Ионизирующие излучения.
Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
Дозиметрия ионизирующего излучения.
Лекция 8
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция 8. Рентгеновское излучение, виды, спектры. Радиоактивность. Ионизирующие излучения. Дозиметрия ионизирующего излучения презентация
Содержание
- 1. Лекция 8. Рентгеновское излучение, виды, спектры. Радиоактивность. Ионизирующие излучения. Дозиметрия ионизирующего излучения
- 2. Связь с последующей деятельностью Изучение курса «Биофизика»:
- 3. 1. Внесистемная единица измерения энергии 1 эВ
- 4. 1 а.е.м. ~ 931,5 МэВ 2.Внесистемная единица
- 5. История Вильгельм Конрад Рентген – НП №1
- 6. Источник Х – лучей: Вакуумированная
- 8. α d O A B C
- 9. Формула Вульфа – Брэггов Максимум интерференции (дифракции)
- 10. Спектр рентгеновского излучения: распределение энергии РИ по
- 11. Тормозная часть спектра рентгеновского излучения rλ,U λ λ01 U1 λ02 U2 >U1
- 12. Теория Максвелла: источник ЭМВ – движущийся с
- 13. Энергия Х – кванта:
- 14. Очень грубая модель энергетического состояния электрона, связанного
- 15. Электрон в основном состоянии Внешнее
- 16. Основное состояние Вероятность состояния
- 17. Выводы: 1. Энергия электрона в атоме может
- 18. Атом вещества анода (антикатода) Энергетическая схема электронных
- 20. 3. Спектр поглощения (излучения) атома состоит
- 21. Вывод: по спектру излучения (поглощения) можно
- 22. Взаимодействие Х – излучения с веществом 1.
- 23. μ – линейный коэффициент
- 24. Выводы: Х – излучение обладает высокой проникающей
- 26. ИРИ ПРИ (Э)
- 27. Радиоактивность Ядро 1 → → ядро 2
- 28. Естественная и искусственная α – распад: Протонная радиоактивность Спонтанное деление ядер тяжелых элементов Распады
- 29. β – распад: Взаимные превращения в ядре
- 30. Закон радиоактивного распада
- 31. Ионизирующие излучения: Х – излучение; γ –
- 32. Взаимодействие излучения с веществом = =
- 33. Физическая стадия Носитель изменяет направление распространения и теряет энергию Вещество изменяет энергетическое и электрическое состояние
- 34. Количественные оценки свойств излучения и вещества при
- 35. 2. Линейная плотность ионизации:
- 36. α – излучение Направление движения не меняется
- 39. β – излучение Направление движения меняется
- 41. γ – излучение μ – линейный коэффициент ослабления
- 42. Действие излучения на вещество 1. Поглощенная доза:
- 43. 3. Экспозиционная доза Равна заряду всех положительных
- 44. 1 – 4,5
- 45. 4. Эквивалентная доза: [Н] = 1 Зв = 100 бэР Биологическое воздействие
- 46. Общие выводы Воздействие ионизирующего излучения на вещество
Связь с последующей деятельностью Изучение курса «Биофизика»: Рентгеноструктурный анализ Рентгеновская томография Воздействие ионизирующих излучений на биообъекты Практическое применение: Рентгеновские методы диагностики и сопровождения Защита от ионизирующих излучений
Слайд 1Рентгеновское (Х) излучение, его виды, спектры.
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом.
Радиоактивность, виды радиоактивного распада.
Ионизирующие излучения.
Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
Дозиметрия ионизирующего излучения.
Ионизирующие излучения.
Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
Дозиметрия ионизирующего излучения.
Слайд 2Связь с последующей деятельностью
Изучение курса «Биофизика»:
Рентгеноструктурный анализ
Рентгеновская томография
Воздействие ионизирующих излучений на
биообъекты
Практическое применение:
Рентгеновские методы диагностики и сопровождения
Защита от ионизирующих излучений
Слайд 31. Внесистемная единица измерения энергии
1 эВ
Энергия ионизации атома водорода:
2,18·10-18 Дж =
13,6 эВ
Отступления от общего правила для микромира:
Энергия кванта видимого света λ = 555 нм
Слайд 41 а.е.м. ~ 931,5 МэВ
2.Внесистемная единица измерения массы:
1 а.е.м. = 1,6606
· 10-27 кг
Связь между энергией и массой (Эйнштейн):
Масса электрона:
Полная энергия покоящегося электрона:
Слайд 5История
Вильгельм Конрад Рентген – НП №1 1901 год
8 ноября 1895
(1887
– Никола Тесла)
Исследование катодных пучков (лучей):
Катод (-)
Термоэлектронная эмиссия
Анод (+)
Термоэлектрон
Х – лучи
Следствие: свечение
платиносинеродистого
бария
Слайд 6Источник Х – лучей:
Вакуумированная трубка
(-) подогреваемый катод (К)
Термоэлектрон
(+) охлаждаемый анод (антикатод) (А)
Пучок термоэлектронов, ускоряемых
электрическим полем между К и А
Х - излучение
Слайд 7
Доказательство волновой природы Х – лучей:
Расстояние между «щелями»: d ≈ λ
→
монокристалл
горизонтальные атомные
плоскости
«наклонные» атомные плоскости
Слайд 9Формула Вульфа – Брэггов
Максимум интерференции (дифракции) Х – лучей
наблюдается при условии:
Идея
рентгеноструктурного анализа и РТ:
ИРИ
Исследуемый
образец
ПРИ
Один эксперимент – два важных вывода:
Слайд 12Теория Максвелла: источник ЭМВ – движущийся
с ускорением электрический заряд, например:
электрон,
разогнанный электрическим полем
и, затем, тормозящий в мишени
и, затем, тормозящий в мишени
Энергия электрона, ускоренного
электрическим полем:
Закон сохранения энергии:
Слайд 14Очень грубая модель энергетического состояния
электрона, связанного с атомом:
ступеньки разной высоты и
ширины
Ступеньки возбужденных состояний
Е – энергия данного состояния;
Р – вероятность состояния
(ширина ступеньки)
Основное состояние
Карьерная
лестница
Слайд 15
Электрон в основном состоянии
Внешнее воздействие: ε = hν > Е2 –
Е1
Возможен только квантовый
переход из одного состояния в
другое, минуя промежуточные
состояния
Слайд 16
Основное состояние
Вероятность состояния 3 меньше, чем 1 или 2,
происходит самопроизвольный процесс
Квант
излучения: ε32 = hν32 = Е3 – Е2
Квант излучения: ε21 = hν21 = Е2 – Е1
Квант: ε31 = hν31 = Е3 – Е1
Слайд 17Выводы:
1. Энергия электрона в атоме может иметь только
дискретные (ступенчатые) значения Е1,
Е2, …, Еi,…, Еn
2. Переходу электрона из одного энергетического
состояния в другое соответствует дискретное изменение
энергии:
излучение
кванта
поглощение
кванта
Слайд 18Атом вещества анода (антикатода)
Энергетическая схема электронных состояний в
атомах вещества анода:
Энергетическая
область
возможных состояний
электронов
возможных состояний
электронов
Слайд 203. Спектр поглощения (излучения) атома
состоит из отдельных линий, соответствующих
частотам (длинам
волн) квантов поглощения (излучения)
с энергиями, равными разности возможных
энергий электрона в данном атоме:
с энергиями, равными разности возможных
энергий электрона в данном атоме:
ν(λ)
α
β
γ
Идентификация атома
Идентификация человека
Гелий
АВС
Слайд 21Вывод:
по спектру излучения (поглощения) можно
однозначно идентифицировать атом
Закон Мозли для характеристического
рентгеновского излучения:
R =2,07·1016 c-1 - постоянная Ридберга
σ – постоянная экранирования
С – постоянная
Z – порядковый номер элемента материала мишени
Слайд 22Взаимодействие Х – излучения с веществом
1. Когерентное рассеяние (отражение):
Изменение направления
распространения
2. Некогерентное рассеяние:
Эффект Комптона (частный случай внешнего фотоэффекта)
связан с ионизацией
3. Фотоионизация нейтральных молекул
hνП + eсвоб. → hνP + eОТД
hνП + М0 → М+1 + e-1
Слайд 23
μ – линейный коэффициент ослабления
– массовый коэффициент ослабления
Z – порядковый
номер элемента
Слайд 24Выводы:
Х – излучение обладает высокой проникающей
способностью.
2. Проникающая способность различна для
различных веществ
→
Слайд 27Радиоактивность
Ядро 1 →
→ ядро 2 + элементарная частица 2
Z –
число протонов
А – число нуклонов
N = A – Z – число нейтронов
q = +1,6 · 10-19 Кл
mp = 1,6726 · 10-27 кг
q = 0 Кл
mn = 1,6750 · 10-27 кг
Слайд 28Естественная и искусственная
α – распад:
Протонная радиоактивность
Спонтанное деление ядер тяжелых элементов
Распады
Слайд 29β – распад:
Взаимные превращения в ядре протона и нейтрона
–
электрон
– позитрон
γ – излучение
Слайд 31Ионизирующие излучения:
Х – излучение;
γ – излучение
потоки заряженных частиц:
α – излучение;
β –
излучение;
n – излучение;
р - излучение
n – излучение;
р - излучение
потоки квантов:
Слайд 32Взаимодействие излучения с веществом =
= изменение состояния носителей излучения +
+
изменение состояния вещества =
f (свойства носителей + свойства вещества)
f (свойства носителей + свойства вещества)
Стадии взаимодействия:
Физическая
Физико-химическая
Химическая
Биологическая
Слайд 33Физическая стадия
Носитель изменяет направление распространения
и теряет энергию
Вещество изменяет энергетическое и электрическое
состояние
Слайд 34Количественные оценки свойств излучения и вещества
при их взаимодействии на первой стадии:
1.
Линейная тормозная способность вещества:
S = f (свойства вещества; E; q )
Слайд 42Действие излучения на вещество
1. Поглощенная доза:
1 Гр = 100 рад
Физическое воздействие
2.
Мощность поглощенной дозы:
Слайд 433. Экспозиционная доза
Равна заряду всех положительных ионов,
образующихся под действием излучения
в
единице массы воздуха при нормальных условиях
единице массы воздуха при нормальных условиях
Энергетический эквивалент 1 Рентгена:
Слайд 46Общие выводы
Воздействие ионизирующего излучения на
вещество определяется как свойствами
излучения, так и свойствами
вещества
2. Воздействие складывается из последовательных
стадий
