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



Podobné dokumenty
Interakce záření s hmotou

VYBRANÉ DOSIMETRICKÉ VELIČINY A VZTAHY MEZI NIMI

Test z radiační ochrany

Rozměr a složení atomových jader

pro vybrané pracovníky radioterapeutických pracovišť č. dokumentu: VF A-9132-M0801T3 Jméno Funkce Podpis Datum

Nebezpečí ionizujícího záření

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

Výukový program. pro vybrané pracovníky radiodiagnostických RTG pracovišť č. dokumentu: VF A-9132-M0801T1

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

Nebezpečí ionizujícího záření

RADIOAKTIVITA A VLIV IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ

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

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

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

Atomová a jaderná fyzika

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

Základy toxikologie a bezpečnosti práce: část bezpečnost práce

JIHOČESKÁ UNIVERZITA - PEDAGOGICKÁ FAKULTA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA

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


Centrum výzkumu Řež s.r.o. Úvod do problematiky výzkumných jaderných reaktorů. e-learningový kurz

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 12. Měření ionizujícího záření

1. ZDROJE IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ (Václav Hušák) 1.1 Přírodní zdroje ionizujícího záření

Senzory ionizujícího záření

Radioaktivní záření, jeho druhy, detekce a základní vlastnosti

Jaderná fyzika. Zápisy do sešitu

Úvod do moderní fyziky. lekce 4 jaderná fyzika

ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA

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

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

DUM č. 15 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Potřebné pomůcky Sešit, učebnice, pero

Česká republika. Abstrakt

Elektroenergetika 1. Jaderné elektrárny

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

Výběr ze SBÍRKY PŘEDPISŮČESKÉ REPUBLIKY pro účely školení o bezpečnosti práce na pracovišti s IZ cvičení z jaderné chemie VYHLÁŠKA.

Radiologická klinika FN Brno Lékařská fakulta MU Brno 2010/2011

FYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA

Relativistická dynamika

Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou?

Letní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace

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

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

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

Radioterapie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

DETEKCE IONIZAČNÍHO ZÁŘENÍ

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE

dvojí povaha světla Střední škola informatiky, elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm Název školy Předmět/modul (ŠVP) Vytvořeno listopad 2012

3.6 RADIOAKTIVITA. Základnípojmy RADIOAKTIVNÍZÁŘENÍ. Základní pojmy. Typy radioaktivního záření TYPY ZÁŘENÍ

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

Bezpečnost a ochrana zdraví při práci se zdroji ionizujícího záření. KFNT 13. dubna 2015 (revidováno 17. dubna 2015)

Technická univerzita v Liberci fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická. Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc. ZÁKLADY EKOLOGIE.

JADERNÁ ENERGIE. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

PRO VAŠE POUČENÍ. Kdo se bojí radiace? ÚVOD CO JE RADIACE? Stanislav Kočvara *, VF, a.s. Černá Hora

RADIAČNÍ OCHRANA PRO VYBRANÉ PRACOVNÍKY. pro účastníky kurzů SPECIALIZACE: VVZ, VZ, SL

Princip metody Transport částic Monte Carlo v praxi. Metoda Monte Carlo. pro transport částic. Václav Hanus. Koncepce informatické fyziky, FJFI ČVUT

Jaderné reakce a radioaktivita

Jaderné elektrárny I, II.

ÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY ATOMOVÉ JÁDRO

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

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

Elektroenergetika 1. Jaderné elektrárny

Biofyzikální chemie radiometrické metody. Zita Purkrtová říjen - prosinec 2015

Radiační monitorovací síť ČR metody stanovení a vybrané výsledky monitorování

29. Atomové jádro a jaderné reakce

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. neutronové číslo

Prvek, nuklid, izotop, izobar

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA

CZ.1.07/1.1.30/

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

Měření přirozené radioaktivity na Vyšehradě

ŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE)

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

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

Pozitron teoretická předpověď

Typy radioaktivního záření

EKOTOXIKOLOGIE EKO/ETXE. Ionizující záření v Životním prostředí. Petr Hekera Katedra ekologie a ŽP PřF UP Olomouc

Identifikace typu záření

2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru

Měření zeslabení těžkých nabitých částic při průchodu materiálem pomocí detektorů stop

NEUTRONOVÁ AKTIVAČNÍ ANALÝZA S MĚŘENÍM ZPOŽDĚNÝCH NEUTRONŮ

ÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY ATOMOVÉ JÁDRO

RADIOAKTIVITA A IONIZUJÍCÍ ZÁŘENÍ

Radiační ochrana. Ing. Jiří Filip Oddělení radiační ochrany FNUSA

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Přírodní radioaktivita

12. OCHRANA PŘED IONIZUJÍCÍM ZÁŘENÍM

Jaderná energie Jaderné elektrárny. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o.

Radiační ochrana v JE Dukovany

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

ČSN , doplněno dle ČSN ISO 31-9 a Ing. Oldřich Ott. Přehled témat: detektory záření

Radiační zátěž na palubách letadel

Úvodní cvičení. Sylabus cvičení, podmínky absolvování, práce po dvojicích, max. 10 na jedno cvičení, ukončení, skripta.

Požadavky na kontrolu provozu úpraven pitných podzemních vod z hlediska radioaktivity

8.1 Elektronový obal atomu

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

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Náboj a hmotnost elektronu

Transkript:

Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD. KAP FP TU Liberec pavel.pesat@tul.cz tel. 3293

Radioaktivita. Přímo a nepřímo ionizující záření. Interakce záření s látkou. Detekce záření, Dávka a dávkový ekvivalent. Ionizující záření a radioaktivní nuklidy v životním prostředí. Atomový zákon.

Literatura 1) Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika. Část 5, Moderní fyzika, ISBN 80-214-1868-0 2) E-fyzika, kolektiv autorů (ve slovenštině), 3) Státní ústav pro jadernou bezpečnost 4) Legislativa Atomový zákon č. 18/1997 Sb. Vyhláška č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně, ve znění novely č. 499/2005 Sb.

Veličiny a jednotky jaderné fyziky Energie: 1 ev = q U 1,6 10 19 C 1 V = 1,6 10 19 J Atomová hmotnostní jednotka: u 1,66053886 10 27 kg 931,49 MeV Délková míra: E = mc 2 1 10 15 m = 1 fm

Země v noci (NASA) http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/ap001127.html

JADERNÁ ENERGIE Energie uvolňovaná při jaderných přeměnách. (exoergické reakce) 1. Radioaktivita (emise částic α, β -, β +, γ) 2. Jaderné štěpení 3. Jaderná fúze

JADERNÁ ENERGIE Mírové využití: ČEZ: Jaderná energetika Dukovany Temelín Jaderné havárie: Černobyl, Fukušima 1 Vojenské využití: Atomová / Vodíková bomba Technet: Jaderné zbraně: Testováno na lidech, zvířatech i Zemi Hirošima Bikini Car Bomba

Chemické prvky v přírodě Mendělejevova tabulka prvků Mapa izotopů Zápis: A = hmotnostní (nukleonové) číslo Z = protonové číslo N = neutronové číslo

Radioaktivita Radioaktivita Zákon radioaktivního rozpadu dn = λndt, integrací n = n 0 e λt, n 0 počet částic v čase t = 0. Přírodní radionuklidy Indukovaná radioaktivita Proč jsou jádra nestabilní?

Rozpadová schémata - příklady počet emitovaných částic může být podstatně větší než aktivita

Hmotnost atomů a atomových jader Pro nadbytek energie Měření hmotnosti v hmotnostních spektrometrech (spektrografech) (Mattauchův spektrograf) Δm/m = 1/10 10 8 Proti zákony zachování, výběrová pravidla

Snímek ze spektrometru rozlišení pro u = 16 atom. hmotnostních jednotek

Hmotnostní schodek Δm Vazbová energie jádra B

[MeV] 8 6 4 2 50 100 150 200 Obr.14.1.3.1 Závislosť väzbovej energie pripadajúcej na jeden nukleón od nukleónového čísla A. A

Jaderné štěpení 92U 235 + 0 n 1 57 La 147 + 35 Br 87 + 2 0 n 1 E k štěpných trosek: 2,64 10-11 J E neutrin: 1,76 10-12 J E γ, neutronů, elektronů: 10-13 J celkem na jedno štěpení: 3,17 10-11 J

Spektrum hmotností produktů štěpení 235 U, povšimněte si logaritmické stupnice výtěžku

Zdroje radioaktivity Přirozené: pozemské, mimozemské (kosmické záření). Umělé: lékařské aplikace, jaderné testy, průmyslové aplikace (materiálový výzkum, trasování, energetika). dávka z přirozených zdrojů Kosmické záření 8% Radon 44% Záření zemské kůry 10% Konzumace potravin 21% Lékařské aplikace 16% Ostatní malé zdroje 1% Jaderná energetika 0,01%

Interakce jaderného záření s látkou

Účinný průřez j hustota toku nalétávajících částic ω plošná hustota center reakce v terčíku A celková zasažená plocha terčíku

Základní dělení jaderného záření Přímo ionizující záření (NABITÉ) těžké nabité částice elektrony Nepřímo ionizující záření (NENESE NÁBOJ) fotony gamma záření neutrony

Ionizační ztráty Charakteristika látky: koncentrace elektronů, ionizační potenciál Lineární brzdná schopnost

Závislost ionizačních ztrát energie de/dx na energii částice E k v jednotkách klidové energie částice mc 2 :pokles úměrný 1/v 2

Braggova křivka : počet iontů vytvořených na jednotkové dráze částice

Dolet těžkých nabitých částic

Průchod elektronů látkou Ionizační ztráty Brzdné záření

Interakce záření gamma Fotoelektrický jev Comptonův rozptyl Tvorba elektron-pozitronových párů Fenomenologický vztah pro zeslabení:

OCHRANA PŘED IONIZUJÍCÍM ZÁŘENÍM LEGISLATIVA České republiky Atomový zákon č. 18/1997 Sb. Vyhláška č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně, ve znění novely č. 499/2005 Sb. STÁTNÍ ÚŘAD PRO JADERNOU BEZPEČNOST SÚJB

Základní veličiny Stochastické: s různou pravděpodobností nabývají různých hodnot, nelze předem stanovit, lze změřit, např. energie sdělená látce E = E in E out Nestochastické: v principu lze předem vypočítat, např. střední hodnota stochastické veličiny, střední energie sdělená látce <E>.

Aktivita Základní veličiny A = dn/dt Počet radioaktivních přeměn v radioaktivním materiálu, vztažený na jednotku času Poločas rozpadu je doba, za kterou se přemění polovina celkového počtu atomárních jader ve vzorku t 1/2 = (1/λ). ln(2) Aktivita měrná (A/m) Aktivita objemová (A/V) Aktivita plošná (A/S) Aktivita molová (A/n)

Základní veličiny Tok (Fluence) prošlých částic Φ = dn/ds charakteristika pole ionizujících částic

Základní veličiny Dávka D = de/dm Střední energie E sdělená ionizujícím zářením látce v objemovém elementu, ve kterém je hmotnost látky dm Jednotka: Joule/kilogram = Gray (Gy) Starší jednotka: 1 rad = 0,01Gy KERMA = kinetic energy released in material (pro nepřímo ionizující záření) Expozice (pro fotonové záření)

Ekvivalentní dávka H T = w R D TR Jednotka: Sievert [Sv] w R..radiační váhový faktor dle tabulky 1 přílohy č. 5 vyhlášky č. 307/2002 Sb.

Efektivní dávka E= Σ(w T H T ) w R..tkáňový váhový faktor dle tabulky 2 přílohy č. 5 vyhlášky č. 307/2002 Sb.

Dávkový ekvivalent H= QD Q..jakostní činitel dle tabulky 3 přílohy č. 5 vyhlášky č. 307/2002 Sb.

Stručný přehled biologických účinků záření Účinky záření: smrt buňky, změna metabolismu buňky, změna genetické informace. Deterministické účinky akutní nemoc z ozáření (intenzita projevu roste s dávkou, existuje práh dávky, radiační zánět kůže). Stochastické účinky Předpokládá se bezprahový, lineární vztah mezi dávkou a účinkem, závislost účinků na dávce má statistický charakter, při nízkých dávkách nelze odlišit od spontánně vzniklých případů, zhoubné nádory.

Optimalizace a limity ozáření dle Vyhlášky č. 307/2002 Sb. Optimalizace radiační ochrany ( 17 vyhlášky). Obecné limity ( 17 vyhlášky): základní hodnota: 1 msv za rok. Limity pro radiační pracovníky ( 20 vyhlášky): základní hodnota: 100 msv za 5 za sebou jdoucích kalendářních let). Limity pro učně a studenty ( 21 vyhlášky) Odvozené limity. Omezování ve zvláštních případech.

Detektory záření Detekce důsledků interakce záření s látkou: primárně ionizace. Plynové (Geiger-Mullerova trubice). Polovodičové (dioda v závěrném směru). Filmové (dozimetry). Scintilační.

Základní princip polovodičového detektoru Průchod částice p-n přechodem zapojeném v závěrném směru způsobí ionizaci průraz. n + - + + + + + + + + - - - - - - - - - p

Klasifikace zdrojů (Hlava II Vyhlášky 307/2002 Sb.) Zprošťovací úrovně limity, pod kterými lze se zdroji pracovat, jako by nebyly. Nevýznamné zdroje. Drobné zdroje. Jednoduché zdroje. Významné zdroje. Velmi významné zdroje (jaderný reaktor).