Biološki efekat zračenja, zakon radioaktivnog raspada 9. „Prezentacija iz fizike na temu „Biološki efekat zračenja. Zakon radioaktivnog raspada" (9. razred). Izvori izloženosti su

Dom Radijacija. Radioaktivnost je nestabilnost jezgara nekih atoma, koja se manifestuje u njihovoj sposobnosti da se podvrgnu spontanoj transformaciji (u naučnom smislu, raspadu), koja je praćena oslobađanjem jonizujućeg zračenja (radijacije). Energija takvog zračenja je prilično visoka, pa je sposobna utjecati na materiju, stvarajući nove ione različitih znakova. Uzrok zračenja upotrebom hemijske reakcije

Ne možete, to je potpuno fizički proces. Postoji nekoliko vrsta zračenja: - Alfa čestice su relativno teške čestice, pozitivno nabijene, to su jezgra helijuma. -Beta čestice su obični elektroni. -Gama zračenje - ima istu prirodu kao i vidljiva svjetlost, ali ima mnogo veću sposobnost prodiranja. -Neutroni su električno neutralne čestice koje nastaju uglavnom u blizini nuklearnog reaktora koji radi.-X-zrake

- slično gama zračenju, ali imaju manju energiju. Inače, Sunce je jedan od prirodnih izvora takvih zraka, ali zaštitu od sunčevog zračenja pruža Zemljina atmosfera.

Najopasnije zračenje za ljude je alfa, beta i gama zračenje, koje može dovesti do teških bolesti, genetskih poremećaja, pa čak i smrti. Činjenica je da čestice A., B. i G., prolazeći kroz supstancu, ioniziraju je, izbacujući elektrone iz molekula i atoma. Što više energije osoba dobije od protoka čestica koje na njega djeluju i što je njegova masa manja, to će dovesti do ozbiljnijih poremećaja u njegovom tijelu.

Ali za precizniju procjenu moguće štete po zdravlje ljudi u uvjetima kronične izloženosti u području radijacijske sigurnosti, uveden je koncept ekvivalentne doze, jednak umnošku apsorbirane doze stvorene zračenjem i prosječne preko analizirane doze. organ ili po cijelom tijelu, te faktor kvaliteta. H=DK Jedinica ekvivalentne doze je džul po kilogramu. Ima poseban naziv h. Ivert (Sv).

Energija je, kao što već znamo, jedan od faktora koji određuju stepen negativan uticaj radijacije za ljude. Stoga je važno pronaći kvantitativni odnos (formulu) pomoću kojeg bi se moglo izračunati koliko radioaktivnih atoma ostaje u tvari u bilo kojem trenutku. Da biste izveli ovu zavisnost, morate znati da brzina smanjenja broja radioaktivnih jezgara varira za različite supstance i zavisi od fizičke veličine koja se zove poluživot.

Biološki efekti zračenja. Zakon radioaktivnog raspada Izvršili: Diana Aminova, Pasha Teslyuk, Vika Smirnova, učenici 9. razreda Rukovodilac: I.A obrazovna ustanova Prosjek srednja škola 30 grada Belova Belovo 2010

SI jedinica za apsorbovanu dozu zračenja je siva (Gy). SI jedinica za apsorbovanu dozu zračenja je siva (Gy). Iz formule D = E / m slijedi da je 1 Gy = 1 J / 1 kg. Iz formule D = E / m slijedi da je 1 Gy = 1 J / 1 kg. To znači da će apsorbirana doza zračenja biti jednaka 1 Gy ako se 1 J energije zračenja prenese na tvar težine 1 kg. To znači da će apsorbirana doza zračenja biti jednaka 1 Gy ako se 1 J energije zračenja prenese na tvar težine 1 kg.

Poznato je da što je veća apsorbovana doza zračenja, veća je šteta (kod drugih jednaki uslovi) može uzrokovati ovo zračenje u tijelu. Poznato je da što je veća apsorbovana doza zračenja, to više štete (pod jednakim ostalim stvarima) ovo zračenje može nanijeti tijelu.

Kvocijent kvaliteta. Faktor kvaliteta pokazuje koliko puta opasnost od zračenja uticaj ove vrste zračenja na živi organizam proizvodi više zračenja nego gama zračenja. Ekvivalentna doza. H = D * K OVISI: Od vremena ozračivanja (tj. od vremena interakcije zračenja sa okolinom.) Faktor kvaliteta pokazuje koliko je puta opasnost od zračenja od izlaganja živom organizmu date vrste zračenja veće nego od gama zračenja. Ekvivalentna doza. H = D * K ZAVISI: O vremenu ozračivanja (tj. o vremenu interakcije zračenja sa medijumom.)

Apsorbovana i ekvivalentna doza zavise i od vremena zračenja (tj. od vremena interakcije zračenja sa okolinom). Pod svim ostalim jednakim uslovima, ove doze su veće što je duže vreme zračenja, odnosno doze se akumuliraju tokom vremena. Apsorbovana i ekvivalentna doza zavise i od vremena zračenja (tj. od vremena interakcije zračenja sa okolinom). Pod svim ostalim jednakim uslovima, ove doze su veće što je vreme zračenja duže, odnosno doze se akumuliraju tokom vremena.

Metode zaštite od zračenja: Radioaktivne droge ni u kom slučaju ne treba uzimati - uzimaju se posebnim hvataljkama sa dugim drškama. Radioaktivnim lijekovima se ni pod kojim uvjetima ne smije rukovati posebnim pincetama sa dugim drškama. Najlakše se zaštititi od alfa zračenja, jer... ima nisku sposobnost prodiranja. Najlakše se zaštititi od alfa zračenja, jer... ima nisku sposobnost prodiranja. Teže se štiti od - zračenja, jer ima mnogo veću prodornu sposobnost. Teže se štiti od - zračenja, jer ima mnogo veću prodornu sposobnost. - zračenje ima još veću prodornu moć. - zračenje ima još veću prodornu moć.

Da pogledate prezentaciju sa slikama, dizajnom i slajdovima, preuzmite njegovu datoteku i otvorite je u PowerPointu na vašem računaru.
Tekstualni sadržaj slajdova prezentacije: 1. Šta je razlog negativan uticaj zračenje na živo biće? Ionizacija molekula i atoma živog tkiva remeti vitalnu aktivnost ćelija i čitavog organizma u celini. 2. Šta određuje stepen i prirodu negativnih efekata zračenja? ... od energije koja se prenosi protokom jonizujućih čestica u tijelo, i iz mase tijela - to je energija jonizujućeg zračenja E, koju apsorbira ozračena supstanca (posebno tkiva tijela) i izračunata po jedinici masa. Apsorbovana doza zračenja D U jedinici SI apsorbovane doze: 1 sivi (Gy) Faktor kvaliteta K pokazuje koliko je puta opasnost od zračenja od izlaganja živom organizmu date vrste zračenja veća nego od izlaganja gama zračenju (na iste apsorbovane doze) Pitanje. Biološki efekat iste ili različite veličine nastaje u živom organizmu različite vrste jonizujuće zračenje? Ekvivalentna doza H je definisana kao proizvod apsorbovane doze D faktorom kvaliteta K U jedinici SI ekvivalentne doze: 1 sivert (Sv) 1 milisivert = 1 mSv = 0,001 Sv = 10-3 Sv 1 mikrosivert = μSv = 10-6 Sv Ljudi primaju najveći dio zračenja iz prirodnih izvora zračenja kao npr stijene, kosmičke zrake, atmosferski vazduh i hranu. Ukupno zračenje iz svih izvora čini takozvano pozadinsko zračenje. Prilikom procjene stepena opasnosti od radioaktivnih izotopa, važno je uzeti u obzir da se njihov broj vremenom smanjuje. E. Rutherford 1871–1937 Zakon radioaktivnog raspada - ovisnost broja radioaktivnih jezgara od vremena (ustanovio ga je Rutherford eksperimentalno) - za svaku radioaktivnu supstancu postoji vremenski period tokom kojeg se početni broj radioaktivnih jezgara u prosjeku smanjuje za 2 puta - vrijeme poluraspada - T Vrijeme poluraspada T Vrijeme u poluraspadima Broj radioaktivnih atoma t0 = 0 N0 t1 = 1.T t2 = 2.T t3 = 3.T tn = n.T Zakon radioaktivnog raspada Zakon važi za veliki broj Zakon o radioaktivnom raspadu jezgara. Zakon važi za veliki broj čestica. Postoji radioaktivni bakar sa vremenom poluraspada od 10 minuta. Koji dio prvobitne količine bakra će ostati nakon 1 sata? Odgovor: 1/64 Problem Koja proporcija velika količina radioaktivnih atoma ostaje neraspadnut nakon vremenskog intervala jednakog dva poluraspada? A) 25% B) 50% C) 75% D) 0% Dat je grafik broja neraspadnutih jezgri erbija u zavisnosti od vremena. Koliki je period poluraspada ovog izotopa? 25 sati 50 sati 100 sati 200 sati Prodorna sposobnost radioaktivnog zračenja Potpuna apsorpcija zračenja Olovo Metode zaštite od izlaganja radioaktivnom zračenju. Uz ukupnu površinsku gustinu kompozitnog materijala od 1 g/cm2 i sadržaj olova od 0,5 g/cm2, težina odijela će biti oko 20 kg. Izgled SZO-1 Fragmenti SZO-1: balaklava i gornji dio kombinezona Specijalna zaštitna odjeća tipa SZO-1, namijenjena vatrogascima koji čuvaju nuklearne elektrane. Metode zaštite od zračenja Radioaktivne droge nikada ne treba uzimati - uzimaju se posebnim hvataljkama sa dugim drškama. „Izotopska” kutija za rad sa radioaktivnim supstancama: Pitanja: Koji je razlog negativnog uticaja zračenja na živa bića Kako se zove apsorbovana doza zračenja? Koliko je to jednako za α-, β-, γ- i rendgensko zračenje Koliki će postotak atoma radioaktivne tvari ostati nakon 6 dana ako je njezin poluživot 2 dana? na radioaktivne supstance i zračenje?

Priloženi fajlovi

Poznato je da radioaktivno zračenje pod određenim uslovima može predstavljati opasnost po zdravlje živih organizama. Koji je razlog negativnih efekata zračenja na živa bića?

Činjenica je da α-, β- i γ-čestice, prolazeći kroz supstancu, ioniziraju je, izbacujući elektrone iz molekula i atoma. Ionizacija živog tkiva remeti vitalnu aktivnost ćelija koje čine ovo tkivo, što negativno utiče na zdravlje celog organizma.

Što više energije osoba dobije od protoka čestica koje na njega djeluju i što je njegova masa manja (tj. što više energije pada na svaku jedinicu mase), to će dovesti do ozbiljnijih poremećaja u njegovom tijelu.

• Energija jonizujućeg zračenja koju apsorbuje ozračena tvar (posebno tjelesna tkiva) i izračunata po jedinici mase naziva se apsorbirana doza zračenja

Apsorbirana doza zračenja D jednaka je omjeru energije E koju tijelo apsorbira i njegove mase m:

SI jedinica za apsorbovanu dozu zračenja je siva (Gy).

Iz ove formule slijedi da

1 Gy = 1 J / 1 kg

To znači da će apsorbirana doza zračenja biti jednaka 1 Gy ako se 1 J energije zračenja prenese na tvar težine 1 kg.

U određenim slučajevima (na primjer, kada su meka tkiva živih bića zračena rendgenskim ili γ-zračenjem), apsorbirana doza se može mjeriti u rendgenima (R): 1 Gy odgovara približno 100 R.

Što je veća apsorbovana doza zračenja, to zračenje može nanijeti tijelu više štete (pod ostalim jednakim uvjetima).

Ali za pouzdanu procjenu težine posljedica koje mogu nastati djelovanjem jonizujućeg zračenja, potrebno je uzeti u obzir i to da uz istu apsorbovanu dozu različite vrste zračenja izazivaju biološke efekte različitih veličina.

Biološki efekti uzrokovani bilo kojim jonizujućim zračenjem obično se procjenjuju u poređenju sa efektom rendgenskih zraka ili γ-zračenja. Na primjer, pri istoj apsorbiranoj dozi, biološki učinak od α-zračenja će biti 20 puta veći nego od γ-zračenja, od djelovanja brzih neutrona učinak može biti 10 puta veći nego od γ-zračenja, od djelovanja β-zračenje - isto kao i γ-zračenje.

S tim u vezi, uobičajeno je reći da je faktor kvaliteta α-zračenja 20, gore navedenih brzih neutrona 10, dok je faktor kvaliteta γ-zračenja (kao i rendgenskog i β-zračenja) smatra se jednakim jedinstvu. dakle,

• faktor kvaliteta K pokazuje koliko je puta opasnost od zračenja od izlaganja živom organizmu date vrste zračenja veća nego od izlaganja γ-zračenju (pri istim apsorbovanim dozama)

Za procjenu bioloških efekata, količina tzv ekvivalentna doza.

Ekvivalentna doza H određuje se kao umnožak apsorbirane doze D i faktora kvalitete K:

Ekvivalentna doza se može mjeriti u istim jedinicama kao i apsorbirana doza, ali postoje i posebne jedinice za njeno mjerenje.

SI jedinica ekvivalentne doze je sivert (Sv). Koriste se i submultiple jedinice: milisivert (mSv), mikrosivert (μSv) itd.

Iz ove formule proizlazi da za rendgensko, γ- i β-zračenje (za koje je K = 1) 1 Sv odgovara apsorbovanoj dozi od 1 Gy, a za sve ostale vrste zračenja - dozi od 1 Gy pomnoženoj sa faktor kvaliteta koji odgovara ovom zračenju.

Prilikom procjene uticaja jonizujućeg zračenja na živi organizam, takođe se uzima u obzir da su neki dijelovi tijela (organi, tkiva) osjetljiviji od drugih. Na primjer, pri istoj ekvivalentnoj dozi, verovatnije je da će se rak pojaviti u plućima nego u štitnoj žlijezdi. Drugim riječima, svaki organ i tkivo imaju određeni koeficijent rizika od zračenja (za pluća, na primjer, on je 0,12, a za štitnu žlijezdu - 0,03).

Apsorbovane i ekvivalentne doze takođe ovise o vremenu zračenja (tj. o vremenu interakcije zračenja sa okolinom). Pod svim ostalim jednakim uslovima, ove doze su veće što je duže vreme zračenja, odnosno doze se akumuliraju tokom vremena.

Prilikom procjene stepena opasnosti koju radioaktivni izotopi predstavljaju za živa bića, važno je uzeti u obzir da se broj radioaktivnih (tj. još neraspadnutih) atoma u tvari s vremenom smanjuje. U ovom slučaju, broj radioaktivnih raspada po jedinici vremena i emitovana energija proporcionalno se smanjuju.

Energija je, kao što već znate, jedan od faktora koji određuje stepen negativnih efekata zračenja na osobu. Stoga je toliko važno pronaći kvantitativni odnos (tj. formulu) pomoću kojeg bi se moglo izračunati koliko radioaktivnih atoma ostaje u tvari u bilo kojem trenutku.

Da biste izveli ovu zavisnost, morate znati da brzina smanjenja broja radioaktivnih jezgara varira za različite supstance i zavisi od fizičke veličine koja se zove poluživot.

• Poluživot T je vremenski period tokom kojeg se prvobitni broj radioaktivnih jezgara u prosjeku prepolovi

Izvedemo ovisnost broja N radioaktivnih atoma od vremena t i vremena poluraspada T. Vrijeme ćemo računati od trenutka kada je promatranje počelo t 0 = 0, kada je broj radioaktivnih atoma u izvoru zračenja bio jednak N 0 . Zatim nakon određenog vremenskog perioda

Formula se zove zakon radioaktivnog raspada. Može se napisati u drugom obliku, na primjer. Iz posljednje formule proizlazi da što je T veći, to je manje 2 t/T, a veće N (za date vrijednosti N 0 i t). To znači da što je duži poluživot nekog elementa, to duže „živi” i emituje, što predstavlja opasnost za žive organizme. To potvrđuju i grafovi N u odnosu na t prikazani na slici 165, konstruisani za izotope joda (T I = 8 dana) i selena (T Se = 120 dana).

Rice. 165. Grafik broja radioaktivnih atoma u zavisnosti od vremena za izotope joda i selena

Trebali biste znati kako se zaštititi od zračenja. Radioaktivnim lijekovima se ni pod kojim uvjetima ne smije rukovati posebnim pincetama sa dugim drškama.

Najlakše je zaštititi se od α-zračenja, jer ono ima malu sposobnost prodiranja i stoga ga zadržava, na primjer, list papira, odjeća ili ljudska koža. Istovremeno, veliku opasnost predstavljaju α-čestice koje ulaze u organizam (sa hranom, vazduhom, kroz otvorene rane).

β-zračenje ima mnogo veću moć prodiranja, što otežava zaštitu od njega. β-zračenje može putovati do 5 m u vazduhu; sposoban je da prodre u tjelesna tkiva (otprilike 1-2 cm). Zaštita od β-zračenja može biti, na primjer, sloj aluminija debljine nekoliko milimetara.

γ-zračenje ima još veću prodornu moć, zadržava ga debeli sloj olova ili betona. Stoga se γ-radioaktivni lijekovi čuvaju u olovnim posudama debelih stijenki. Iz istog razloga, u nuklearnih reaktora koriste debeli betonski sloj koji štiti ljude od γ-zraka i raznih čestica (α-čestice, neutroni, fragmenti nuklearne fisije, itd.).

Pitanja

1. Koji je razlog negativnih efekata zračenja na živa bića?
2. Kolika je apsorbirana doza zračenja? Da li zračenje uzrokuje više štete tijelu u većoj ili manjoj dozi, ako su svi ostali uslovi isti?
3. Da li različite vrste jonizujućeg zračenja izazivaju iste ili različite biološke efekte u živom organizmu? Navedite primjere.
4. Šta pokazuje faktor kvaliteta zračenja? Koja se količina naziva ekvivalentna doza zračenja?
5. Koji drugi faktor (osim energije, vrste zračenja i tjelesne mase) treba uzeti u obzir pri procjeni uticaja jonizujućeg zračenja na živi organizam?
6. Koliki će postotak atoma radioaktivne tvari ostati nakon 6 dana ako je njezin poluživot 2 dana?
7. Recite nam o načinima da se zaštitite od izlaganja radioaktivnim česticama i zračenju.