ملخص: الإشعاع واستخداماته ومشكلاته. تأثير الإشعاع على صحة الإنسان

يستخدم الإشعاع الإشعاعي على نطاق واسع في تشخيص وعلاج الأمراض.

يتم استخدام تشخيص النويدات المشعة أو، كما يطلق عليها، طريقة الذرة الموسومة لتحديد أمراض الغدة الدرقية (باستخدام النظير 131I). تتيح لك هذه الطريقة أيضًا دراسة توزيع الدم والسوائل البيولوجية الأخرى وتشخيص أمراض القلب وعدد من الأعضاء الأخرى.

العلاج بأشعة جاما هو طريقة لعلاج السرطان باستخدام إشعاع جي. لهذا الغرض، يتم استخدام منشآت خاصة في أغلب الأحيان، تسمى بنادق الكوبالت، حيث يتم استخدام 66 Co كنظائر باعثة. إن استخدام إشعاع جاما عالي الطاقة يجعل من الممكن تدمير الأورام العميقة، في حين أن الأعضاء والأنسجة الموجودة سطحيًا تخضع لتأثيرات أقل تدميراً.

كما يستخدم العلاج بالرادون: حيث تستخدم المياه المعدنية التي تحتوي على منتجاتها للتأثير على الجلد (حمامات الرادون)، وعلى أعضاء الجهاز الهضمي (الشرب)، وعلى أعضاء الجهاز التنفسي (الاستنشاق).

تُستخدم جسيمات ألفا مع تدفق النيوترونات لعلاج السرطان. يتم إدخال العناصر إلى الورم، والتي تسبب نواة تحت تأثير تدفق النيوترونات التفاعل النوويمع تكوين الإشعاع:

.

وهكذا، تتشكل جسيمات ألفا ونواة الارتداد في جزء العضو الذي يحتاج إلى التعرض.

في الطب الحديث، يتم استخدام الأشعة السينية الصلبة التي يتم إنتاجها في المسرعات ولها طاقة كمية عالية (تصل إلى عدة عشرات من MeV) لأغراض التشخيص.

أجهزة قياس الجرعات

أدوات قياس الجرعات، أو مقاييس الجرعات،تسمى أجهزة قياس الجرعة إشعاعات أيونيةأو الكميات المتعلقة بالجرعة.

من الناحية الهيكلية، تتكون مقاييس الجرعات من كاشف للإشعاع النووي وجهاز قياس. وعادة ما يتم تدرجها في وحدات الجرعة أو معدل الجرعة. وفي بعض الحالات، يتم توفير إنذار للتجاوز تعيين القيمةمعدل الجرعة.

اعتمادًا على الكاشف المستخدم، هناك التأين، والتألق، وأشباه الموصلات، ومقاييس الجرعات الضوئية، وما إلى ذلك.

يمكن تصميم مقاييس الجرعات لقياس جرعات أي منها نوع معينالإشعاع أو تسجيل الإشعاع المختلط.

تسمى مقاييس الجرعات لقياس جرعة التعرض للأشعة السينية والإشعاع g أو قوتها أجهزة قياس الأشعة السينية.

وعادة ما يستخدمون غرفة التأين ككاشف. تتناسب الشحنة المتدفقة في دائرة الكاميرا مع جرعة التعرض، والتيار يتناسب مع قوتها.

يتم اختيار تركيبة الغاز في غرف التأين، وكذلك مادة الجدران التي تتكون منها، بطريقة تحقق ظروفًا مماثلة لامتصاص الطاقة في الأنسجة البيولوجية.

كل مقياس جرعات فردي عبارة عن غرفة أسطوانية صغيرة مشحونة مسبقًا. نتيجة التأين، يتم تفريغ الغرفة، والتي يتم تسجيلها بواسطة مقياس كهربائي مدمج فيها. تعتمد مؤشراته على جرعة التعرض للإشعاع المؤين.

هناك مقاييس الجرعات التي تكون كاشفاتها عبارة عن عدادات غاز.

لقياس النشاط أو التركيز النظائر المشعةاستخدام الأجهزة التي تسمى مقاييس الإشعاع.

عام المخطط الهيكليلجميع مقاييس الجرعات يشبه ذلك الموضح في الشكل 5. يتم تنفيذ دور المستشعر (محول القياس) بواسطة كاشف الإشعاع النووي. يمكن استخدام أدوات المؤشر والمسجلات والعدادات الكهروميكانيكية وأجهزة إنذار الصوت والضوء كأجهزة إخراج.

أسئلة التحكم

1. ما يسمى النشاط الإشعاعي؟ تسمية أنواع النشاط الإشعاعي وأنواعه الاضمحلال الإشعاعي.

2. ما يسمى الاضمحلال؟ ما هي أنواع الاضمحلال ب الموجودة؟ ما هو الإشعاع ز؟

3. اكتب القانون الأساسي للتحلل الإشعاعي. اشرح جميع الكميات المدرجة في الصيغة.

4. ما هو ثابت الاضمحلال؟ نصف الحياة؟ اكتب صيغة تتعلق بهذه الكميات. اشرح جميع الكميات المدرجة في الصيغة.

5. ما هو تأثير الإشعاع المؤين على الأنسجة البيولوجية؟

7. إعطاء تعريفات وصيغ للجرعات الممتصة والتعرضية والمكافئة (البيولوجية). الإشعاع الإشعاعي، وحدات القياس الخاصة بهم. اشرح الصيغ.

8. ما هو عامل الجودة؟ على ماذا يعتمد عامل الجودة؟ أعط قيمها للإشعاعات المختلفة.

9. ما هي طرق الحماية من الإشعاعات المؤينة الموجودة؟

1. الإجراءات البيولوجية. الإشعاع الإشعاعي له تأثير ضار على الخلايا الحية. وترتبط آلية هذا العمل بتأين الذرات وتحلل الجزيئات داخل الخلايا أثناء مرور الجزيئات السريعة الشحنة. الخلايا في حالة النمو والتكاثر السريع حساسة بشكل خاص لتأثيرات الإشعاع. يستخدم هذا الظرف لعلاج الأورام السرطانية.

لأغراض العلاج، يتم استخدام الأدوية المشعة التي تنبعث منها الإشعاع، حيث أن الأخير يخترق الجسم دون إضعاف ملحوظ. عندما لا تكون جرعات الإشعاع عالية جدًا، تموت الخلايا السرطانية، دون أن يحدث أي ضرر كبير لجسم المريض. تجدر الإشارة إلى أن العلاج الإشعاعي للسرطان، مثل العلاج بالأشعة السينية، ليس بأي حال من الأحوال علاجًا عالميًا يؤدي دائمًا إلى الشفاء.

تسبب الجرعات الكبيرة المفرطة من الإشعاع الإشعاعي مرضًا شديدًا لدى الحيوانات والبشر (ما يسمى بمرض الإشعاع) ويمكن أن تؤدي إلى الوفاة. في الجرعات الصغيرة جدًا، يكون للإشعاع، وخاصة الإشعاع، تأثير محفز على الجسم. ويرتبط هذا بالتأثير العلاجي للإشعاع المياه المعدنيةتحتوي على كميات صغيرة من الراديوم أو الرادون.

2. المركبات المتوهجة. تتوهج المواد المضيئة تحت تأثير الإشعاع الإشعاعي (راجع الفقرة 213). وبإضافة كمية صغيرة جدًا من ملح الراديوم إلى مادة مضيئة (على سبيل المثال، كبريتيد الزنك)، يتم تحضير الدهانات المضيئة بشكل دائم. عند تطبيق هذه الطلاءات على موانئ الساعات والعقارب والمناظير وما إلى ذلك، فإنها تجعلها مرئية في الظلام.

3. تحديد عمر الأرض. الكتلة الذرية للرصاص العادي المستخرج من الخامات التي لا تحتوي على عناصر مشعة هي . كما يظهر في الشكل. 389، الكتلة الذريةالرصاص المتكون نتيجة اضمحلال اليورانيوم يساوي . تبين أن الكتلة الذرية للرصاص الموجودة في بعض معادن اليورانيوم قريبة جدًا من . ويترتب على ذلك أن هذه المعادن في وقت التكوين (التبلور من الصهر أو المحلول) لم تكن تحتوي على الرصاص؛ وكل الرصاص الموجود في هذه المعادن يتراكم نتيجة تحلل اليورانيوم. وباستخدام قانون التحلل الإشعاعي، يمكنك تحديد عمره بناءً على نسبة كميات الرصاص واليورانيوم الموجودة في المعدن (انظر التمرين 32 في نهاية الفصل).

يتم قياس عمر المعادن ذات الأصول المختلفة التي تحتوي على اليورانيوم والتي يتم تحديدها بهذه الطريقة بمئات الملايين من السنين. أقدم المعادن عمرها أكثر من 1.5 مليار سنة.

تشعيع جسيمات الإشعاع الرادون

لقد تعلم الناس استخدام الإشعاع للأغراض السلمية مستوى عالالأمان، مما سمح لنا برفع جميع الصناعات تقريبًا إلى مستوى جديد.

إنتاج الطاقة باستخدام محطات الطاقة النووية. من جميع الصناعات النشاط الاقتصاديالطاقة البشرية لها التأثير الأكبر على حياتنا. الحرارة والضوء في المنازل، وتدفقات المرور وتشغيل الصناعة - كل هذا يتطلب الطاقة. هذه الصناعة هي واحدة من الأسرع نموا. وعلى مدى 30 عاما، زادت القدرة الإجمالية لوحدات الطاقة النووية من 5 آلاف إلى 23 مليون كيلووات.

قليل من الناس يشككون في أن الطاقة النووية قد اتخذت مكانا قويا في هذا المجال توازن الطاقةإنسانية.

دعونا نفكر في استخدام الإشعاع في الكشف عن العيوب. يعد اكتشاف عيوب الأشعة السينية وأشعة جاما أحد أكثر استخدامات الإشعاع شيوعًا في الصناعة للتحكم في جودة المواد. طريقة الأشعة السينيةغير مدمر، بحيث يمكن بعد ذلك استخدام المادة التي يتم اختبارها للغرض المقصود منها. يعتمد اكتشاف عيوب الأشعة السينية وأشعة جاما على قدرة اختراق الأشعة السينية وخصائص امتصاصها في المواد.

يستخدم إشعاع جاما التحولات الكيميائيةعلى سبيل المثال، في عمليات البلمرة.

ولعل من أهم الصناعات النامية هو الطب النووي. الطب النووي هو فرع من فروع الطب يرتبط باستخدام التقدم فيزياء نووية، على وجه الخصوص، النظائر المشعة، الخ.

اليوم، يتيح الطب النووي دراسة جميع أجهزة الأعضاء البشرية تقريبًا ويستخدم في طب الأعصاب وأمراض القلب والأورام والغدد الصماء وأمراض الرئة وغيرها من مجالات الطب.

تُستخدم طرق الطب النووي لدراسة تدفق الدم إلى الأعضاء، واستقلاب الصفراء، ووظيفة الكلى والمثانة والغدة الدرقية.

من الممكن ليس فقط الحصول عليها صور ثابتة، ولكن أيضًا تراكب الصور التي تم الحصول عليها في نقاط زمنية مختلفة لدراسة الديناميكيات. تُستخدم هذه التقنية، على سبيل المثال، في تقييم وظائف القلب.

في روسيا، يتم بالفعل استخدام نوعين من التشخيص باستخدام النظائر المشعة بنشاط - التصوير الومضي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. إنها تسمح لك بإنشاء نماذج كاملة لوظيفة العضو.

يعتقد الأطباء أن الإشعاع عند الجرعات المنخفضة له تأثير محفز، حيث يقوم بتدريب نظام الدفاع البيولوجي البشري.

تستخدم العديد من المنتجعات حمامات الرادون، حيث يكون مستوى الإشعاع أعلى قليلاً منه الظروف الطبيعية.

وقد لوحظ أن من يأخذ هذه الحمامات تحسنت أدائه وهدأت أعصابه. الجهاز العصبي، تشفى الإصابات بشكل أسرع.

تشير الأبحاث التي أجراها علماء أجانب إلى أن معدل الإصابة والوفيات الناجمة عن جميع أنواع السرطان أقل في المناطق ذات الإشعاع الطبيعي العالي (معظم البلدان المشمسة تشمل هذه البلدان).

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

عمل جيدإلى الموقع">

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://allbest.ru

عمل الدورة

حول الموضوع: "النشاط الإشعاعي. استخدام النظائر المشعة في التكنولوجيا"

مقدمة

1. أنواع الإشعاع الإشعاعي

2. أنواع أخرى من النشاط الإشعاعي

3. اضمحلال ألفا

4. اضمحلال بيتا

5. اضمحلال جاما

6. قانون الاضمحلال الإشعاعي

7. سلسلة مشعة

9. استخدام النظائر المشعة

مقدمة

النشاط الإشعاعي هو تحول النوى الذرية إلى نوى أخرى، يرافقه انبعاث جسيمات مختلفة والإشعاع الكهرومغناطيسي. ومن هنا اسم الظاهرة: في الراديو اللاتيني - يشع، activus - فعال. هذه الكلمة صاغتها ماري كوري. عندما تتحلل نواة غير مستقرة - نويدات مشعة - يخرج منها جسيم أو أكثر من الجسيمات عالية الطاقة بسرعة عالية. ويسمى تدفق هذه الجسيمات الإشعاع المشع أو ببساطة الإشعاع.

الأشعة السينية. كان اكتشاف النشاط الإشعاعي مرتبطًا بشكل مباشر باكتشاف رونتجن. علاوة على ذلك، اعتقدوا لبعض الوقت أن هذه هي نفس النوع من الإشعاع. أواخر القرن التاسع عشر بشكل عام، كان غنيًا باكتشاف أنواع مختلفة من "الإشعاعات" غير المعروفة سابقًا. في ثمانينيات القرن التاسع عشر فيزيائي إنجليزيبدأ جوزيف جون طومسون في دراسة وسائل الإعلام الأولية شحنة سالبةوفي عام 1891، أطلق الفيزيائي الأيرلندي جورج جونستون ستوني (1826-1911) على هذه الجسيمات اسم الإلكترونات. أخيرًا، في ديسمبر، أعلن فيلهلم كونراد رونتجن عن اكتشاف نوع جديد من الأشعة، أطلق عليه اسم الأشعة السينية. حتى الآن يطلق عليها ذلك الاسم في معظم البلدان، لكن في ألمانيا وروسيا تم قبول اقتراح عالم الأحياء الألماني رودولف ألبرت فون كوليكر (1817-1905) لتسمية الأشعة بالأشعة السينية. يتم إنشاء هذه الأشعة عندما تصطدم الإلكترونات التي تطير بسرعة في الفراغ (أشعة الكاثود) بعائق ما. ومن المعروف أنه عندما تصطدم أشعة الكاثود بالزجاج، فإنه ينبعث منه ضوء مرئي - توهج أخضر. واكتشفت الأشعة السينية أنه في نفس الوقت كانت بعض الأشعة الأخرى غير المرئية تنبعث من البقعة الخضراء على الزجاج. حدث هذا عن طريق الصدفة: في غرفة مظلمة، توهجت شاشة قريبة مغطاة بمادة رباعي سيانوبلاتينات الباريوم، تمت إضافتها في 05/03/2014

معلومات عن الإشعاع الإشعاعي. تفاعل جسيمات ألفا وبيتا وجاما مع المادة. بناء النواة الذرية. مفهوم الاضمحلال الإشعاعي. ملامح تفاعل النيوترونات مع المادة. عامل الجودة ل أنواع مختلفةإشعاع.

الملخص، تمت إضافته في 30/01/2010

بنية المادة، أنواع الاضمحلال النووي: اضمحلال ألفا، اضمحلال بيتا. قوانين النشاط الإشعاعي، تفاعل الإشعاع النووي مع المادة، التأثير البيولوجيإشعاعات أيونية. خلفية الإشعاع, الخصائص الكميةالنشاط الإشعاعي.

الملخص، تمت إضافته في 04/02/2012

الخصائص الفيزيائية النووية والنشاط الإشعاعي العناصر الثقيلة. تحويلات ألفا وبيتا. جوهر إشعاع جاما. التحول الإشعاعي. أطياف إشعاع جاما المتناثرة من الوسائط المختلفة رقم سري. فيزياء الرنين المغناطيسي النووي.

تمت إضافة العرض بتاريخ 15/10/2013

الإشعاعات النووية المؤينة ومصادرها وتأثيراتها البيولوجية على أعضاء وأنسجة الكائن الحي. خصائص التغيرات المورفولوجية في الجهازية و المستويات الخلوية. تصنيف عواقب التعرض البشري، عوامل الحماية من الإشعاع.

تمت إضافة العرض في 24/11/2014

أعمال إرنست رذرفورد. النموذج الكوكبي للذرة. اكتشاف إشعاعات ألفا وبيتا، ونظير الرادون قصير العمر وتكوين نظيرات جديدة العناصر الكيميائيةأثناء تحلل العناصر المشعة الكيميائية الثقيلة. تأثير الإشعاع على الأورام.

تمت إضافة العرض في 18/05/2011

الأشعة السينية هي موجات كهرومغناطيسية يقع طيفها بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما. تاريخ الاكتشاف المصادر المخبرية: أنابيب الأشعة السينيةمسرعات الجسيمات. التفاعل مع المادة والتأثيرات البيولوجية.

تمت إضافة العرض في 26/02/2012

مفهوم وتصنيف العناصر المشعة. معلومات أساسية عن الذرة. خصائص أنواع الإشعاع الإشعاعي وقدرته على الاختراق. نصف عمر بعض النويدات المشعة. مخطط لعملية الانشطار النووي الناجم عن النيوترونات.

تمت إضافة العرض بتاريخ 2014/02/10

إشعاع جاما - موجة قصيرة الاشعاع الكهرومغناطيسي. على مقياس موجات كهرومغناطيسيةحدودها على الصعب الأشعة السينية، تحتل مساحة أكبر ترددات عالية. إشعاع جاما له طول موجي قصير للغاية.

الملخص، أضيف في 11/07/2003

خصائص أنواع الإشعاع الجسيمي والفوتون والبروتون والأشعة السينية. ملامح تفاعل جزيئات ألفا وبيتا وجاما مع مادة مؤينة. جوهر تشتت كومبتون وتأثير تكوين زوج الإلكترون والبوزيترون.

- 111.31 كيلو بايت

مقدمة 3

1 النشاط الإشعاعي 5

1.1 أنواع الانحلال الإشعاعي والإشعاع 5

1.2 قانون الاضمحلال الإشعاعي 7

الإشعاع 8

1.4 تصنيف مصادر الإشعاع المشع والنظائر المشعة 10

2 التقنيات التحليلية المعتمدة على قياسات النشاط الإشعاعي 12

2.1 الاستخدام النشاط الإشعاعي الطبيعيفي التحليل 12

2.2 تحليل التنشيط 12

2.3 طريقة تخفيف النظائر 14

2.4 المعايرة الإشعاعية 14

3 تطبيقات النشاط الإشعاعي 18

3.1 تطبيق الكاشفات المشعة في الكيمياء التحليلية 18

3.2 تطبيق النظائر المشعة 22

الاستنتاج 25

قائمة المصادر المستخدمة26

مقدمة

نشأت طرق التحليل المعتمدة على النشاط الإشعاعي خلال عصر تطور الفيزياء النووية والكيمياء الإشعاعية والتكنولوجيا النووية، وتُستخدم الآن بنجاح في مختلف التحليلات، بما في ذلك الصناعة والخدمة الجيولوجية.

المزايا الرئيسية للطرق التحليلية القائمة على قياس الإشعاع المشع هي عتبة الكشف المنخفضة للعنصر الذي تم تحليله والتنوع الواسع. يتمتع تحليل النشاط الإشعاعي بأدنى عتبة كشف على الإطلاق بين جميع الطرق التحليلية الأخرى (10 -15 جم). وميزة بعض الطرق الإشعاعية هي التحليل دون تدمير العينة، وميزة الطرق التي تعتمد على قياس النشاط الإشعاعي الطبيعي هي سرعة التحليل. تكمن إحدى الميزات القيمة لطريقة القياس الإشعاعي لتخفيف النظائر في إمكانية تحليل خليط من العناصر ذات الخصائص الكيميائية والتحليلية المماثلة، مثل الزركونيوم - الهافنيوم، النيوبيوم - التنتالوم، إلخ.

ترجع المضاعفات الإضافية في التعامل مع الأدوية المشعة إلى الخصائص السامة للإشعاع المشع، والتي لا تسبب رد فعل فوريًا في الجسم وبالتالي تعقد الاستخدام في الوقت المناسب. التدابير اللازمة. وهذا يعزز الحاجة إلى الالتزام الصارم باحتياطات السلامة عند التعامل مع الأدوية المشعة. في الحالات الضرورية، يتم العمل بالمواد المشعة بمساعدة ما يسمى بالمتلاعبين في غرف خاصة، ويبقى المحلل نفسه في غرفة أخرى، محميًا بشكل موثوق من تأثيرات الإشعاع المشع.

تستخدم النظائر المشعة في الطرق التحليلية التالية:

1. طريقة الترسيب في وجود عنصر مشع؛
2. طريقة تخفيف النظائر؛
3. المعايرة الإشعاعية.
4. تحليل التنشيط
5. تعريفات مبنية على قياسات النشاط الإشعاعي للنظائر الموجودة بشكل طبيعي.

في الممارسة المعملية، يتم استخدام المعايرة الإشعاعية بشكل نادر نسبيًا. ويرتبط تطبيق تحليل التنشيط باستخدام مصادر قوية للنيوترونات الحرارية، وبالتالي فإن هذه الطريقة لا تزال محدودة الاستخدام.

في هذا العمل بالطبعوينظر في الأسس النظرية لطرق التحليل التي تستخدم ظاهرة النشاط الإشعاعي وتطبيقها العملي.

1 النشاط الإشعاعي

1.1 أنواع الانحلال الإشعاعي والإشعاع

النشاط الإشعاعي هو تحول تلقائي (اضمحلال) لنواة ذرة عنصر كيميائي يؤدي إلى تغير في مكوناتها العدد الذريأو تغير في العدد الكتلي . ومع هذا التحول للنواة، ينبعث الإشعاع المشع.

يعود تاريخ اكتشاف النشاط الإشعاعي إلى عام 1896، عندما اكتشف أ. بيكريل أن اليورانيوم يصدر إشعاعًا تلقائيًا، والذي أسماه الإشعاع (من الراديو - ينبعث والتنشيط - الفعال).

يحدث الإشعاع الإشعاعي أثناء التحلل التلقائي للنواة الذرية. عدة أنواع من الاضمحلال الإشعاعي والإشعاعي
إشعاع.

رع → رن + هو؛

U → ث + α (هو).

وفقًا لقانون الإزاحة الإشعاعية، ينتج عن اضمحلال ألفا ذرة عددها الذري وحدتان وكتلتها الذرية أقل بأربع وحدات من الذرة الأصلية.

2) β-التحلل. هناك عدة أنواع من تحلل β: تحلل β الإلكتروني؛ بوزيترون β الاضمحلال. K- انتزاع. في الاضمحلال الإلكتروني، على سبيل المثال،

القص → Y + β - ;

ف → S + β - .

يتحول النيوترون الموجود داخل النواة إلى بروتون. عندما ينبعث جسيم سالب الشحنة، يزداد العدد الذري للعنصر بمقدار واحد، ولكن الكتلة الذرية تبقى دون تغيير تقريبًا.

أثناء تحلل البوزيترون β، يتم إطلاق جسيم بوزيترون (β +) من النواة الذرية، ثم يتحول إلى نيوترون داخل النواة. على سبيل المثال:

نا → ني + β +

عمر البوزيترون قصير، لأنه عندما يصطدم بالإلكترون يحدث الفناء، مصحوبًا بانبعاث الكمات.

في عملية التقاط K، تلتقط نواة الذرة إلكترونًا من غلاف إلكتروني قريب (من غلاف K) ويتم تحويل أحد بروتونات النواة إلى نيوترون.
على سبيل المثال،

ك + ه - = ع + الجهد العالي

ويمر أحد إلكترونات الغلاف الخارجي إلى مكان حر في الغلاف K، ويصاحب ذلك انبعاث أشعة سينية صلبة.

3) الانقسام التلقائي. إنه نموذجي للعناصر الجدول الدوري D.I Mendeleev مع Z> 90. أثناء الانشطار التلقائي، تنقسم الذرات الثقيلة إلى شظايا، والتي عادة ما تكون العناصر الموجودة في منتصف جدول L.I Mendeleev. يحد الانشطار التلقائي واضمحلال ألفا من إنتاج عناصر ما بعد اليورانيوم الجديدة.

يُطلق على تدفق جسيمات α و β إشعاع α و β على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، فإن إشعاع جاما معروف. هذه تذبذبات كهرومغناطيسية ذات طول موجي قصير جدًا. من حيث المبدأ، فإن إشعاع جاما قريب من الأشعة السينية الصلبة ويختلف عنه في أصله داخل النواة. يحدث إشعاع الأشعة السينية أثناء التحولات في الغلاف الإلكتروني للذرة، وينبعث إشعاع جاما من الذرات المثارة الناتجة عن الاضمحلال الإشعاعي (α و β).

نتيجة للتحلل الإشعاعي، يتم الحصول على العناصر التي يجب وضعها، وفقًا لشحنة النوى (الرقم التسلسلي)، في خلايا الجدول الدوري المشغولة بالفعل بواسطة عناصر لها نفس العدد الذري، ولكن كتلة ذرية مختلفة. هذه هي ما يسمى النظائر. بواسطة الخواص الكيميائيةويُنظر إليها بشكل عام على أنها لا يمكن تمييزها، لذلك عادة ما يتم التعامل مع خليط النظائر كعنصر واحد. ثبات التركيب النظائري في الأغلبية الساحقة التفاعلات الكيميائيةيُطلق عليه أحيانًا قانون ثبات التركيب النظائري. على سبيل المثال، البوتاسيوم في المركبات الطبيعية عبارة عن خليط من النظائر، 93.259% من 39 كلفن، 6.729% من 41 كلفن، و0.0119% من 40 كلفن (التقاط البوتاسيوم وتحلل بيتا). يحتوي الكالسيوم على ستة نظائر مستقرة أعداد جماعية 40، 42، 43، 44، 46 و48. في التفاعلات التحليلية الكيميائية والعديد من التفاعلات الأخرى، تظل هذه النسبة دون تغيير عمليًا، لذلك لا تستخدم التفاعلات الكيميائية عادةً لفصل النظائر. في أغلب الأحيان، يتم استخدام العمليات الفيزيائية المختلفة لهذا الغرض - الانتشار أو التقطير أو التحليل الكهربائي.

وحدة النشاط النظيري هي البيكيريل (Bq)، وتساوي نشاط النويدة في مصدر مشع يحدث فيه حدث اضمحلال واحد خلال ثانية واحدة.

1.2 قانون الاضمحلال الإشعاعي

يُطلق على النشاط الإشعاعي الذي يتم ملاحظته في النوى الموجودة في الظروف الطبيعية اسم النشاط الإشعاعي للنواة الذي يتم الحصول عليه من خلال التفاعلات النووية.

لا يوجد فرق جوهري بين النشاط الإشعاعي الاصطناعي والطبيعي. تخضع عملية التحول الإشعاعي في كلتا الحالتين لنفس القوانين - قانون التحول الإشعاعي:

إذا كان t = 0، فإن const = -lg N 0. أخيراً

حيث A هو النشاط في الوقت t؛ أ 0 – النشاط عند t = 0.

المعادلتان (1.3) و (1.4) تصفان قانون الانحلال الإشعاعي. في علم الحركة، تُعرف هذه بمعادلات التفاعل من الدرجة الأولى. يُشار عادةً إلى عمر النصف T 1/2 كخاصية لمعدل الانحلال الإشعاعي، والتي، مثل lect، هي خاصية أساسية للعملية التي لا تعتمد على كمية المادة.

عمر النصف هو الفترة الزمنية التي يتم خلالها كمية معينة مادة مشعةيتم تقليله بمقدار النصف.

تختلف فترات نصف العمر للنظائر المختلفة بشكل كبير. ويتراوح من حوالي 10 10 سنوات إلى أجزاء صغيرة من الثانية. بالطبع المواد التي يبلغ عمر النصف لها 10 - 15 دقيقة. أما الأصغر منها فيصعب استخدامها في المختبر. النظائر ذات عمر النصف الطويل جدًا غير مرغوب فيها أيضًا في المختبر، لأنه في حالة التلوث العرضي للأشياء المحيطة بهذه المواد، ستكون هناك حاجة إلى عمل خاص لتطهير الغرفة والأدوات.

1.3 تفاعل الإشعاع الإشعاعي مع المادة والعدادات

إشعاع

نتيجة لتفاعل الإشعاع المشع مع المادة، يحدث تأين وإثارة ذرات وجزيئات المادة التي يمر من خلالها. ينتج الإشعاع أيضًا تأثيرات ضوئية وصورية وكيميائية وبيولوجية. يسبب الإشعاع الإشعاعي عددًا كبيرًا من التفاعلات الكيميائية في الغازات والمحاليل والمواد الصلبة. وعادة ما يتم دمجها في مجموعة من التفاعلات الإشعاعية والكيميائية. ويشمل ذلك، على سبيل المثال، التحلل (التحلل الإشعاعي) للمياه مع تكوين الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين والجذور المختلفة التي تدخل في تفاعلات الأكسدة والاختزال مع المواد المذابة.

يسبب الإشعاع الإشعاعي تحولات كيميائية إشعاعية مختلفة للمركبات العضوية المختلفة - الأحماض الأمينية، والأحماض، والكحوليات، والإثيرات، وما إلى ذلك. يؤدي الإشعاع الإشعاعي المكثف إلى توهج الأنابيب الزجاجية وعدد من التأثيرات الأخرى المواد الصلبة. بناءً على دراسة تفاعل الإشعاع الإشعاعي مع المادة طرق مختلفةكشف وقياس النشاط الإشعاعي.

اعتمادا على مبدأ التشغيل، يتم تقسيم عدادات الإشعاع الإشعاعي إلى عدة مجموعات.

عدادات التأين. يعتمد عملها على حدوث التأين أو تفريغ الغاز الناتج عن التأين عند دخول الجزيئات المشعة أو الكميات إلى العداد. من بين العشرات من الأجهزة التي تستخدم التأين، تعتبر غرفة التأين وعداد جيجر-مولر الأكثر انتشارًا في مختبرات التحليل الكيميائي والكيمياء الإشعاعية.

بالنسبة لمختبرات الكيمياء الإشعاعية وغيرها، تنتج الصناعة وحدات عد خاصة.

عدادات الوميض. يعتمد تشغيل هذه العدادات على إثارة ذرات الوامض بواسطة الكميات أو جسيم مشع يمر عبر العداد. تعود الذرات المثارة إلى حالتها الطبيعية، وتطلق وميضًا من الضوء.

في الفترة الأولى من دراسة العمليات النووية، لعب العد الومض البصري دورًا مهمًا، ولكن تم استبداله لاحقًا بعداد جيجر-مولر الأكثر تقدمًا. حاليًا، أصبحت طريقة التلألؤ مستخدمة على نطاق واسع مرة أخرى باستخدام المضاعف الضوئي.

عدادات شيرينكوف. ويعتمد عمل هذه العدادات على استخدام تأثير شيرينكوف، والذي يتمثل في انبعاث الضوء عندما يتحرك جسيم مشحون في مادة شفافة، إذا زادت سرعة الجسيمات عن سرعة الضوء في هذا الوسط. إن حقيقة السرعة الفائقة للجسيم في وسط معين، بالطبع، لا تتعارض مع النظرية النسبية، لأن سرعة الضوء في أي وسط تكون دائمًا أقل منها في الفراغ. يمكن أن تكون سرعة حركة الجسيم في مادة ما أكبر من سرعة الضوء في هذه المادة، مع بقائها في نفس الوقت أقل من سرعة الضوء في الفراغ، وذلك بما يتوافق تمامًا مع النظرية النسبية. تُستخدم عدادات شيرينكوف للبحث عن جسيمات سريعة جدًا، وللبحث في الفضاء، وما إلى ذلك، حيث يمكن بمساعدتها تحديد عدد من الخصائص المهمة الأخرى للجسيمات (طاقتها، واتجاه حركتها، وما إلى ذلك).

1.4 تصنيف مصادر الإشعاع المشع و

النظائر المشعة

تنقسم مصادر الإشعاع المشع إلى مغلقة ومفتوحة. مغلق - يجب أن يكون محكم الغلق. مفتوح - أي مصادر إشعاعية متسربة يمكن أن تسبب تلوثًا إشعاعيًا للهواء والمعدات وأسطح الطاولات والجدران وما إلى ذلك.

عند العمل مع مصادر مختومة، تقتصر الاحتياطات اللازمة على الحماية من الإشعاع الخارجي.

مصادر الإشعاع المغلقة التي يزيد نشاطها عن 0.2 جرام مكافئ. يجب وضع الراديوم في أجهزة الحماية المزودة بجهاز تحكم عن بعد وتركيبه في غرف مجهزة خصيصًا.

وصف قصير

ترجع المضاعفات الإضافية في العمل مع الأدوية المشعة إلى الخصائص السامة للإشعاع المشع، والتي لا تسبب رد فعل فوري في الجسم وبالتالي تعقد تطبيق التدابير اللازمة في الوقت المناسب. وهذا يعزز الحاجة إلى الالتزام الصارم باحتياطات السلامة عند التعامل مع الأدوية المشعة. في الحالات الضرورية، يتم العمل بالمواد المشعة بمساعدة ما يسمى بالمتلاعبين في غرف خاصة، ويبقى المحلل نفسه في غرفة أخرى، محميًا بشكل موثوق من تأثيرات الإشعاع المشع.

محتوى

مقدمة 3
1 النشاط الإشعاعي 5
1.1 أنواع الانحلال الإشعاعي والإشعاع 5
1.2 قانون الاضمحلال الإشعاعي 7
1.3 تفاعل الإشعاع الإشعاعي مع المادة والعدادات
الإشعاع 8
1.4 تصنيف مصادر الإشعاع المشع والنظائر المشعة 10
2 التقنيات التحليلية المعتمدة على قياسات النشاط الإشعاعي 12
2.1 استخدام النشاط الإشعاعي الطبيعي في التحليل 12
2.2 تحليل التنشيط 12
2.3 طريقة تخفيف النظائر 14
2.4 المعايرة الإشعاعية 14
3 تطبيقات النشاط الإشعاعي 18
3.1 استخدام المواد المشعة الكيمياء التحليلية 18
3.2 تطبيق النظائر المشعة 22
الاستنتاج 25
قائمة المصادر المستخدمة26