A bomlást leíró fizikai mennyiségek A radioaktivitás észlelése

1. A bomlást leíró fizikai mennyiségekA radioaktivitás észlelése

2. A bomlást leíró fizikai mennyiségek Aktivitás: időegységre eső bomlások száma jele: A mértékegysége: Bq=1/s (Becquerel) λ:Bomlásállandó N: a t idő múlva jelenlévő bomlatlan atomok száma Felezési idő: az az idő, amely alatt az atommagok fele elbomlik jele: T

3. A bomlást leíró fizikai mennyiségek Bomlástörvény: N (t):a t időpillanatban jelenlévő bomlatlan atommagok száma N (0):kezdeti bomlatlan atommagok száma Átlagos élettartam: A bomlásállandó reciproka.

4. Radioaktivitás észleléseKödkamra - Látni a láthatatlant • Az ionizáló sugárzások az ember számára nem érzékel-hetők. • Nem fejlődött ki rá érzékeny érzékszerv. Viszont nagyon jól és rendkívül pontosan mérhetők. • Számtalan érzékelőt (detektort) fejlesztettek már ki. • Van, amelyiken a sugárzás nyomot hagy és a nyomok megszámolhatók. • Van, amelyik kristályszerkezetében történik változás és hőkezeléssel "kifaggatható". • Van, amelyiken árnyékképződik, vagy éppen az ellenkezője történik és kivilágosodik.

5. Van, amelyik elektromosjelet produkál, hangot adhat, fényjelzést adhat, számítógép segítségével képernyőn a legkülönbözőbb formában megjelenít-hető. • Minden esetben csak a szakember tudja értelmezni, értékelni ezeket a jeleket. A laikus számára jelzés ugyan, de az okról nem sokat mond.  • Az atomerőmű Tájékoztató és Látogató Központjában mindenki saját szemével győződhet meg arról, hogy a sugárzások jelen vannak. • Ez diffúziós ködkamrának köszönhető, amelyet demonstrációs célokra fejlesztettek ki Német-országban. 

6. Wilson-féle ködkamra A kamrában alkohol telített gőze van, a sugárforrásból kilépő részecskék ionokat hoznak létre, körülöttük a gőz lecsapódik. Charles Thomson Wilson 1869-1959

7. Diffúziós ködkamra metszete, oldalnézetben,a megfigyelő felülről néz a kamrába

8. Az elektromosan töltött részecskék az anyaggal való kölcsönhatásuk során pályájuk mentén töltéspárokat (ionpárokat) hoznak létre, azaz ionizálnak. • Ha ez a folyamat megfelelő közegben - jelen esetben a ködben, azaz egy stabilizált kolloid rendszerben  - történik, az ionok kondenzációs magként szolgálnak és jól látható nyomot hagynak. • A látható méretre növekvő ködcseppek képződését a túltelítettségi fok határozza meg. • Mindenki látott már olyan sűrű ködöt, amit szinte "vágni lehetett" és az apró ködcseppek szabad szemmel is láthatóak voltak.

9. A készülékben ezt az állapotot izopropil alkohol elpárologtatásával, majd az alkoholgőz nagy felületre történő hirtelen kondenzálásával idézik elő (a 6 jelű fekete fémlemezt mínusz 30 fokra hűtik le). A folyamat elég gyors, kevesebb mint 0,1 másodperc alatt végbemegy.  • A fajlagos ionizációnak megfelelően a nyomok lehetnek folyamatos ködfonalak (pl. alfa-részecskék, vagy meglökött protonok nyomai), vagy különálló cseppek sorozata (béta-részecskék). 

10. Radioaktivitás észlelése • Geiger-Müller számláló – GM-cső

11. Radioaktivitás észlelése • Egy gáztöltésű detektor, ami az ionizáló sugárzás detektálására képes. • Általában henger alakú, a közepén egy vékony dróttal. A henger palástja játssza a katód, a drót az anód szerepét. • A henger egyik alapján vékonyabb a fal – ezen keresztül jut az ionizáló sugárzás a csőbe. • A sugárzás által keltett elektronok és ionok elkezdenek áramlani az elektródák felé, ezzel áramot keltve. Az így kialakult kisülés azonban nem szűnik meg.

12. Hans Geiger 1882-1945 Geiger-Müller számláló – GM-cső anód: W-szál katód: Cu-henger Anód-katód közötti feszültség:500-2000V Töltőanyag: szerves oldószer gőze, nemesgáz A belépő radioaktív részecskék ionokat hoz-nak létre a gázokban, ez áramlökést hoz létre.

13. DOZIMÉTER • A doziméterek (dózismérők) arra szolgálnak, hogy a sugárzás teljes intenzitásáthosszabbidőtartamon át regisztrálják. A személyi sugár-védelemben és a technikai mérések-ben alkalmazzák.  • A nem elektromos elven működő detektorok két fő csoportja a doziméterek és a nyomdetektorok. A nyomdetektorokban az elektromosan töltött  részecskék ionizációs nyomait lehet láthatóvá tenni.

14. Szcintillációs detektor Nagy energiájú sugárzás, vagy részecskék hatására fényvillanás következik be. NaI-kristály Tl-mal szennyezve Félvezető detektor Sugárzás hatására a kristály vezetőképessége rövid időre megnő. Szilárdtest-nyomdetektor Sugárzás hatására a kristályszerkezet torzul.

15. Dozimetria Fizikai dózisok 1.Elnyelt dózis Tömegegységre vonatkoztatott elnyelt energia Jele: D Mértékegysége: J/kg, Gy (gray) 1 J/kg=1 Gy 2.Elnyelt dózisteljesítmény Az elnyelt dózis és az idő hányadosa:

16. Dozimetria 3. Besugárzási dózis Jele: X Mértékegysége: 1Gy=29,4 m C/kg ΔQ: a Δm tömegű levegőben keltett ionok töltésösszege 4. Besugárzási dózisteljesítmény A besugárzási dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége: C/kg·s

17. Biológiai dózisok 1.Dózisegyenérték Jele: H Mértékegysége: Sv1Sv(sievert)=1J/kg D: elnyelt dózis Q: sugárzás típusára jellemző faktor (tényező) N: sugárzás körülményeire jellemző állandó 2.Elnyelt dózis K: dózisállandó A: aktivitás l: besugárzott anyag távolsága

18. Sugárterhelés hatásai A sugárdózis átlag értéke mSv/év-ben(Svédország) Természetes háttérsugárzás: Környezetünkben jelenlévő természetes eredetű sugárzás összessége (levegőben, talajban, vizekben ) Kb: 2,4mSv/(személy∙év)

19. Alkalmazásuk: • daganatos betegségek sugárkezelése • kormeghatározás C14-módszerrel • gyógyszerek sterilizálása • élelmiszerek tartósítása • anyagok rétegvastagságának mérése • ötvözetek hibáinak felderítése • fluoreszcencia kiváltása (pl. óramutatók fluoreszkálása)