах нь илүү хэцүү байдаг, учир нь энэ нь илүү их нэвтрэх чадвартай байдаг. - цацраг нь илүү их нэвтрэх чадвартай. - цацраг нь илүү их нэвтрэх чадвартай.
  

  
  

  
  

  Зураг, дизайн, слайдтай танилцуулгыг үзэхийн тулд, файлыг татаж аваад PowerPoint дээр нээнэ үүтаны компьютер дээр.
  Текст слайдын танилцуулга: 1. Амьд биетийн биед цацрагийн сөрөг нөлөөллийн шалтгаан юу вэ? Амьд эд эсийн молекул, атомыг ионжуулах нь эсийн болон бүхэл бүтэн организмын амин чухал үйл ажиллагааг алдагдуулдаг. 2. Цацрагийн сөрөг нөлөөллийн зэрэг, мөн чанарыг юу тодорхойлдог вэ? ... ионжуулагч хэсгүүдийн урсгалаар бие рүү шилжсэн энерги, биеийн массаас - энэ нь цацрагт бодис (ялангуяа биеийн эд) шингээж авсан ионжуулагч цацрагийн E энерги бөгөөд нэгж массад тооцогдоно. . Шингээсэн цацрагийн тун D Шингээсэн тунгийн SI нэгжээр: 1 саарал (Gy) Чанарын хүчин зүйл K нь энэ төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул нь гамма цацрагийн нөлөөллөөс хэд дахин их байгааг харуулдаг. ижил шингэсэн тун) Асуулт. Янз бүрийн төрлийн ионжуулагч цацраг нь амьд организмд ижил эсвэл өөр биологийн нөлөө үзүүлдэг үү? Эквивалент тун H нь шингэсэн D тун ба чанарын хүчин зүйлээр тодорхойлогддог KB SI эквивалент тунгийн нэгж: 1 сиверт (Зв) 1 миллизиверт = 1мЗв = 0.001Зв = 10-3 Св 1 микрозиверт = μЗв = 10-6 Чулуулаг, сансрын туяа, агаар мандлын агаар, хоол хүнс зэрэг байгалийн цацрагийн эх үүсвэрээс SV. Бүх эх үүсвэрийн цацрагийн нийлбэр нь арын цацраг гэж нэрлэгддэг цацрагийг бүрдүүлдэг. Цацраг идэвхт изотопын аюулын зэрэглэлийг үнэлэхдээ цаг хугацааны явцад тэдгээрийн тоо буурч байгааг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Э.Рутерфорд 1871–1937 Цацраг идэвхт задралын хууль - цацраг идэвхт цөмийн тооноос цаг хугацааны хамаарал (Рутерфорд эмпирик байдлаар тогтоосон) - цацраг идэвхт бодис бүрийн хувьд цацраг идэвхт цөмийн анхны тоо дунджаар багасах хугацаа байдаг. 2 дахин - хагас задралын хугацаа - T Хагас задралын хугацаа T Хагас задралын хугацаа Цацраг идэвхт атомын тоо t0 = 0 N0 t1 = 1.T t2 = 2.T t3 = 3.T tn = nT Цацраг идэвхт задралын хууль нь: олон тооны цөмд хүчинтэй Цацраг идэвхт задралын хууль Олон тооны бөөмсөнд хүчинтэй. Хагас задралын хугацаа нь 10 мин цацраг идэвхт зэс байдаг. 1 цагийн дараа анхны зэсийн хэдэн хэсэг үлдэх вэ? Хариулт: 1/64 Бодлого Олон тооны цацраг идэвхт атомын хэдэн хэсэг нь хоёр хагас задралын хугацаатай тэнцэх хугацааны дараа задралгүй үлдэх вэ? A) 25% B) 50% C) 75% D) 0% Муудаагүй эрбийн бөөмийн тоо хугацаанаас хамаарах хамаарлын графикийг үзүүлэв. Энэ изотопын хагас задралын хугацаа хэд вэ? 25 цаг 50 цаг 100 цаг 200 цаг Цацраг идэвхт цацрагийн нэвтрэх хүч Цацрагийг бүрэн шингээх Хар тугалга Цацраг идэвхт цацрагт өртөхөөс хамгаалах арга. Нийлмэл материалын гадаргуугийн нийт нягтрал 1 г/см2, хар тугалганы агууламж 0.5 г/см2 байвал костюмны жин 20 кг орчим болно. SZO-1-ийн харагдах байдал SZO-1-ийн хэлтэрхий: халзан ба өмсгөлийн дээд хэсэг Атомын цахилгаан станцыг хамгаалж буй гал сөнөөгчдөд зориулагдсан SZO-1 төрлийн тусгай хамгаалалтын хувцас. Цацраг туяанаас хамгаалах арга замууд Ямар ч тохиолдолд цацраг идэвхт бэлдмэлийг авч болохгүй - тэдгээрийг урт бариултай тусгай хавчаараар авдаг. Цацраг идэвхт бодистой ажиллах "Изотоп" бокс: Асуулт: Цацрагийн амьд биетэд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн шалтгаан юу вэ?Цацрагын шингэсэн тун гэж юу вэ?Цацрагийн чанарын хүчин зүйл юуг харуулах вэ? α-, β-, γ-, рентген цацрагийн хувьд энэ нь хэдтэй тэнцэх вэ?Цацраг идэвхт бодисын хагас задралын хугацаа 2 хоног байвал 6 хоногийн дараа түүний атомын хэдэн хувь нь үлдэх вэ?Өөрийгөө хамгаалах арга замуудын талаар ярина уу. цацраг идэвхт бодис, цацрагт өртөхөөс үү?

  
  

  Хавсаргасан файлууд

  Цацраг нь амьд биетэд хортой нөлөө үзүүлдэг. Альфа, бета, гамма цацраг нь бодисоор дамжин өнгөрөхдөө түүнийг ионжуулж, атом, молекулуудаас электронуудыг устгаж чаддаг.

  Ионжилт- төвийг сахисан атом ба молекулуудаас ион үүсэх үйл явц.

  Амьд эдийг ионжуулах нь тэдний хэвийн үйл ажиллагааг алдагдуулдаг бөгөөд энэ нь амьд эсүүдэд хор хөнөөл учруулдаг.

  Дэлхийн аль ч үед хүн үргэлж цацрагийн нөлөөн дор байдаг тул ийм нөлөөг цацрагийн дэвсгэр гэж нэрлэдэг.

  Цацрагийн суурь- хуурай газрын болон сансрын гаралтай ионжуулагч цацраг. Бие махбодид цацраг туяанд өртөх зэрэг нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна.

  • шингээгдсэн цацрагийн энерги;
  • амьд организмын масс ба түүний жингийн нэг кг энергийн хэмжээ.

  Шингээсэн цацрагийн тун (Д ) - цацрагжуулсан бодист шингэсэн ионжуулагч цацрагийн энергийг нэгж массаар тооцсон.

  хаана Эшингээгдсэн цацрагийн энерги, м- биеийн жин.

  - Английн физикч Льюис Грейгийн нэрэмжит хэмжилтийн нэгж.

  Сул цацрагийн нөлөөллийг хэмжихийн тулд системээс гадуурх хэмжих нэгжийг ашигладаг - рентген. Зуун рентген нь нэг саарал өнгөтэй тэнцүү байна:

  Ижил шингэсэн цацрагийн тунгаар түүний амьд организмд үзүүлэх нөлөө нь цацрагийн төрөл, энэ цацрагт өртсөн эрхтэнээс хамаарна.

  Төрөл бүрийн цацрагийн нөлөөг рентген эсвэл гамма туяатай харьцуулах нь заншилтай байдаг. Альфа цацрагийн хувьд өртөлтийн үр нөлөө нь гамма цацрагаас 20 дахин их байдаг. Хурдан нейтроны үр нөлөө нь гамма цацрагаас 10 дахин их байдаг. Нөлөөллийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд чанарын хүчин зүйл гэж нэрлэгддэг утгыг оруулсан болно (альфа цацрагийн хувьд 20, хурдан нейтроны хувьд - 10).

  Чанарын хүчин зүйл (К) нь ийм төрлийн цацрагийн амьд организмд өртөхөөс үүсэх цацрагийн аюул нь ижил шингэсэн тунгаар гамма цацрагт (γ цацраг) өртөхөөс хэд дахин их байгааг харуулж байна.

  Чанарын хүчин зүйлийг харгалзан үзэхийн тулд ойлголтыг нэвтрүүлсэн - цацрагийн эквивалент тун (Х ) , энэ нь шингэсэн тунгийн бүтээгдэхүүн ба чанарын хүчин зүйлтэй тэнцүү байна.

  - Шведийн эрдэмтэн Рольф Максимилиан Сивертийн нэрэмжит хэмжилтийн нэгж.

  Амьд организмын янз бүрийн эрхтэнүүд ионжуулагч цацрагт өөр өөр мэдрэмжтэй байдаг. Энэ параметрийг үнэлэхийн тулд утга - цацрагийн эрсдэлт хүчин зүйл.

  Амьд организмд цацрагийн нөлөөллийг үнэлэхдээ түүний үйл ажиллагааны хугацааг харгалзан үзэх нь чухал юм. Цацраг идэвхт задралын явцад бодис дахь цацраг идэвхт атомын тоо багасдаг тул цацрагийн эрч хүч буурдаг. Аливаа бодисын үлдсэн цацраг идэвхт атомын тоог тооцоолохын тулд хагас задралын хугацаа гэж нэрлэгддэг хэмжигдэхүүнийг ашигладаг.

  Хагас амьдрал (Т ) - энэ нь цацраг идэвхт цөмийн анхны тоо дунджаар хоёр дахин багассан хугацаа юм. Хагас задралын хугацааг ашиглах талаар танилцуулав цацраг идэвхт задралын хууль(хагас задралын хууль) нь тодорхой задралын дараа цацраг идэвхт бодисын хэдэн атом үлдэхийг харуулдаг.

  ,

  ялзраагүй атомын тоо хаана байна;

  атомын анхны тоо;

  т- өнгөрсөн цаг;

  Т- хагас амьдрал.

  Төрөл бүрийн бодисын хагас задралын утгыг аль хэдийн тооцоолж, хүснэгтийн утгыг мэддэг.

  Хэрэв энэ тунг шингээж авсны үр дүнд ус халааж байвал хоёр литр усанд шингэсэн цацрагийн тунг тооцоол.

  Өгөгдсөн:, - усны хувийн дулааны багтаамж (хүснэгтийн утга).

  Олох:Д- цацрагийн тун.

  Шийдэл:

  Цацраг нь усыг халааж, өөрөөр хэлбэл шингэсэн энерги нь усны дотоод энергид шилжсэн. Үүнийг тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулалт гэж бичье.

  Халах үед ус руу шилжих дулааны хэмжээг тодорхойлох томъёо нь:

  Тодорхой хэмжээний дулаан болгон хувиргасан цацрагийн энергийг шингэсэн цацрагийн тунгийн томъёогоор илэрхийлж болно.

  

  Эдгээр хоёр илэрхийлэл (эрчим ба дулааны хэмжээ) -ийг тэнцүүлж үзье.

  Эндээс бид цацрагийн тунг тооцоолох хүссэн томъёог олж авна.

  Хариулт:

  Ионжуулагч цацрагийн аюулгүй эквивалент тун нь жилд 15 мЗв байна. Энэ нь γ-цацрагийн шингэсэн тунгийн хурдтай тохирч байна вэ?

  Өгөгдсөн:; ;

  γ-цацрагийн чанарын хүчин зүйл.

  Олох:- шингэсэн тунгийн хэмжээ.

  Шийдэл:

  Өгөгдлийг SI рүү хөрвүүлэх:

  Шингээсэн тунг эквивалент тунгийн томъёогоор илэрхийлье.

  

  Үүссэн илэрхийлэлийг шингэсэн тунгийн хурдны илэрхийлэл болгон орлъё.

  Хариулт:.

  Мөнгөний цацраг идэвхт изотоп байсан. Цацраг идэвхит мөнгөний масс 810 хоногт 8 дахин буурсан байна. Цацраг идэвхит мөнгөний хагас задралын хугацааг тодорхойл.

  Өгөгдсөн:- анхны массын үлдсэн масстай харьцуулсан харьцаа;

  Олох:Т.

  Шийдэл:Хагас амьдралын хуулийг бичье:

  Эхний болон эцсийн массын харьцаа нь мөнгөний атомын анхны ба эцсийн тооны харьцаатай тэнцүү байна.

  

  Үүссэн тэгшитгэлийг шийдье:

  Хариулт:өдрүүд.

  Судалгааны явцад хамгийн багадаа цацрагийн дээжтэй ажиллах боломжгүй, үүнд тусгай эзэмшигч ашигладаг. Хэрэв цацрагийн бүсэд орох аюул байгаа бол амьсгалын замын хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглах шаардлагатай: маск, хийн маск, түүнчлэн тусгай костюм (2-р зургийг үз).

  

  Цагаан будаа. 2. Хамгаалалтын хэрэгсэлАльфа цацрагийн нөлөөлөл нь аюултай боловч цаасан дээр хүртэл хойшлогддог (3-р зургийг үз). Энэ цацрагаас хамгаалахын тулд биеийн бүх хэсгийг бүрхсэн хувцас хангалттай, гол нь цацраг идэвхт тоосонцор уушгинд α-тоосонцор орохоос урьдчилан сэргийлэх явдал юм.

  

  Цагаан будаа. 3. α-цацрагт өртөхБета цацраг нь илүү их нэвтрэх чадвартай (биеийн эд эсэд 1-2 см нэвтэрдэг). Энэ цацрагаас хамгаалах нь хэцүү байдаг. β-цацрагаас тусгаарлахын тулд жишээлбэл, хэдэн миллиметр зузаантай хөнгөн цагаан хавтан эсвэл шилэн хавтан (Зураг 4) шаардлагатай.

  

  Цагаан будаа. 4. β-цацрагт өртөхГамма цацраг нь хамгийн их нэвтрэх чадвартай. Энэ нь хэдэн метр зузаантай тугалга эсвэл бетонон хананы зузаан давхаргаас хойшлогдож байгаа тул ийм цацраг туяанаас хүнийг хамгаалах хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг өгдөггүй (Зураг 5).

  

  Цагаан будаа. 5. γ-цацрагт өртөх

  Гэрийн даалгавар

  1. 78-р зүйлийн төгсгөлийн асуултууд, хуудас 263 (Pyoryshkin A.V., Gutnik E.M. Физик 9-р анги ().
  2. Рентген туяаны аппараттай ажилладаг ажилтны шингээх дундаж цацрагийн тун 1 цагт 7 мГр байна.Цацрагийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ 50 мГр байвал ажилтан жилд 200 хоног өдөрт 6 цаг ажиллах нь аюултай юу? жилд?
  3. Хэрэв энэ изотопын цөмийн тоо 6 секундэд 8 дахин багасвал францийн аль нэг изотопын хагас задралын хугацаа хэд вэ?