loha 7 radioaktivita n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Úloha 7 RADIOAKTIVITA PowerPoint Presentation
Download Presentation
Úloha 7 RADIOAKTIVITA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

Úloha 7 RADIOAKTIVITA - PowerPoint PPT Presentation


  • 191 Views
  • Uploaded on

Úloha 7 RADIOAKTIVITA. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D. RNDr. Petr Heřman. Úloha 7 RADIOAKTIVITA ZADÁNÍ ÚLOHY Úkol 1. Radiační pozadí Změřte radiačního pozadí v místnosti. Úkol 2. Ochrana vzdáleností Ověřte a popište účinnost "ochrany vzdáleností".

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Úloha 7 RADIOAKTIVITA' - sybill-mclaughlin


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
loha 7 radioaktivita
Úloha 7RADIOAKTIVITA

RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.

RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D.

RNDr. Petr Heřman

slide2

Úloha 7

RADIOAKTIVITA

ZADÁNÍ ÚLOHY

Úkol 1. Radiační pozadí

Změřte radiačního pozadí v místnosti.

Úkol 2. Ochrana vzdáleností

Ověřte a popište účinnost "ochrany vzdáleností".

Úkol 3. Ochrana stíněním

Ověřte a popište účinnost "ochrany stíněním".

radioaktivita
RADIOAKTIVITA

1896 – francouzský fyzik H. Becquerel

uran vysílá neviditelné záření, které působí na fotografickou desku stejně jako paprsky X (W. C. Röntgen, 1895)

přirozená radioaktivita

schopnost některých látek samovolně vysílat záření

(M. Curie-Sklodowská a P. Curie)

jednotlivé druhy záření – podle rozdílného chování v elektrickém a magnetickém poli – ,  a γ

umělá radioaktivita (1933) – I. Curie a F. Joliot-Curie

nestabilní (radioaktivní) atomové jádro  po čase změna struktury jádra – emise ionizujícího záření – radioaktivní přeměna

mateřský radionuklid  dceřiný nuklid

slide4

protonové (atomové) čísloZ – počet protonů v jádře

nukleonové (hmotnostní) číslo A – celkový počet nukleonů

neutronové čísloN – počet neutronů v jádře

N = A–Z

slide5

Záření alfa ()

  • proud částic – jader helia – He2+
  • protonové i neutronové číslo rovno 2 – dva protony a dva neutrony
  • v Mendělejevově periodickém systému

dceřiné jádro o dvě místa vlevo

  • nejslabší druh jaderného záření, pomalý pohyb, malá pronikavost
  • odstínění i listem papíru
slide6

Záření beta ()

  • částice kladný nebo záporný náboj
  • rozdíl mezi energií uvolněnou z jádra a kinetickou energií elektronu – tzv. antineutrino 
  • záření ––elektrony
  • protonové číslo dceřiného prvku o jednotku vyšší
  • záření +– pozitrony – kladně nabité elektrony
  • protonové číslo dceřiného prvku o jednotku nižší
  • záchyt elektronu z elektronového obalu
  • protonové číslo dceřiného prvku o jednotku nižší (podobně jako β+)
  • rychlý pohyb, větší pronikavost (materiály s nízkou hustotou nebo malou tloušťkou)
  • odstínění vrstvou vzduchu (1 m) nebo olova (1 mm)
slide7

Záření gama (γ)

  • vysoce energetické elektromagnetické záření vznikající při radioaktivních a jiných jaderných a subjaderných dějích
  • záření o energii fotonů nad 10 keV
  • proniká lépe než korpuskulární záření  nebo , (nikoli elektromagnetická)
  • často spolu s  či  zářením při radioaktivním rozpadu jader
  • poškození jako rentgenové záření: popáleniny, rakovina a mutace
  • pronikavost velmi vysoká
  • odstínění silné štíty z kovů velké hustoty (např. olovo) a nebo slitin kovů velké hustoty (čím vyšší hustota a tloušťka, tím větší odstínění
radioaktivita1
RADIOAKTIVITA

libovolný atom daného nuklidu má stejnou pravděpodobnost, že se v určitém časovém intervalu přemění přeměnová konstanta(s–1) poločas přeměny– doba, během níž se přemění polovina radioaktivních jader (s)

Radioaktivní přeměna se řídí zákony matematické statistiky.

Registrujeme-li částice emitované radioaktivním vzorkem, zjistíme, že jejich počet registrovaný v určitém pevném časovém intervalu je při opakovaném měření různý.

Počty částic n při každém takovém měření fluktuují kolem určité střední hodnoty.

ochrana p ed z en m
OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM
  • V praxi ochrana pracovníků před zevním ozářením založena na třech principech:
    • ochrana časem
    • ochrana vzdáleností
    • ochrana stíněním
  • Způsoby ochrany často kombinují.
slide11

OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM

  • Ochrana časem
  • radiační zátěž pracovníka je tím menší, čím kratší je doba pobytu v blízkosti zdroje
  • doba pobytu musí být zkrácena natolik, jak je to z praktického hlediska možné
  • k metodě ochrany časem patří i střídání pracovníků na místech, kde jsou vystaveni vyšší expozici
slide12

OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM

  • Ochrana vzdáleností
  • fluence záření Φ(efektivní dávka E, resp. ekvivalentní dávka HT) klesá se vzdáleností
  • (u bodového zdroje v geometrii volného prostoru se čtvercem vzdálenosti – zákon 1/r2)
  • fluence částic – podíl počtu částic dN, které dopadly v daném bodě prostoru na malou kouli a obsahu jejího příčného řezu dA:
  • jednotkou m–2
  • při práci co nejdále od zdroje (např. manipulace se zářiči se provádějí pomocí nástrojů s dlouhou rukojetí, pracovník se podle možností co nejméně přibližuje k pacientovi, v jehož těle jsou radioaktivní látky ...)
slide13

OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM

  • Ochrana stíněním
  • mezi zdrojem a pracovníkem vrstva vhodného stínícího materiálu, která zeslabuje svazek záření
  • rentgenové záření vyšších energií a záření γ
  • těžké materiály (betonové stropy a podlahy, barytové omítky, dveře vyložené olovem, olověné kontejnery na přenášení radioaktivních látek, olověné kryty na injekční stříkačky při intravenózních aplikacích radionuklidů ...)
  • záření 
  • lehké materiály (např. hliník, plexisklo) pro potlačení vzniku sekundárního brzdného záření (dostačující absorpce záření  lehčími materiály)
slide14

DETEKCE IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ

  • interakce záření s prostředím detekce
  • transformace energie záření do formy,

kterou je příslušný detektor schopný zaznamenat a vyhodnotit

  • nejčastější klasifikace detektorů ionizujícího záření založena na typu pracovního prostředí detektoru
  • dvě hlavní skupiny: detektory plynové a pevnolátkové
slide15

PLYNOVÉ DETEKTORY

  • plyny – elektrické izolátory
  • ionizující záření  ionizace plynů  vodivé
  • plynová náplň detektoru mezi dvěma elektrodami  ionizace  proudový impuls
  • velikost výsledného impulsu závisí na počtu vzniklých iontových párů a napětí mezi elektrodami.
  • podle velikosti napětí mezi elektrodami detektoru (pracovní napětí)  jednotlivé typy plynových detektorů lišící zejména citlivostí, energetickou rozlišovací schopností
  • Typy podle stoupajícího pracovního napětí
  • ionizační komory pro měření aktivity radiofarmak
  • proporcionální počítače
  • Geiger-Müllerovy detektory –v radiační ochraně pro monitorování prostředí nebo jako osobní dozimetry pro okamžité monitorování
slide16

PEVNOLÁTKOVÉ DETEKTORY

Scintilační detektory

využití v zobrazovací diagnostické technice

(CT, PET, scintigrafie, SPECT)

Části: scintilátor, fotonásobič,vyhodnocovací zařízení

slide17

Scintilační detektory

  • scintilátor–při průchodu ionizujícího záření excitace atomů,

při následné deexcitaci vyzařování viditelného světla ve formě záblesků – scintilace

anorganické krystalické scintilátory, např. NaI(Tl)

  • fotonásobič – přeměna scintilací na elektrické impulzy,

registrace a zpracování elektronickým vyhodnocovacím zařízením; z  fotokatody po dopadu fotonů v důsledku fotoefektu emitovány elektrony  při pohybu od fotokatody přes dynody k anodě urychlovány elektrostatickým polem, počet se zvětšuje vlivem sekundární emise dynod

  • výsledkem značné zesílení primárního signálu (105–107)
  • amplituda (výška impulzů) na výstupu fotonásobiče je úměrná energii záření absorbované ve scintilátoru
  • dynody – elektrody zapojené přes vmezeřené rezistory v sérii mezi katodou a anodou fotonásobiče tak, že na každé následující (ve směru od katody k anodě) je vyšší –"kladnější" napětí; materiál dynod umožňuje sekundární emisi elektronů
slide18

Polovodičové detektory

  • v elektrickém obvodu zařazen polovodičový prvek
  • vodivost modifikována dopadajícím ionizujícím zářením
  • velice citlivé, náročné na provozní podmínky
  • využití v laboratořích pro spektrometrické účely
slide19

Termoluminiscenčí detektory (TLD)

  • krystalická struktura některých látek, např. LiF

 elektrony v atomových obalech po excitaci přímo nepřecházejí na původní energetickou úroveň

 v excitovaném stavu zachyceny v tzv. pastech neumožňujících přímou deexcitaci

 uvolnění energie až po dodaní další energie z vnějšího prostředí (energie tepelné)

  • deexcitace provázena detekovatelnou luminiscencí
  • signál úměrný absorbované dávce záření
  • využití např. jako osobní dozimetry
slide20

Filmové detektory

  • princip založen na trvalých chemických změnách po ozáření citlivého materiálu (nejčastěji redukce AgBr)
  • podobně jako u fotografie latentní obraz
  • zviditelnění tzv. vyvoláním
  • ztmavnutí negativu úměrné absorbované dávce záření
  • využití v osobní dozimetrii, filmy využívané v rtg-diagnostice (skiagrafie)
slide21

Úkol 1. Radiační pozadí

Změřte radiačního pozadí v místnosti.

Úkol 2. Ochrana vzdáleností

Ověřte a popište účinnost "ochrany vzdáleností".

Úkol 3. Ochrana stíněním

Ověřte a popište účinnost "ochrany stíněním".

slide23

Školní soupravaGamaBeta

  • zdroje záření

γ – 241Am (poločas přeměny 432,7 let)

 – 90Sr (s poločasem přeměny 29,1 let)

  • detektor záření (Geiger-Müllerův) s čítačem impulzů
  • absorpční pláty z různých materiálů
  • fixační stativ
slide25

Úkol 1. Radiační pozadí

Změřte radiačního pozadí v místnosti.

  • radioaktivita – přirozená součást životního prostředí
  • důležité znát aktuální hodnotu radiačního pozadí, aby bylo možné identifikovat případnou aktivitu dalších zdrojů
  • Postup práce
  • měření hodnoty pozadí v místnosti
  • bez použití zdroje záření měřit hodnotu radiačního pozadí np100

po dobu 100 s

  • vypočet průměrné hodnoty np10pro10 s interval měření
  • hodnotu pozadí použít v dalších měřeních
slide26

Úkol 2. Ochrana vzdáleností

Ověřte a popište účinnost "ochrany vzdáleností".

  • s rostoucí vzdáleností od zdroje klesá fluence částic
  • není-li použit bodový zdroj a měření probíhá v přítomnosti

rozptylujícího materiálu  pokles fluence pomalejší 1/r2 (dáno příspěvkem rozptýleného záření a pozadí k celkovému počtu detekovaných částic

  • použitý zdroj záření směrový, polohu zářiče v pozicích stativu aretovat kolíkem
  • Postup práce
  • četnost detekovaných částic záření  i γ ve třech různých vzdálenostech od zdroje: 4 cm, 8 cm a 16 cm
  • pro každou vzdálenost a každý druh záření 10 (po 10 s)
  • výpočet průměru každé desítky hodnot
  • odečtení hodnoty pozadí od průměrné hodnoty pro každou vzdálenost a každý druh záření
  • porovnání hodnot
  • popis závislosti úbytku počtu detekovaných částic na vzdálenosti
slide27

Úkol 3. Ochrana stíněním

Ověřte a popište účinnost "ochrany stíněním".

  • míra rozptylu a absorpce záření závisí nejen na druhu a energii záření, ale i na vlastnostech prostředí, v němž dochází k interakci
  • Postup práce
  • měření četnosti detekovaných částic záření  i γ v nejbližší vzdálenosti zdroj-detektor záření (4 cm)
  • mezi detektor a zdroj přitom vkládat absorpční destičky různých materiálů
  • měření pro 3 různé absorpční materiály

pro každý druh záření 10

  • vypočet průměru každé desítky hodnot
  • porovnání hodnot navzájem i bez použití absorpční destičky (Úkol 2)
  • popis a zdůvodnění míry absorpce jednotlivých typů záření jednotlivými stínícími materiály