Презентация Ионизирующее излучение: основные термины, понятия, механизмы Типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом (механиз онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Ионизирующее излучение: основные термины, понятия, механизмы Типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом (механиз абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 37 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Физика » Ионизирующее излучение: основные термины, понятия, механизмы Типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом (механиз
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:37 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:7.58 MB
- Просмотров:123
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: Ионизирующее излучение: основные термины, понятия, механизмы
Типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом (механизмы поглощения энергии).
Относительная биологическая эффективность ионизирующих излучений, линейная передача энергии.
Основные физические величины радиобиологии и единицы их измерения.
№2 слайд
Содержание слайда: Основные физические величины радиобиологии и единицы их измерения
Радионуклид - Радиоактивный нуклид (изотоп), ядро которого способно к радиоактивному распаду.
Активность радионуклида – скорость, с которой происходит радиоактивный распад нуклеотида. В международной системе единицей активности является беккерель (Бк). 1 Бк = 1 распад в секунду. (Удельная активность (Бк/кг), коэффициент накопления или перехода (КН или КП))
Доза излучения (экспозиционная доза) измеряется для получения представления о количестве энергии ионизирующего излучения, падающей на объект за время облучения. Размерность экспозиционной дозы – это заряд, возникающий в единице массы поглотителя, в международной системе единиц - Кл/кг (кулон на килограмм). Также в настоящее время широко применяют внесистемную единицу – Р (Рентген).
Доза облучения (поглощенная доза) – это величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. В международной системе единиц поглощенная доза излучения измеряется в Греях (Гр). 1 Гр= 1Дж/кг.
Мощность дозы. Эта величина характеризует скорость увеличения дозы за единицу времени. Измеряется в Гр/с или Кл/(кг * с).
Эквивалентная доза, эффективная доза
№4 слайд
Содержание слайда: Ионизирующее излучение
Радиация (излучение) – энергия, испускаемая каким-либо источником (электромагнитное, тепловое, гравитационное, космическое, ядерное)
Ионизирующее излучение - излучение с энергией выше потенциала ионизации (>10 эВ) – способно ионизировать атомы и молекулы поглотителя
Ионизирующее излучение обладает двумя отличительными свойствами:
- способно проникать через вещество;
проходя через вещество взаимодействует с атомами и молекулами, что приводит к их возбуждению и ионизации;
№8 слайд
Содержание слайда: Рентгеновское излучение (Х-лучи)
тормозное, с непрерывным спектром – испускается заряженными частицами высоких энергий (обычно е-) при торможении в кулоновском поле ядра. Применяется в рентгеновских трубках;
характеристическое, с линейчатым спектром - испускается атомом при заполнении вакансий на внутренних электронных оболочках, образованных в результате его взаимодействия с ускоренными электронами. Применяется для рентгено-структурного анализа
№10 слайд
Содержание слайда: Нобелевские премии за исследования рентгеновских лучей и открытия, сделанные с их помощью (1901-1988 гг)
в 1901 г. Нобелевская премия за открытие X-лучей (В.Рентгену);
в 1913 г. Генри Мозли изучая рентгеновские спектры элементов доказал: порядковый номер элемента в периодической системе численно равен заряду ядра его атома. Но получить высшую научную награду Мозли не довелось: он трагически погиб через два года после своего открытия при высадке английского десанта в проливе Дарданеллы;
в 1914 г. Нобелевская премия за открытие дифракции рентгеновских лучей (М. фон Лауэ);
в 1915 г. Нобелевская премия за изучение структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей присуждена отцу и сыну Брэггам Уильям Генри и Уильям Лоренс, которые заложили основы рентгено-структурного анализа;
в 1917 г. Нобелевская премия за открытие характеристического рентгеновского излучения (Чарлзу Баркле); Поскольку во время войны поездки были ограничены, церемонию награждения пришлось отложить, и только в 1920 г. Баркла смог прочитать свою Нобелевскую лекцию "Характеристическое рентгеновское излучение";
в 1922 г. Нобелевская премия за разработку теории периодической системы элементов, используя закономерности изменения рентгеновских спектров (Нильсу Бору);
в 1922 г. Открытие элемента Гафний по рентгеновским спектрам (А.Довийе);
в 1924 г. Нобелевская премия за исследования спектров в диапазоне рентгеновских лучей (К.Сигбану);
в 1925 г. Открытие элемента Рений по рентгеновским спектрам (супруги Ноддак)
№11 слайд
Содержание слайда: Нобелевские премии за исследования рентгеновских лучей и открытия, сделанные с их помощью (1901-1981 гг)
в 1927 г. Нобелевская премия за открытие рассеяния рентгеновских лучей на свободных электронах вещества (А.Комптону). Артур Комптон в 1923 г. обнаружил эффект (назван его именем), который сыграл крайне важную роль в развитии квантовой теории в 20-х гг;
в 1936 г. Нобелевская премия за вклад в изучение молекулярных структур с помощью дифракции рентгеновских лучей и электронов (П.Дебаю);
в 1946 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине Герману Меллеру за обнаружение и изучение мутаций под действием рентгеновских лучей;
в 1964 г. Дороти Кроуфут-Ходжкин (англ) – НП по химии: методом рентгено-структурного анализа она определила строение белков и ряда биологически активных соединений.
1962 и 1988 гг – НП за открытие структуры молекул гемоглобина, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков, соединений, ответственных за фотосинтез, лекарственных препаратов с помощью рентгеновских лучей;
в 1979 г. Нобелевская премия за разработку метода осевой рентгеновской томографии (А.Кормаку и Г.Хаунсфилду);
в 1981 г. Кай Сигбан (сын Карла Сигбана) - премия по физике за разработку рентгеновской электронной спектрометрии - метода широко применяемого в химических исследованиях.
№13 слайд
Содержание слайда: Энергия падающего кванта полностью поглощается веществом, в результате появляются свободные электроны с кинетической энергией, равной энергии захваченного кванта за вычетом энергии выхода электрона
Энергия падающего кванта полностью поглощается веществом, в результате появляются свободные электроны с кинетической энергией, равной энергии захваченного кванта за вычетом энергии выхода электрона
№15 слайд
Содержание слайда: Образование электрон-позитронных пар
В результате взаимодействия кванта излучения с кулоновским полем ядра атома, квант исчезает и одновременно возникает пара частиц электрон-позитрон.
Позитрон аннигилирует с электронами среды, с образованием вторичных гамма-квантов
Вторичные гамма-кванты проходя через вещество теряют энергию за счет фотоэффекта или эффекта Комптона
№16 слайд
Содержание слайда: В большинстве случаев при облучении биологических объектов энергия электромагнитного излучения находится в диапазоне 0.2-2 МэВ, поэтому наибольшую роль играет эффект Комптона
В большинстве случаев при облучении биологических объектов энергия электромагнитного излучения находится в диапазоне 0.2-2 МэВ, поэтому наибольшую роль играет эффект Комптона
№18 слайд
Содержание слайда: 2. Корпускулярное излучение
Нейтроны (открыты в 1932 г):
частицы с массой 1,0087 атомной единицы и нулевым зарядом
Получают нейтроны в ядерных реакциях или при делении ядер урана и трансурановых элементов
Свободный нейтрон нестабилен и распадается на протон, электрон и антинейтрино, Т1/2=918 с.
Время жизни нейтрона в биологических тканях = 0,0002 с (в 4,5 млн раз меньше Т1/2)
в зависимости от энергии частиц делится на группы:
сверхбыстрые (энергия > 20 МэВ)
быстрые (энергия 0,1-20 МэВ),
промежуточные (0,5-100 кэВ),
медленные (< 0,5 эВ)
тепловые (0,025 эВ при температуре +20 оС, скорость 2200 м/с)
№20 слайд
Содержание слайда: 2) Неупругое рассеяние (при энергии больше нескольких кэВ)
2) Неупругое рассеяние (при энергии больше нескольких кэВ)
Вся энергия нейтрона передается ядру
Часть энергии нейтронов идет на возбуждение ядра, часть – на кинетическую энергию ядра.
При переходе в основное состояние возбужденное ядро испускает гамма-кванты.
№21 слайд
Содержание слайда: 3) Радиационный (нейтронный) захват (для медленных нейтронов, <10МэВ)
3) Радиационный (нейтронный) захват (для медленных нейтронов, <10МэВ)
нейтрон захватывается ядром с образованием короткоживущего высоковозбужденного ядра, которое переходит в стабильное состояние с образованием гамма-квантов (для легких ядер, водород), протонов или альфа-частиц (для более тяжелых ядер, азот).
№22 слайд
Содержание слайда: Особенности взаимодействия нейтронов с биологическими тканями
не взаимодействуют с кулоновским полем атомов и молекул – проходят в веществе значительные расстояния, не меняя направления траектории
Ионизация поглотителя происходи косвенным путем за счет высвобожденных вторичных тяжелых заряженных частиц – ядер отдачи и продуктов ядерных реакций на элементах ткани или специально вводимых изотопах (например 10В – в случае НЗТ)
Наибольшее применение в радиобиологии имеют быстрые нейтроны, как наиболее глубоко проникающие в ткани (см. рис)
№23 слайд
Содержание слайда: Пример использования нейтронов для терапии злокачественных новообразований
Нейтронно-захватная терапия (НЗТ) -
- Новая технология (реализуется на реакторе ИРТ МИФИ) - Метод избирательного воздействия излучения на опухоль
НЗТ использует тропные к опухоли препараты, содержащие нуклиды (10В или 157Gd), которые поглощая нейтроны, образуют вторичное излучение, губительное для опухолевых клеток
№25 слайд
Содержание слайда: Атомный центр Московского инженерно-физического института (АЦ МИФИ)
Под руководством В.Ф.Хохлова (ГНЦ ИБФ), А.А.Портнова, К.Н.Зайцева активно проводятся исследования по высокоэффективному методу нейтрон-захватной терапии злокачественных опухолей на основе соединений, содержащих 10В и 157Cd.
В опытах на крупных лабораторных животных со спонтанной меланомой в 80% случаев достигнута полная резорбция опухолей.
№29 слайд
Содержание слайда: -мезоны
Заряженные частицы с энергией 25-100 МэВ.
Нестабильны (Т1/2=2,54*10-8 с)
МП протонов (в 6 раз) >Масса покоя (МП) - > МП е- в 273 раз, поэтому - рассеиваются меньше, чем электроны, но больше, чем протоны
Проходят путь в тканях до полного торможения почти без ядерных взаимодействий, в конце пробега захватываются ядрами атомов ткани, что сопровождается «микровзрывом» - вылетом набора частиц (нейтронов, протонов, альфа-)
Благодаря особенности взаимодействия с тканями широко используются в лучевой терапии
№30 слайд
Содержание слайда: α-частицы (ядра атомов гелия, 4He – 2 протона+2 нейтрона)
Альфа-распад характерен для тяжелых элементов (урана, тория, плутония, полония и др. – всего 40 естественных и около 200 искусственных).
Периоды α-распада - от 10-7 с до 1017 лет , при этом кинетическая энергия α-частиц=2-9МэВ.
При альфа-распаде атомный номер уменьшается на 2, а массовое число на 4
№31 слайд
Содержание слайда: Взаимодействие альфа-частиц с веществом
Пробег альфа-частиц в воздухе не превышает 11 см, в мягких тканях человека – микроны. (Макс.энергия – 8,8 МэВ – распад 210Ро)
(Возможно ускорение до энергии в сотни МэВ, что приведет к увеличению длины пробега – использование в лучевой терапии)
Альфа-частицы относятся к числу плотно-ионизирующих частиц
№34 слайд
Содержание слайда: Взаимодействие с веществом
Бета частицы имеют разную энергию, поэтому их пробег в веществе неодинаков.
При взаимодействии с атомами среды бета-частицы отклоняются от своего первоначального направления, сильнее, чем альфа-частицы. Их путь в веществе представляет из себя ломаную линию.
Ионизирующая способность бета-частиц меньше, чем альфа-частиц.
При прохождении вблизи положительно заряженных ядер, бета-частицы тормозятся и теряют энергию в виде тормозного рентгеновского излучения.
№35 слайд
Содержание слайда: Заряженная частица испытывает электростатическое взаимодействие, (притягивается или отталкивается) с электронами или ядром атомов, мимо которых пролетает, и теряет при этом энергию.
Заряженная частица испытывает электростатическое взаимодействие, (притягивается или отталкивается) с электронами или ядром атомов, мимо которых пролетает, и теряет при этом энергию.
Частица с энергией 1 МэВ испытывает около 105 взаимодействий, пока не потеряет всю энергию.
Чем больше масса частицы, тем меньше она отклоняется от первоначального направления.
№37 слайд
Содержание слайда: Парадокс радиобиологии:
Большое несоответствие между малой величиной поглощенной энергии и выраженностью реакции биологического объекта
Н.В.Тимофеев-Ресовский
Пример: при облучении человека массой 70 кг в абсолютно смертельной дозе 10 Гр поглощается всего 167 калорий, что при переводе в тепловую энергию будет соответствовать нагреванию организма человека на 0,001 о С,
Скачать все slide презентации Ионизирующее излучение: основные термины, понятия, механизмы Типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом (механиз одним архивом:
-
Ионизирующее излучение: термины, понятия, механизмы
-
Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений
-
Механизм биологического действия ионизирующих излучений
-
Радиационная безопасность. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом
-
Коэффициент полезного действия механизма. Дома: 61 Повторить «золотое правило» механики. Познакомиться с понятием коэффициента полезного действия как основной характеристики рабочего механизма.
-
Основные стадии действия ионизирующих излучений
-
Основы теории передачи теплоты. Основные понятия и определения, механизмы переноса тепла. Теплопроводность
-
Типы ионизирующих излучений
-
Свойства радиоактивных веществ и ионизирующих излучений
-
«Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты»