PROMIENIOTW RCZOSC

1. PROMIENIOTWÓRCZOSC I JEJ ZASTOSOWANIA, ZAGROZENIA. Opracowala: Irena Pytka

2. Promieniotwórczosc naturalna Promieniotwórczosc naturalna to zjawisko samorzutnej przemiany jader atomowych w inne i towarzyszaca temu procesowi emisja promieniowania miedzy innymi a, b, g.

3. Naturalne przemiany jadra atomowego Rozpad a. Rozpad b. Przemiana g.

4. Rozpad a Równanie rozpadu ma postac: W jadrze atomowym nastepuje polaczenie dwóch protonów z dwoma neutronami w wyniku czego powstaje czastka a emitowana z jadra atomowego. Rozpad charakterystyczny dla jader atomowych o liczbach Z >83 i A > 209.

5. Rozpad b Rozpad b moze wystapic w postaci rozpadu b- i b+. Równanie rozpadu b-: a w jadrze atomowym nastepuje rozpad neutronu na proton i elektron oraz emitowane jest antyneutrino elektronowe. Równanie rozpadu b+ : a w jadrze atomowym rozpada sie proton na neutron i pozyton oraz emitowane jest neutrino elektronowe.

6. Przemiana g Polega na emisji z jadra atomowego wzbudzonego nadmiaru energii, która rozchodzi sie w postaci kwantu promieniowania g Równanie przemiany na postac: X* X + g Towarzyszy rozpadom a i b

7. Wlasciwosci promieniowania a, b, g

8. OSLONY OSLABIAJACE PROMIENIOWANIE

9. Prawo rozpadu promieniotwórczego.

10. Sztuczne przemiany jadra atomowego Reakcje syntezy. Reakcje jadrowe. Reakcje rozszczepienia.

11. Reakcje syntezy Proces, w którym lekkie jadra atomowe lacza sie tworzac ciezsze jadro atomowe i nastepuje emisja energii. Proces laczenia jader zachodzi w bardzo wysokich temperaturach i dlatego nosi nazwe syntezy termojadrowej a wydzielona energia - energii termojadrowej. Reakcje syntezy wodoru w hel sa zródlem energii slonecznej.

12. Reakcje jadrowe Proces przemiany jednego pierwiastka w inny wywolany bombardowaniem atomu lekkimi czastkami(alfa, neutronami, protonami, deuteronami...), któremu czesto towarzyszy emisja innej lekkiej czastki. W kazdej reakcji jadrowej obowiazuje prawo zachowania ladunku elektrycznego i prawo zachowania liczby nukleonów. Reakcje jadrowe sa wykorzystywane do produkcji izotopów promieniotwórczych (radioizotopów).

13. Reakcje rozszczepienia Reakcji rozszczepienia to proces w którym ciezkie jadro atomowe np. uranu, neptunu, plutonu bombardowane neutronami rozpada sie na dwa lzejsze jadra atomowe (w przyblizeniu o równych masach) zwanych fragmentami rozszczepienia i nastepuje emisja dwóch, trzech neutronów zwanych neutronami natychmiastowymi oraz wydziela sie energia. Reakcja ta wykorzystywana jest w reaktorach jadrowych, w których przeprowadza sie ja w sposób kontrolowany i nie dopuszcza sie do jej lawinowego rozwoju.

14. Rozwój lawinowy (lancuchowy) reakcji rozszczepienia.

15. ZASTOSOWANIA PROMIENIOTWÓRCZOSCI

16. Znaczniki izotopowe Latwo mozna wykryc bardzo niewielkie (a wiec bezpieczne) ilosci izotopów promieniotwórczych. Mozna zatem sledzic ich ruch , dzieki czemu znalazly one zastosowania jako znaczniki. Przyklady: Badania rozchodzenia sie od korzenia do lisci pobranych przez rosline nawozu sztucznego poprzez dodanie izotopu do wody znajdujacej sie w glebie. Wykrywanie nieszczelnosci w biegnacej pod ziemia rurze poprzez dodanie izotopu do plynu w rurze. Diagnostyka medyczna – male ilosci izotopów promieniotwórczych sa przenoszone w krwioobiegu do róznych miejsc w ciele czlowieka. Miejsca, w których nie wykrywana jest obecnosc izotopu swiadcza o niedroznosci naczyn krwionosnych. W ten sposób bada sie np.. przeplyw krwi w plucach, sercu.Wprowadzenie do krwioobiegu znacznika jodowego (jod-123) pozwala zbadac tzw. jodochlonnosc tarczycy.

17. Leczenie nowotworów Promieniowanie g wynika gleboko do ciala ludzkiego i niszczy zywe komórki. Za pomoca silnie skupionej wiazki tych promieni ze zródla, którym moze byc kobalt-60, mozna zabijac komórki rakowe. Ta metoda leczenia nosi nazwe radioterapii.

18. Badanie pekniec Promienie gamma maja takie same wlasciwosci jak promienie rentgenowskie o malej dlugosci fali, mozna zatem za ich pomoca przeswietlac metal, by ujawnic ewentualne pekniecia. Zródlo promieni g jest niewielkie i w odróznieniu od lampy rentgenowskiej nie wymaga osobnego zasilania.

19. Datowanie weglowe Zywe organizmy sa po czesci zbudowane z wegla, który krazy miedzy organizmem i powietrzem na skutek odzywiania i oddychania. Czesc naturalnego wegla stanowi promieniotwórczy wegiel-14 o czasie polowicznego rozpadu 5730lat. Gdy organizm umiera, nie pobiera nowego wegla, zatem zawartosc wegla C-14 stopniowo maleje na skutek rozpadu promieniotwórczego. Mierzac aktywnosc szczatków organicznych mozna oszacowac ich wiek z dokladnoscia do 100 lat.

20. Okreslanie wieku skal Podczas tworzenia sie skal zostaly w nich uwiezione niektóre izotopy promieniotwórcze. W trakcie rozpadu promieniotwórczego ich zawartosc (np. potasu - 40) maleje, podczas gdy zawartosc produktu rozpadu(argonu - 40) rosnie. Wiek skaly mozna oszacowac ze stosunku zawartosci tych pierwiastków.

21. Wykrywacze dymu W sklad takich urzadzen wchodzi niewielkie zródlo czastek a, które jonizuja powietrze w malym zbiorniczku, dzieki czemu przewodzi ono prad elektryczny. Wpadajace do zbiornika czastki dymu przyciagaja jony, co powoduje zmniejszenie natezenia pradu elektrycznego. Zmiana ta jest wykrywana przez obwód uruchamiajacy sygnal alarmowy.

22. Reaktor jadrowyUrzadzenie, w którym w sposób ciagly wykorzystuje sie energie wyzwalana w procesach rozszczepienia.

23. ZAGROZENIA wywolane promieniowaniem a, b, g.

24. Skutki napromieniowania: ZWIEKSZENIE CZESTOTLIWOSCI ZACHOROWAN NA NOWOTWORY. NIEPLODNOSC. ZMIANY GENETYCZNE. PRZYSPIESZENIE PROCESU STARZENIA. ZANIECZYSZCZENIE SRODOWISKA ODPADAMI PROMIENIOTWÓRCZYMI.

25. Dawka pochlonieta Wielkosc szkód wyrzadzonych przez promieniowanie zalezy od ilosci pochlonietej energii. Miara ilosci pochlonietego promieniowania jest dawka pochlonieta (D), która definiujemy jako stosunek energii pochlonietej(E) przez dana mase ciala do wartosci tej masy(m). D = E / m Jej jednostka w ukladzie SI jest J . kg –1 zwana grejem (Gy)

26. Równowaznik dawki pochlonietej Nie kazde promieniowanie jest jednakowo niebezpieczne. W celu porównania skutków dzialania róznych rodzajów promieniowania wprowadza sie pojecie równowaznika dawki pochlonietej (H), który jest iloczynem dawki pochlonietej (D) i wspólczynnika jakosci promieniowania (Q). H = QD Wartosc Q miesci sie w przedziale od 1 dla promieniowania g do 20 dla czastek a. Jednostka w ukladzie SI równowaznika dawki jest siwert (Sv). Uwaga Równowaznik dawki dopuszczalnej dla ludzi bezposrednio narazonych na promieniowanie (na kwartal) H< 1,3 . 10-2 Sv. Równowaznik dawki smiertelnej dla czlowieka przy jednorazowym napromieniowaniu H ~ 7 Sv.

27. Zródla promieniowania: Naturalne (np. promieniowanie kosmiczne, skaly) - 87% Medyczne (np. diagnostyka, radioterapia, przeswietlenia) - 12% Inne (np. promieniowanie scian budynków, odpady radioaktywne) - 1%