Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Úloha 7 RADIOAKTIVITA RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D. RNDr. Petr Heřman.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Úloha 7 RADIOAKTIVITA RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D. RNDr. Petr Heřman."— Transkript prezentace:

1 Úloha 7 RADIOAKTIVITA RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D. RNDr. Petr Heřman

2 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".

3 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 RADIOAKTIVITA

4 protonové (atomové) číslo Z – počet protonů v jádře nukleonové (hmotnostní) číslo A – celkový počet nukleonů neutronové číslo N – počet neutronů v jádře N = A–Z

5 Záření alfa (  )  proud  částic – jader helia – He 2+  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

6 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)

7 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

8

9 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.

10 OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM V praxi ochrana pracovníků před zevním ozářením založena na třech principech:  ochrana časem  ochrana vzdáleností  ochrana stíněním Způsoby ochrany často kombinují.

11 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

12 Ochrana vzdáleností fluence záření Φ (efektivní dávka E, resp. ekvivalentní dávka H T ) klesá se vzdáleností (u bodového zdroje v geometrii volného prostoru se čtvercem vzdálenosti – zákon 1/r 2 ) 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...) OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM

13 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) OCHRANA PŘED ZÁŘENÍM

14 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

15  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 PLYNOVÉ DETEKTORY

16 využití v zobrazovací diagnostické technice (CT, PET, scintigrafie, SPECT) Části: scintilátor, fotonásobič, vyhodnocovací zařízení PEVNOLÁTKOVÉ DETEKTORY Scintilační detektory

17  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 (10 5 –10 7  )  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 Scintilační detektory

18  v elektrickém obvodu zařazen polovodičový prvek  vodivost modifikována dopadajícím ionizujícím zářením  velice citlivé, náročné na provozní podmínky  využití v laboratořích pro spektrometrické účely Polovodičové detektory

19  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 Termoluminiscenčí detektory (TLD)

20  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) Filmové detektory

21 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".

22

23 Školní souprava GamaBeta  zdroje záření γ – 241 Am (poločas přeměny 432,7 let)  – 90 Sr (s poločasem přeměny 29,1 let)  detektor záření (Geiger-Müllerův) s čítačem impulzů  absorpční pláty z různých materiálů  fixační stativ

24 Školní souprava GamaBeta

25  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 n p100 po dobu 100 s  vypočet průměrné hodnoty n p10 pro 10 s interval měření  hodnotu pozadí použít v dalších měřeních Úkol 1.Radiační pozadí Změřte radiačního pozadí v místnosti.

26 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/r 2 (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

27 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


Stáhnout ppt "Úloha 7 RADIOAKTIVITA RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D. RNDr. Ferdinand Varga, Ph.D. RNDr. Petr Heřman."

Podobné prezentace


Reklamy Google