Identifikace typu záření

Podobné dokumenty
Identifikace typu záření

Dosah γ záření ve vzduchu

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Radioaktivita,radioaktivní rozpad

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Nebezpečí ionizujícího záření

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

Radioaktivní záření, jeho druhy, detekce a základní vlastnosti

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE

Nebezpečí ionizujícího záření

Aplikace jaderné fyziky

Letní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace

JADERNÁ FYZIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

Atom jeho složení a struktura Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Potřebné pomůcky Sešit, učebnice, pero

Rozměr a složení atomových jader

Měření absorbce záření gama

RADIOAKTIVITA RADIOAKTIVITA

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

Test z fyzikálních fyzikálních základ ů nukleární medicíny

Ullmann V.: Jaderná a radiační fyzika

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

2. ATOM. Dualismus částic: - elektron se chová jako hmotná částice, ale také jako vlnění

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení

RADIOAKTIVITA A VLIV IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ

Radioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití. Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C

Spektrometrie záření gama

Transportní vlastnosti polovodičů 2

1. Proveďte energetickou kalibraci gama-spektrometru pomocí alfa-zářiče 241 Am.

Přednášky z lékařské přístrojové techniky

Nukleární medicína je obor zabývající se diagnostikou a léčbou pomocí otevřených radioaktivních zářičů, aplikovaných do vnitřního prostředí

VYBRANÉ DOSIMETRICKÉ VELIČINY A VZTAHY MEZI NIMI

Jaderné reakce a radioaktivita

Úvod do moderní fyziky. lekce 4 jaderná fyzika

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala


Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Transportní vlastnosti polovodičů 2

Atomová a jaderná fyzika

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření)

6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny

RADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření

3. Radioaktivita. Při radioaktivní přeměně se uvolňuje energie. X Y + n částic. Základní hmotnostní podmínka radioaktivity: M(X) > M(Y) + M(ČÁSTIC)

VY_52_INOVACE_VK64. Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen

Otázky ke zkoušce z DIA 2012/13

Test z radiační ochrany

DUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory

1. Zadání Pracovní úkol Pomůcky

Počítačová tomografie (1)

Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA - PEDAGOGICKÁ FAKULTA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Fludeoxythymidine ( 18 F) 1 8 GBq k datu a hodině kalibrace voda na injekci, chlorid sodný 9 mg/ml

Základy toxikologie a bezpečnosti práce: část bezpečnost práce

Fluorescence (luminiscence)

Vybrané funkční metody mapování mozku: PET a SPECT (SISCOM)

FYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA

Příklady Kosmické záření

M ASARYKŮ V ONKOLOGICKÝ ÚSTAV Žlutý kopec 7, Brno

CO VÁS ČEKÁ NA KLINICE NUKLEÁRNÍ MEDICÍNY?

Stručný úvod do spektroskopie

JADERNÁ ENERGIE. Při chemických reakcích dochází ke změnám v elektronových obalech atomů. Za určitých podmínek mohou změnám podléhat i jádra atomů.

K MOŽNOSTEM STANOVENÍ OLOVA

Radiologická klinika FN Brno Lékařská fakulta MU Brno 2010/2011

Záření kolem nás. Jaroslav Šoltés, Milan Štefánik Katedra jaderných reaktorů FJFI ČVUT v Praze

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE. Název práce: Radioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití. Jméno: Ondřej Lukas. Třída: 9.

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

PŘÍRODNÍ RADIOAKTIVITA A STAVEBNICTVÍ

rezonanční neutrony (0,5-1 kev) (pojem rezonanční souvisí s výskytem rezonančních maxim) A Z

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

CZ.1.07/1.1.30/

Přírodní radioaktivita

LEPTONY. Elektrony a pozitrony a elektronová neutrina. Miony a mionová neutrina. Lepton τ a neutrino τ

29. Atomové jádro a jaderné reakce

Radiační ochrana pojetí a interpretace veličin a jednotek v souladu s posledními mezinárodními doporučeními

212 a. 5. Vyzáří-li radioaktivní nuklid aktinia částici α, přemění se na atom: a) radia b) thoria c) francia d) protaktinia e) zůstane aktinium

20. Radionuklidy jako indikátory

8.1 Elektronový obal atomu

Pozitron teoretická předpověď

Stavba atomového jádra, jaderné reakce, jaderné reaktory, radioaktivita, využití radionuklidů

v materiálech Atomové jádro a polotloušt ku pro γ-záření. Do jednoho grafu pro oba materiály vyneste závislost počtu

DETEKCE IONIZAČNÍHO ZÁŘENÍ

Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace)

( ) 2 2 MODUL 5. STAVBA ATOMU SHRNUTÍ

Měření přirozené radioaktivity na Vyšehradě

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika

Stavba atomu. Created with novapdf Printer ( Please register to remove this message.

9. Jaderná energie. Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta

Interakce záření s hmotou

atom Lomonosov Lavoisier Dalton Proutova modely atomů Thomsonův kladným elektronů vysílají elektromagnetické záření nedostatky: počet původ

STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma

Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace:

Absorpční polovrstva pro záření γ

Radiační onkologie- radioterapie. Doc.RNDr. Roman Kubínek, CSc. Předmět: lékařská přístrojová technika

ATOMOVÉ JÁDRO. ATOM - základní stavební částice hmoty dále již chemickými postupy nedělitelná - skládá se z jádra a obalu.

NEUTRONOVÁ AKTIVAČNÍ ANALÝZA

Atomové jádro, elektronový obal

Transkript:

Identifikace typu záření U radioaktivního záření rozeznáváme několik druhů, jejichž vlastnosti se diametrálně liší. Jednotlivé druhy rozeznáváme podle druhu emitovaného záření. Tyto druhy radioaktivity se označují prvními třemi písmeny řecké abecedy α, β, γ. Paprsky jsou označeny podle pořadí, v němž byly objeveny. Záření alfa (α) Tento typ záření vydává většina přírodně radioaktivních izotopů. Částicí α se označuje jádro hélia ( 2 He 4 ). Alfa částice je tedy tvořena ze dvou protonů a dvou neutronů, což znamená, že alfa částice je kladně nabitá, a to s nábojem e +2. Proud těchto částic se nazývá alfa zářením. Alfa záření vzniká tak, že původní jádro ztrácí dva protony a dva neutrony. Příkladem izotopu, který generuje α záření je izotop uranu 238 U. Nově vzniklý prvek je posunutý v periodické tabulce prvků o dvě místa doleva. Záření α silně ionizuje prostředí, kterým prochází a dá se velmi snadno odstínit, a to i např. listem papíru. Z hlediska využití je α záření nejméně důležité. α záření vzniká jen z těžkých jader, navíc má malou pronikavost. Příkladem použití jsou hlásiče požárů, v medicíně použití nemá. Záření beta (β) U záření beta rozlišujeme dva druhy. Záření β - je tvořeno proudem záporných elektronů e -1, vznikajících v jádře radioaktivního prvku. Během beta rozpadu dochází k přeměně neutronu na proton. Nové jádro má o jednotku zvýšený kladný náboj, přičemž hmotnost jádra zůstává přibližně zachována. Nově vzniklý prvek je posunut v periodické tabulce prvků o jedno místo doprava. Druhý typ záření je označován jako β + a je tvořen proudem kladných pozitronů, což je antičástice k elektronu. Při záření β + dochází k posunutí nově vzniklého prvku v periodické tabulce o jedno místo doleva. Oproti záření α má záření β větší pronikavost. Záření β + se využívá v medicíně v systému PET pozitronová emisní tomografie. V systému PET se využívá efekt anihilace elektronů za vzniku γ záření. e + + e - 2γ. Vzniklé dvě kvanta γ záření o energii 511 kev opouští místo anihilace v protilehlých směrech (pod úhlem 180 º). Záření gama (γ) Záření γ je vysoko-energetické elektromagnetické záření. Na rozdíl od předchozích typů α a β záření nenese γ záření žádný náboj. Neexistuje čistý přírodní γ zářič. Záření γ vzniká často spolu s α nebo β zářením při radioaktivním rozpadu jader. Dceřinné jádro, které vzniká po vyzáření α nebo β záření, se v mnoha případech nachází v excitovaném stavu. Jádro pak může přejít do stavu s nižší energií, což je doprovázeno vyzářením fotonu γ. Při vyzáření γ fotonu nevzniká jiný izotop, jádro pouze ztratí část své energie. Záření γ je velmi pronikavé,

ale méně ionizující. Odstínit se dá jen velmi silnými vrstvami kovu nebo betonu. Často se používá k podobným účelům jako rentgenové záření, protože má podobné vlastnosti. Pokud chceme získat čistý γ zářič, musí být vyroben. Pro získání čistého γ zářiče je často používán radionuklid molybdenu 99 Mo, který se mění β - rozpadem s poločasem rozpadu T 1/2 = 2,66 dne na izotop technecia 99m Tc do jeho vybuzeného stavu (hladina o energii 140keV), který je metastabilní s poločasem rozpadu T 1/2 = 6,02 hodin. Pokud se oddělí produkt 99m Tc od mateřského molybdenu 99 Mo, získáme čistý γ zářič, který postupně vyzařuje záření γ o energii 140 kev. 99m Tc je nejdůležitějším radionuklidem v nukleární medicíně. Představuje čistý zářič γ fotonů s krátkým poločasem rozpadu 6 hodin, což umožňuje, bez rizika významně zvýšené radiační zátěže, aplikovat pacientům značně vysokou aktivitu 99m Tc (řádu stovek MBq až jednotek GBq) a poté využít u SPECT či dynamické scintigrafie. Při těchto vyšetřeních je radiační zátěž relativně nízká, protože není přítomno korpuskulární záření, které by se pohltilo v tkáni a odevzdalo svou energii. Naopak záření γ díky své pronikavosti většinou vylétá z organismu ven, jen část je pohlcena. Z generátoru 81 Rb (T 1/2 = 4,85 h) se získává plynný radioaktivní krypton 81m Kr (T 1/2 = 13 s). Při vyšetření odnáší proud vzduchu vedený trubičkou přes nádobku obsahující vrstvičku mateřského radionuklidu 81 Rb uvolňovaný dceřinný 81m Kr, který pacient vdechuje a scintilační kamera pomocí zevní detekce záření γ zobrazuje distribuci tohoto 81m Kr v plicních alveolech. Jedná se o ventilační scintigrafii plic. γ záření může být také použito jako účinný prostředek hubení bakterií. Této vlastnosti se využívá např. při sterilizaci lékařských nástrojů. Přestože γ záření může způsobit rakovinu, používá se při jejím léčení. Známým použitím v této oblasti je gama nůž, který využívá několika paprsků záření zaměřených na místo nádoru. V místě nádorů se paprsky protínají a jejich účinek je tak v oblasti nádoru největší a dochází k ničení zasažených buněk. V ostatních místech, kudy prochází jen jeden paprsek, je účinek menší a zdravé buňky přežijí. Při měření se použijí následující přístroje a pomůcky: Geiger-Mullerův počítač magnetický úchyt Geiger-Mullerův čítač INNO Magnetická podložka s měřítkem, magnetická Montážní absorpční deska Set absorpčních desek Plynové punčošky 3 ks Na Obr. 1 je uvedeno experimentální uspořádání při měření různých druhů zářičů.

Obr. 1: Experimentální uspořádání při rozeznávání typů záření. Jednotlivé typy záření mohou být zhruba rozpoznány podle jejich absorpce. Praktické testy schopnosti různých materiálů odstínit měřené typy záření vedou k následujícímu poněkud nepřesnému schématu odlišení jednotlivých typů záření. Záření α je odstíněno i pouhým kusem papíru. Záření β je odstíněno 1 cm tlustým plexisklem. Paprsky γ prochází 1 cm tlustým plexisklem. Popsané výsledky byly obdrženy měřením 210 Po, 90 Sr a 60 Co jako zdrojů jednotlivých typů záření. Tento postup je možné vyzkoušet na rozlišení záření 232 Th a jeho dceřinných produktů. 232 Th produkuje α a γ záření, zatímco dceřinný produkt emituje v této rozpadové řadě často β záření. a) Identifikace α záření stínění papírem Obr. 2: Uspořádání měření při detekci α záření.

Uspořádání měření je zachyceno na Obr. 2. Mezi emisní okénko na Geiger-Mullerově trubici a plynovou punčošku je vložen papír. Podle naměřených výsledků je možné odhadnout množství α záření v měřeném zdroji radioaktivního záření. Je potřeba uvažovat, že α záření neprojde papírem vloženým mezi měřící sondu a zdroj záření. Naměřené pulsy vztažené k měření radioaktivity okolního prostředí tedy odpovídají β nebo γ záření. b) Identifikace β záření stínění 1 cm plexiskla Oproti měření provedenému v bodě a) je vložena mezi zdroj radioaktivního záření a emisní okénko snímací sondy 1 cm tlustá vrstva plexiskla. Provedení experimentu je zachyceno na Obr. 3. Obr.3: Uspořádání měření při detekci β záření. Podle množství naměřených pulsů se dá určit převládající typ záření. Pokud se naměřené hodnoty blíží hodnotám odpovídajícím radioaktivitě okolního prostředí, převážná část záření byla pohlcena a tudíž se jedná o β záření. Pokud je množství pulsů větší než odpovídá okolní radioaktivitě, jedná se o γ záření, které prošlo vrstvou plexiskla. Vybrané otázky k dané problematice 1) Jaké typy radioaktivního záření znáte? 2) Jakým materiálem odstíníte jednotlivé typy záření? 3) Jmenujte některé aplikace pro jednotlivé druhy záření, zejména pak v medicíně?

Vznik tohoto studijního materiálu byl podpořen Evropským sociálním grantem Zvýšení kvality praktického vzdělání studentů studijního programu Biomedicínská a klinická technika (CZ.04.1.03/3.2.15.3/0444).