Радиацияның биологиялық әсері және әсер ету механизмдері. Радиоактивтілік. Рентгендік сәулелену және дозиметрия

Тақырыбы: Радиацияның биологиялық әсері және әсер ету механизмдері. Радиоактивтілік. Рентгендік сәулелену және дозиметрия.

Сабақтың мақсаты: радиациялық сәулелер және олардың тірі организмге биологиялық әсерін; сәуледен қорғанудың әдістерін білу. Рентген сәулелерінің пайда болу табиғатын және радиацияның қауіптілік деңгейін оқып үйрену.

Тақырыптың негізгі сұрақтары:

1. Рентгендік сәуле шығару құбылысы
2. Радиоактивтілік ыдырау заңы
3. Сәулелену дозалары
4. Рентгендік томография, флюрография және рентгеноскопияның диагностикалық қолданылуы
5. Иондық сәуленің ағзаға әсері

Ақпаратты-дидактикалық бөлім

Рентген сәулелер ұзындығы 80-нен 10-5  - ке дейінгі электромагниттік толқындарды айтамыз. Ұзын толқынды рентген сәулелері қысқа толқынды ультракүлгін сәулелермен, ал қысқа толқынды –ұзын толқынды гамма сәулелермен жабылады. Рентген сәулелер қозу жағдайына қарай тежелген және сипаттамалық болып бөлінеді.

Рентген сәулелердің таралу көзі ретінде екі электродтан тұратын вакуумді құрал рентгендік түтік қолданылады (1 сурет). Жылытатын катод 1  электрондар 4 шығарады. Анодтың  2 қисықтық беті болады, ол пайда болған рентгендік сәулені 3 түтікке белгілі бір бұрышпен бағыттайды. [pic 2]

Анод электрондардың соққысынан туындаған жылуды ұстайтын жылу өткізгіш материалдан жасалады.  Анодтың бетіне кейбір жағдайда су немесе май жағылады. Жұмыс жасалғанда екі жағдайды ескеру қажет: бір жағынан электрондар анодтың бір жеріне ғана түсу керек, екінші жағынан қызып кетпес үшін электрондар әртүрлі бөліктерге таралу керек.

Атом ядросы мен заттың атомдық электронындағы электростатикалық өрісте электрондардың тежелуінің нәтижесінде рентген сәуленің тежелуі туады. Заряд қозғалысқа түскенде магнит өрісі пайда болады, оның индукциясы электрондардың жылдамдығына байланысты.

1. сурет

        Тежелген кезде магнит индукциясы кемиді, Максвелл теориясына сәйкес электромагниттік толқын пайда болады. Электрондар тежелгенде энергияның бір бөлігі рентген сәуленің фотонын тудыруға кетсе, ал қалғаны анодты жылытуға жұмсалады. Рентген түтігінде кернеуді арттыра отырып рентген сәуленің сипаттамасына сәйкес келетін тұтас спектрінде сызықтарды көруге болады.Ол үдемелі электрондар атомның ішіне түпкілікті кіріп сыртқы қабаттардан электрондарды ыршытып шығарады. Бос орындарға жоғарғы қабаттардан электрондар өтеді де, қорытындысында фотоннның сипаттамалық сәулесі көрінеді. Оптикалық спектрлерге қарағанда сипаттамалық рентген спектрлерінде түрлі атомдар бірдей типті болып келеді. Иондық сәулелерге бөлшектер және электромагниттік кванттар: рентген және гамма сәулелер; альфа, бетта және т.б.. Иондық сәулелер затпен өзара әсерлескенде атомдар мен молекулалардың иондалуына әкеледі.

Радиоактивті ыдыраудың негізгі типтері:

 Альфа-ыдырау – ядроның [pic 3]-бөлшекті бөліп шығара отырып түрленуі.

 Альфа- ыдыраудың схемасы: [pic 4] ,                (1)

мұндағы Х және  Y – ыдырауға дейінгі және кейінгі ядролардың символдары.

 Бета-ыдырау – ядроның ішінде нейтрон мен протонның өзара түрлендіруінен туындайды.[pic 5]- ыдыраудың үш түрі бар:

1. Электрондық немесе[pic 6]- - ыдырау, немесе ядродан ыршып шыққан [pic 7]- - бөлшек  (электрон). [pic 8]- бөлшектің энергиясы 0-ден  Еmax-ге дейінгі мәндерді қабылдайды.  

[pic 9] - бөлшек бөлінгендегі  энергия   [pic 10]- бөлшек пен  нейтрино немесе антинейтрино.[pic 11]- - ыдыраудың схемасы:     [pic 12],                       (2)