Задание № 34. Радиоактивность (семинар)

Вопросы к занятию:

1. Строение ядер атомов. Ядерные силы и их свойства. От чего зависит устойчивость ядер?

2. Естественная и искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Методы получения радионуклидов. Бомбардировка ядер атомов другими ядрами и заряженными частицами. Нейтронная активация. Почему нейтронная активация идет эффективнее на медленных нейтронах?

3. Радиоактивный распад. Виды радиоактивного распада. Правила смещения. Энергетические спектры альфа-частиц и гамма-излучения как источ­ник информации о радионуклидном составе образца.

4. Примеры распада радионуклидов, определяющих основной характер радиоактивного заражения после аварии на ЧАЭС.

5. Основной закон радиоактивного распада, его вывод, смысл, входящих в него величин, его графическое отображение. Постоянная радиоактивного распада, период полураспада, средняя продолжительность жизни нуклидов и связь между ними.

6. Активность. Единицы измерения активности. Связь между системными и внесистемными единицами активности. Удельная объёмная, массовая и поверхностная активности, единицы их измерения.

7. Связь между активностью и массой радионуклидов.

8. Основные параметры, характеризующие взаимодействие ионизирующего излучения с веществом (линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний линейный пробег).

9. Особенности взаимодействия с веществом нейтронов, альфа- и бе­та-частиц и гамма-излучений. Принципы защиты от ионизирующих излучений.

10.  Радионуклидные методы диагностики. Гамма-хронография и гамма-топография.

11. Физические принципы лучевой терапии.

Решить задачи:

1. Определить радионуклид, который образуется в результате захвата нейтронов ядрами  и двух последующих b^– - распадов. Какова схема дальнейшего распада образовавшегося нуклида?

2. Записать реакцию распада . Почему загрязнение среды этим радионуклидом и его наличие в организме наиболее просто обнаружить? В чем сущность йодной профилактики?

3. Записать реакции распада  и . В чем состоят различия в накоплении этих радионуклидов в тканях организма? Наличие какого из них обнаруживается проще? Почему?

4. Постоянная радиоактивного распада нуклида 1,61×10^-6 с^-1. Найти его период полураспада и среднюю продолжительность жизни.

5. Определить постоянную радиоактивного распада радионуклида, если известно, что за 1 час его активность уменьшилась на 15%. Найти период полураспада.

6. В 1 см³ морской воды находится 10^-15 г ; период его полураспада 1622 года. Какое количество воды будет иметь активность в 1мКи?

7. Радиоактивный углерод  (период полураспада 5569 лет), находящийся в теле человека обладает активностью 2500 Бк. Определить его количество в граммах.

8. Допустимый уровень загрязнения рабочих помещений для бета-активных радионуклидов (кроме ) 2000 частиц/(см²×мин); для – в 5 раз меньше. Допустим ли уровень загрязнения поверхности с бета-активностью
50 Ки/км², если это загрязнение обусловлено только ; если –  и ?

9. При перевозках грузов в пределах санитарно-защитной зоны допустимое загрязнение поверхности контейнеров альфа-активными нуклидами не должно превышать 10 частиц/(см² ×мин). Найти допустимую активность поверхности контейнера в Ки/м².

10.  Найти число альфа-частиц, испускаемых за одну секунду , количество которого 1 г. 

11.  Удельная активность раствора ¹³¹I на 10 мая составляла 10 МБк/мл. Сколько миллилитров раствора надо было дать больному 18 мая, чтобы активность введенного объема раствора составила 500 кБк? Для йода –131 период полураспада Т_1/2=8,05 суток.

12. Сформулируйте и обоснуйте основные требования к радиофармпрепаратам.

13. Определить активность содержащегося в организме радия, если известно, что активность выделений (по радию) равна 600 расп/мин. Считать, что за сутки из организма выводится 0,01% содержащегося в нем радия.

14. Какой вид излучения следует выбрать для облучения небольшой опухоли, располагающейся на глубине 3 см – пучок электронов высокой энергии или гамма-излучение ⁶⁰Со? Почему?

Литература:

1. Конспект лекций.

2. Г.К. Ильич. Медицинская и биологическая физика. Ионизирующие излучения.

3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.