Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 5 Aplikace ionizujícího záření a metod jaderné fyziky v geologii,biologii a ekologii.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 5 Aplikace ionizujícího záření a metod jaderné fyziky v geologii,biologii a ekologii."— Transkript prezentace:

1 1 5 Aplikace ionizujícího záření a metod jaderné fyziky v geologii,biologii a ekologii

2  Přímé účinky záření na látky či organismy lze využít k vyvolání změn ve struktuře nebo v chemickém složení látek, v případě organismů pak k jejich mutaci, poškození či zničení.  Odražené nebo prošlé záření lze využít k určení struktury či chemického složení látek.  Detekci radioaktivního záření lze pak využít ke značkování látek při sledování průběhu procesů v látkách nebo organismech a k datování dlouhodobých procesů. 2

3  strojírenství – defektoskopie procházející záření indikuje vady materiálu,  chemie – radiační polymerace, záření vyvolá chemickou reakci vedoucí ke vzniku polymerů, které jsou základem materiálů používaných v předmětech denní potřeby. 3

4  určování původu oběti na základě znalosti chemického složení,  označování peněz při únosech (radiaktivní indikátory),  kontrola zavazadel na letištích. 4

5  určování stáří nálezů pomocí radionuklidových datovacích metod,  určování původu keramických výrobků na základě analýzy chemického složení,  určování původu podle obsahu izotopů prvků v zubech. 5

6  konzervace dřevěných artefaktů ionizujícím zářením,  určování stáří pomocí radionuklidových datovacích metod,  studium stylu a způsobu malby pomocí rentgenu. 6

7  určování chemického složení a struktury hornin,  určování stáří hornin pomocí radionuklidových datovacích metod. 7

8  studium absorpce látek orgány (radioaktivní indikátory),  léčení zhoubných nádorů radiofarmaky a přímým ozařováním,  operace pomocí Lakselova gama nože,  sterilizace lékařského materiálu,  radioterapie (lázně Jáchymov). 8

9 Vodní hospodářství  měření průtoků řek,  mapování podzemních vod. Potravinářství  sterilizace potravin. Zemědělství  šlechtění nových odrůd –změna genetické informace ionizujícím zářením. 9

10  aktivační analýza,  rentgenofluorescenční analýza,  difrakční metody. 10

11  Aktivujeme-li vzorek analyzované látky působením vhodně zvoleného jaderného záření, mohou se původně stabilní nuklidy detekovaného prvku přeměnit jadernou reakcí na radionuklidy.  Aktivita vzniklých radionuklidů je pak úměrná počtu vzniklých radionuklidů, a tedy počtu původních nuklidů detekovaného prvku. 11

12  určení obsahu dysprosia a europia ve vzácných zeminách, které byly aktivovány neutrony,  určení obsahu galia v oceli, aktivované deuterony. 12

13 Využívá k detekci látek tzv. charakteristické záření vyvolané ozářením látky ionizujícím, nejčastěji gama nebo rentgenovým zářením. 13

14  Záření po dopadu na vzorek látky excitují elektrony vnitřních slupek na vyšší energetické hladiny.  Při následné deexcitaci, excitované elektrony přechází zpět na hladiny vnitřních slupek a nadbytečnou energii vyzáří ve formě rentgenového záření.  Toto záření má vlnové délky, které jsou charakteristické pro atomy daného prvku. Z intenzity záření lze určit i množství prvků v dané látce. 14

15  Metodu je možné využít například při studiu historických památek jako jsou stavební prvky, sochy, fresky apod.  Použila se i k analýze měsíčních hornin v rámci projektu Apollo.  Rovněž k analýze hornin na Marsu pomocí kosmických sond, které nesly dálkově řízené rentgenoflorescenční spektrometry (sondy Viking, Pathfinder). 15

16  Metody využívající přirozený obsah radionuklidů v dané látce.  Metody využívající cíleně přidané radionuklidy. 16

17  Využívá se ke zjištění, jakým způsobem se šíří nebo kde se usazuje vybraná chemická látka v daném systému - živý organismus, ekosystém nebo průmyslový provoz.  Ve sledované látce nahradíme stabilní izotop vybraného prvku radioizotopem.  Radioaktivní záření vzniklé jeho přeměnou můžeme detekovat a z naměřené aktivity určit s použitím zákona radioaktivní přeměny její množství v příslušné části zkoumaného systému. 17

18 Kriminalistika  přibližné určení původu oběti trestného činu podle obsahu 226 Ra, které se dostává do těla s pitnou vodou,  Obsah tohoto nuklidu ve zdrojích pitné vody se v různých oblastech liší. 18

19  Podle zákona radioaktivní přeměny závisí počet nepřeměněných jader daného radionuklidu exponenciálně na čase.  Tuto závislost je možné využít k určování stáří hornin nebo archeologických nálezů. 19

20  Je nutné vybrat vhodný radionuklid obsažený v daném vzorku.  Dále je nutné zjistit, zda nedochází k jiným změnám počtu atomů daného radionuklidu, než k jejich úbytku radioaktivní přeměnou.  Je nutné definovat pojem stáří vzorku a zvolit počáteční okamžik. 20

21  Změření aktuálního počtu nepřeměněných atomů nebo jejich aktivitu.  Pro určení stáří je nutné zjistit příslušné hodnoty ve zvoleném počátečním okamžiku.  Podle volby radionuklidu a určení počátečního množství jeho atomů rozlišujeme různé metody určování stáří. 21

22  Datovací metoda, která využívá radioaktivní izotop uhlíku – 14 C, který je stabilně produkován ve vysokých vrstvách atmosféry interakcí kosmického záření s molekulami dusíku 14 N + n  14 C + p.  Ve formě oxidu uhličitého - CO 2 jej přijímají rostliny i živočichové, takže se vytvoří určitá rovnováha mezi jeho zastoupením v ovzduší a v živých organismech.  Stáří nálezu je počítáno od doby úmrtí živého organismu pomocí jeho aktuální koncentrace zjištěné měřením jeho aktivity. 22

23  Vzhledem k dlouhému poločasu přeměny 238 U, 4.5 miliardy let, který je srovnatelný s dobou existence Země, se využívá v geologii.  Umožňuje určit stáří hornin, tj. dobu od jejich posledního ztuhnutí (k podstatné migraci atomů může docházet jen v kapalném stavu ). 23

24  Konečným produktem urano-rádiové rozpadové řady je stabilní izotop 206 Pb, jejímž výchozím prvkem je 238 U.  Množství uranu na počátku procesu rozpadu je potom rovno součtu N U + N Pb.  Pomocí zákona radioaktivní přeměny pak můžeme určit před jakou dobou se radioaktivní izotop uranu stal součástí zkoumaného materiálu. 24

25 25 Difrakce – rozptyl záření v látce. Při odrazu záření s vlnovou délkou, která je srovnatelná se vzdálenostmi meziatomových rovin na atomech krystalové struktury dané látky, dochází k interferenci odraženého záření a z interferenčních obrazců lze zjistit uspořádání atomů ve struktuře dané látky. Lze použít RTG záření – RTG difrakce nebo elektrony a neutrony – elektronová nebo neutronová difrakce.


Stáhnout ppt "1 5 Aplikace ionizujícího záření a metod jaderné fyziky v geologii,biologii a ekologii."

Podobné prezentace


Reklamy Google