اساسيات الاشعاع ومصادره

1. RADIATION BASICاساسيات الاشعاع ا.د/عمر دسوقى استاذ الفيزياء الحيوية الاشعاعية

3. طاقة تطلق في شكل موجات أو جسيمات صغيرة من مادة ما وله أشكال عديدة مثل: أشعة الشمس وأشعة الضوء و الأشعة السينية وأشعة جاما والإشعاع الصادر من المفاعلات النووية والحوادث الاشعاعية

4. يمكن أن يتفاعل كلا الشكلين مع المادة ، وينقلان طاقتهما إلى المادة

5. ستصبح النواة غير المستقرة أكثر استقرارًا عن طريق إصدار الجسيمات و / أو الإشعاع الكهرومغناطيسي.

7. الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات تنتشر عبر الفضاء بينما يتفاعل مجال كهربائي ومجال مغناطيسي مع بعضهما البعض. • كلما كان الطول الموجي أقصر (كلما زاد التردد) ، زادت طاقة الموجة الكهرومغناطيسية. • يتم التعبير عن طاقة الإشعاع بوحدات الإلكترون فولت: 1الكترون فولت يساوي 1.6 × 10-19 جول . • في حين أن الأشعة السينية وأشعة جاما تختلف في آليات كيفية تولدها ، فإن كلاهما عبارة عن موجات كهرومغناطيسية ذات طاقة عالية.

8. انواع الاشعاع المؤين وغير المؤين الاشعاع المؤين جسيمات الفا جسيمات بيتا اشعة جاما الاشعة السينية الاشعاع غير المؤين موجات الراديو الميكرويف الاشعة تحت الحمراء الاشعة فوق بنفسجية الضوء المرئى

9. من أين يأتي الإشعاع؟

11. الانوية التي لها نفس العدد الذري (عدد البروتونات) ولكن تختلف في عدد النيوترونات تسمى "النظائر". • هناك "نظائر مشعة" تنبعث منها إشعاعات عند التحلل الإشعاعي و "نظائر مستقرة" لا تصدر إشعاعات وبالتالي لا تتغير في الوزن الذري. • تنبعث من النويدات المشعة إشعاع مثل جسيمات ألفا (ألفا) وجسيمات بيتا (بيتا) و γ اشعة جاما) للتخفيف أو إنهاء حالاتها غير المستقرة. • تتحول النويدات المشعة إلى ذرات مختلفة بعد انبعاث جسيمات ألفا أو جسيمات بيتا ولكن هذا التغيير لا يحدث بعد انبعاث أشعة جاما. • الكربون عنصر يحتوي على ستة بروتونات ولكن هناك أيضًا نظائر بها خمسة إلى ثمانية نيوترونات. • السيزيوم عنصر يحتوي على خمسة وخمسين بروتونًا ، • السيزيوم 133 فقط الذي يحتوي على 78 نيوترونًا (55 بروتونًا زائد 78 نيوترونًا = 133) يكون مستقرًا ، وكل الباقي عبارة عن نظائر مشعة تنبعث منها إشعاعات. • في حالة وقوع حادث محطة نووية ، قد ينطلق السيزيوم -134 والسيزيوم -137 في البيئة. تنبعث منها جسيمات جاما وأشعة جاما.

12. نواة النويدات المشعة غير مستقرة بقوة. • من أجل أن تصبح مستقرة ، فإنها تطلق طاقة إضافية على شكل إشعاع. • البيكريل هي وحدة تستخدم لقياس كثافة الإشعاع. • يتم تعريف البيكريل على أنه المقدار الذي "تتغير (تتفكك) نواة واحدة في الثانية". • نظرًا لأن الانوية غالبًا ما تصدر إشعاعًا أثناء التفكك ، يتم استخدام البيكريل كوحدة للتعبير عن القدرة على إصدار إشعاع. • في صخرة ذات نشاط إشعاعي 1 بيكريل ، على سبيل المثال ، ستتفكك كل نواة من النويدات المشعة الموجودة في الصخر في الثانية. • 10 Bqتعني أن 10 انوية ستتفكك في الثانية. • بمجرد أن تتفكك انوية النويدات المشعة وتصبح مستقرة عن طريق إصدار إشعاع ، فإنها لن تصدر إشعاعات بعد ذلك. • تكرر بعض أنواع النويدات المشعة التفكك عدة مرات حتى تصبح مستقرة

14. - Δm • التحول النووي Stable ذرة مستقرة Radioactive ذرة نشطة اشعاعيا

15. تصنف أنواع الذرات والانوية اعتمادًا على عدد البروتونات والنيوترونات . • على سبيل المثال ، الكربون 12 والكربون 14 كلاهما كربون لكن نويدات مختلفة. • الكربون 14 هو نويدات مشعة لأنه غير مستقر بقوة. • تسمى الظاهرة التي تصدر فيها النويدات المشعة إشعاعًا وتتحول إلى نوكليدة مختلفة بالتحلل . • يُطلق على النويدة قبل التحلل اسم نوكليدة الام وبعد التفكك تسمى نوكليدة ابنة.

18. الذرة التي أصبحت مستقرة من حيث الطاقة عن طريق انبعاث الإشعاع لن تصدر إشعاعات بعد الآن. • تتناقص كمية النويدات المشعة بمرور الوقت ويضعف النشاط الإشعاعي. يسمى الوقت اللازم لضعف النشاط الإشعاعي وتقليله إلى النصف بنصف العمر . • عند انقضاء فترة زمنية تساوي نصف العمر ، سينخفض ​​النشاط الإشعاعي إلى النصف ، وعندما تنقضي فترة زمنية ضعف عمر النصف ، سينخفض ​​الإشعاع إلى ربع الحالة الأصلية. • يوضح الرسم البياني مع المحور الأفقي الذي يمثل الوقت المنقضي والمحور الرأسي الذي يمثل كثافة الإشعاع انخفاض النشاط الإشعاعي الأسي في منحنى كما هو موضح في الشريحة. • تختلف فترات نصف العمر تبعًا لأنواع النويدات المشعة. • على سبيل المثال ، يبلغ عمر النصف حوالي 8 أيام بالنسبة لليود 131 ، وحوالي عامين للسيزيوم -134 ، وحوالي 30 عامًا للسيزيوم 137.

21. من أين يأتي الإشعاع؟

22. p+ n n p+ • Beta () • like an electron • negatively charged particle - • Gamma () • Wave energy (not a particle) انواع الاشعاع Alpha () 2 protons, 2 neutrons positively charged particle

23. The three types of radiation • نواة ذرة هيليوم • تتكون من بروتونين ونيوترونين. • شحنة نسبية +2. • كتلة عالية مقارنة بجزيئات بيتا. • سرعة تصل إلى 0.1 × سرعة الضوء • تأثير مؤين قوي • ليست شديدة الاختراق (توقف بالورق أو الجلد أو بضعة سنتيمترات من الهواء • تنحرف عن طريق المجالات المغناطيسية والكهربائية Alpha α Beta β Gamma γ

24. The three types of radiation • كل جسيم بيتا هو إلكترون. • شحنة نسبية -1. • كتلة منخفضة مقارنة بجزيئات ألفا. • تصل الى 0.9 × سرعة الضوء • تأثير مؤين ضعيف. • تخترق ، لكن توقف ببضعة مليمترات من الألمنيوم أو معادن أخرى. • تنحرف عن طريق المجالات المغناطيسية والكهربائية Alpha α Beta β Gamma γ

25. The three types of radiation Alpha α • ليست جسيمات ، بل موجات كهرومغناطيسية وجزء من الطيف الكهرومغناطيسي. • لا شحنة ولا كتلة • تسافر بسرعة الضوء • تأثير مؤين ضعيف جدا. • شديدة الاختراق – • يتم تقليل الاختراق بواسطة الرصاص والخرسانة السميكة ، ولكنها لاتتوقف تمامًا. • لا تنحرف بفعل المجالات المغناطيسية أو الكهربائية Beta β Gamma γ

27. يستخدم فحص الأشعة السينية الأشعة السينية المتولدة في أنابيب الأشعة السينية. • يتم تطبيق جهد عالي بين القطب السالب والأنود (التنجستن والموليبدينوم والنحاس وما إلى ذلك) داخل أنبوب الأشعة السينية بحيث تنتقل الإلكترونات الحرارية من الكاثود إلى القطب الموجب في فراغ بسرعة عالية. • تُسمى الأشعة السينية المتولدة عندما يتغير اتجاه انتشار الإلكترونات الحرارية عند انجذابها إلى نواة الأنود بأشعة إكس الكبح. • عندما يتم إخراج إلكترون من مدار الإلكترون الداخلي لنواة الأنود ، يهاجر إلكترون آخر (انتقالات) إلى هذا الشاغر من مدار الإلكترون الخارجي. • تسمى الأشعة السينية الناتجة عن ذلك بالأشعة السينية المميزة. • .

29. The three types of radiation Penetrating effect Alpha α Stopped by paper or skin, or a few centimetres of air Beta β Stopped by a few millimetres of aluminium or other metal. Gamma γ Stopped by lead and thick concrete, but never completely.

35. في حالة التعرض الخارجي ، لا يكون لجسيمات ألفا أي تأثير لأنها تتوقف عند الطبقة القرنية على سطح الجسم (تبلغ مسافة اختراق جسيمات ألفا حوالي عدة عشرات من الميكرومترات). • تمر جسيمات بيتا عبر الجلد (مسافة اختراقها حوالي عدة مليمترات) ويمكن أن تسبب أعراضًا تشبه الحروق عندما تكون الجرعات عالية جدًا ، ولكنها لا تصل إلى عمق الجسم. • تصل أشعة جاما إلى أعضاء مهمة في أعماق الجسم. وبالتالي ، فإن الشاغل الرئيسي في حالة التعرض الخارجي هو أشعة جاما. • من ناحية أخرى ، في حالة التعرض الداخلي ، يمكن أن تؤثر جميع المواد المشعة التي تنبعث منها جسيمات ألفا أو جسيمات بيتا أو أشعة جاما على الخلايا داخل الجسم. • بالنظر إلى المسافة التي تقطعها جسيمات ألفا ، تقتصر آثارها على الأنسجة التي توجد بها مواد مشعة ، ولكن نظرًا لتأثيراتها البيولوجية الهامة ، يلزم توخي الحذر بشكل خاص فيما يتعلق بالتعرض الداخلي. • يمكن أن تؤثر أشعة جاما على الجسم كله لأنها تسافر مسافات طويلة. • بعض المواد المشعة مثل اليورانيوم ، بمجرد دخولها إلى جسم الإنسان ، قد تسبب أيضًا تسممًا معدنيًا ، إلخ ، بالإضافة إلى التسبب في التعرض الداخلي.

36. What is the sources of ionizing radiation? ماهى مصادر الاشعاع المؤين؟

42. الاشعاع الصادر من القشرة الارضية • تحتوى القشرة الارضية على عدد كبير من النظائر المشعة اهمها البوتاسيوم 40 –اليورانيوم – الثوريوم • يؤدى وجودها الى انبعاث انواع مختلفة من الاشعاعت المؤينة (جاما – الفا – بيتا) • يسبب وجود هذه النظائر حدوث تعرض اشعاعى داخلى وخارجى للكائنات الحية

43. الرادون (الرادون -222) والثورون (الرادون -220) هما من المواد المشعة الغازية التي تنتج من خلال التحلل الإشعاعي لخام الراديوم. يدخلون جسم الإنسان عن طريق الاستنشاق. • ينتج الرادون عن اضمحلال الراديوم -226 الذي ينتج في سلسلة اضمحلال (سلسلة اليورانيوم) التي تبدأ من اليورانيوم ، وينتج الثورون عن اضمحلال الراديوم 224 المنتج في سلسلة اضمحلال (سلسلة الثوريوم) التي تبدأ من الثوريوم -232. • الرادون له نصف عمر تقريبًا. 3.8 يومًا ويبلغ عمر الثورون نصف عمر تقريبًا. 55 ثانية. • يعتبر الرادون ونويداته من أكبر المساهمين في التعرض للإشعاع الطبيعي.لأن الرادون والثورون ينتشران في الهواء من الأرض ومواد البناء وما إلى ذلك ، يستنشق الناس الرادون والثورون في حياتهم بشكل يومي. • يصل غاز الرادون المستنشق إلى الرئتين ويطلق جسيمات ألفا مسببة التعرض الداخلي للرئتين. • يتحلل غاز الرادون الذي يتم استنشاقه في الجسم إلى نواة ذرية ، والتي تهاجر بعد ذلك من الرئتين والمريء إلى أعضاء الجهاز الهضمي مع البلغم ، مما يتسبب في مزيد من التعرض الداخلي. • يساهم الرادون في التعرض الداخلي بدرجة أقل من نواتج نسله. هذا لأن الرادون ، باعتباره غازًا ، يتم زفيره بسهولة ، في حين أن نوكليدات ذرية الرادون ، أي Polonium-218 المشعة والرصاص 214 التي يتم إنشاؤها من خلال تحلل الأول ، هي مواد صلبة وبالتالي لا يمكن طردها بسهولة من الجسم بمجرد استنشاقها لأنها تلتصق بالحويصلات الهوائية وسطح جدار الشعب الهوائية.

44. الاشعة الكونية • Cosmic Radiation

45. الاشعة الكونية • Cosmic Radiation

46. جسم الانسان

47. البوتاسيوم عنصر ضروري للحياة وهو موجود في معظم الأطعمة. لأن 0.01٪ من البوتاسيوم مادة مشعة ، فإن معظم الأطعمة تحتوي على البوتاسيوم المشع. • ينبعثمن البوتاسيوم المشع جسيمات بيتا ، مما يتسبب في التعرض الداخلي من تناول الطعام .

49. المفاعلات النووية

50. المفاعلات النووية