8. Практичне заняття “Радіоактивне випромінювання та його дія на біооб’єкти”

Мета заняття: вивчити природу радіоактивного ви­про­мінювання та механізми його дії на біооб’єкти.

Контрольні питання для підготовки до заняття

1. Види і властивості радіоактивного випромінювання.

2. Основний закон радіоактивного розпаду, постійна розпаду, період напіврозпаду.

3. Первинні механізми взаємодії радіоактивного випромінювання з речовиною.

4. Фізико-хімічні механізми радіаційних пошкоджень та біологічна дія іонізуючого випромінювання.

5. Застосування радіоактивного випромінювання в медицині

Приклади задач та їх розв’язки

Задача №1

Тіло, що має масу m = 60 кг, протягом t = 6 год поглинуло енергію W = 1 Дж. Знайти поглинену дозу і потужність поглиненої дози в одиницях СІ і у позасистемних одиницях.

Дано: W =1 Дж m = 60 кг t = 6 год DП – ? РП – ?

Розв’язок DП = = 1 Дж / 60 кг = 0.0167 Гр = = 1.67 рад. РП = = 0.7710–6 Вт/кг = = 0.7710–4 рад/с.

Задача №2

В 10 г маси тканини поглинається 10⁹ -частинок з енергією W₁ = 5 МеВ. Знайти поглинену і еквівалентну дози. Коефіцієнт якості (відносну біологічну ефектив­ність) для -частинок прийняти рівним к = 20.

Дано: m = 10 г п = 109 W1 = 5 МеВ к = 20 Dп – ? Dекв – ?

Розв’язок D П = = = 810–2 Гр = 8 рад. Dекв = 208 = 160 бер.

Задача №3

Повітря, що знаходиться при нормальних умовах в іонізаційній камері об’ємом 6 см³, опромінюється рентге­нівськими променями. Потужність дози рентгенівських променів дорівнює 0.48 мр/год. Густина повітря  = 1.3 кг/м³. Знайти іонізаційний струм.

Дано: v = 610–6 м 3 P0 = 0.48 мр/ч  = 1.3 кг/м3 І - ?

Розв’язок Р0 = ; I = P0v; P0 = 0.48 мр/год = 0.48 =

= 1.310^–7 Р/с = 1.310^–72.5810^–4 Кл/кг с = 3.4410^-7Кл/кгс.

I = 3.4410¹¹ Кл/кгс  610^–6 м³ 1.3 кг/м³ = 2.710^–16 А.

Задача №4

Рентгенівська трубка створює на деякій відстані потуж­ність експозиційної дози 2.5810^–5А/кг. Яке число пар іонів за одну секунду створює ця трубка за рахунок іонізації в одному грамі повітря на даній відстані?

Дано: Р0 = 2.5310–5 А/кг t = 1 c m = 10–3 кг е = 1.610–19 Кл N – ?

Розв’язок Р0 = ; N = = 1.61011 пар іонів.

Контрольні запитання та завдання для самостійної роботи

1. При якому виді радіоактивного розпаду випромінюються позитрони?

а) при -розпаді;

б) при -розпаді;

в) при -розпаді;

г) при діленні ядер.

2. Вказати схему ділення ядра урану:

а) +  лантаноїди + 3 + W;

б) ;

в) ;

г) .

3. Які частинки, що супроводжують радіоактивний розпад, спричи­няють найбільш сильний вплив на біологічні тканини?

а) -частинки;

б) -частинки;

в) -частинки;

г) нейтрони.

4. Який енергетичний спектр має -випромінювання?

а) суцільний;

б) лінійчатий.

5. Якому випромінюванню притаманна найбільша проникна здат­ність?

а) -випромінюванню;

б) -випромінюванню;

в) нейтронам.

6. Який енергетичний спектр має -випромінювання?

а) суцільний;

б) лінійчатий.

7. Бетонна плита товщиною 20 см зменшує інтенсивність пучка - частинок кобальту в 16.5 разів. Визначити коефіцієнт лінійного послаблення і товщину шару половинного послаблення бетону.