A termeszétes radioaktivitás

Tartalom Természetes radioaktivitás felfedezése Becquerel, Curie, Rutherford Természetes radioaktív sugárzás tulajdonságai Természetes radioaktív sugárzás típusai α,β,γ Radioaktív családok Fizikai mennyiségek aktivitás, felezési idő, bomlástörvény Sugárzás detektálása Dozimetria

Kérdések Ki fedezte fel az új sugárzást? Mit nevezünk természetes radioaktív sugárzásnak? Milyen összetevőkre bontható a radioaktív sugárzás? Milyen tulajdonságú a felfedezett sugárzás? Mit nevezünk radioaktív családoknak? Mi az aktivitás? Mi a felezési idő? Mi a bomlástörvény? Mi az átlagos élettartam? Milyen eszközökkel lehet kimutatni a sugárzást? Milyen dózisok használatosak?

A radioaktivitás felfedezése Antoine Henri Becquerel Az uránérc előzetes besugárzás nélkül is bocsátott ki bizonyos sugarakat, amelyek a fényhez hasonló nyomot hagytak a fényképezőlemezen. Antoine Henri Becquerel 1852-1908

A radioaktivitás felfedezése Marie Curie és Pierre Curie Felfedezték a polóniumot és a rádiumot Megfigyelték, hogy az új sugárzás független a sugárzó elem fizikai és kémiai állapotától Radioaktív sugárzás:előzetes energiaközlés nélkül bekövetkező sugárzás Marie Curie 1867-1934 Pierre Curie 1859-1906

A radioaktivitás felfedezése Ernest Rutherford A radioaktív anyagból kilépő sugarakat elektromos mezőbe vezette, a sugárzás három összetevőjét figyelte meg. - + Ernest Rutherford 1871-1937

A sugárzás tulajdonságai külső hatás nélkül keletkezik erőssége az elem mennyiségétől függ fizikai és kémiai változások nem befolyásolják kémiai hatása van, megfeketíti a filmet ionizáló hatása van élő sejteket károsítja fluoreszkálást, foszforeszkálást okoz

A radioaktív sugárzás típusai α-sugárzás: nagy sebességű He 2+- ionokból áll, ionizáló hatása legnagyobb, áthatoló képessége a legkisebb β-sugárzás: közel fénysebességű elektronokból áll, ionizáló hatása kisebb, áthatoló képessége nagyobb γ-sugárzás: nagy frekvenciájú elektromágneses hullám,ionizáló hatása legkisebb,áthatoló képessége legnagyobb

A radioaktív sugárzás típusai A sugárzások áthatolóképessége: α: levegőben néhány centiméter β: levegőben néhány méter γ: levegőben néhány száz méter

Radioaktív családok A radioaktivitás a sugárzó atomok belső átalakulásának következménye. α-sugárzáskor a rendszám 2-vel, tömegszám 4-gyel csökken β-sugárzáskor a rendszám 1-gyel nő, tömegszám nem változik A radioaktív elemek családokba sorolhatók, melyben egymást követő bomlások sorozata játszódik le,míg egy stabil izotóp keletkezik.

A bomlást leíró fizikai mennyiségek Aktivitás: időegységre eső bomlások száma jele: A mértékegysége: Bq λ:bomlásállandó N:a t idő múlva jelenlévő bomlatlan atomok száma Felezési idő: az az idő, amely alatt az atommagok fele elbomlik jele: T1/2

A bomlást leíró fizikai mennyiségek Bomlástörvény: N (t) :a t időpillanatban jelenlévő bomlatlan atommagok száma N (0) : kezdeti bomlatlan atommagok száma Átlagos élettartam: A bomlásállandó reciproka.

Radioaktivitás észlelése Wilson-féle ködkamra A kamrában alkohol telített gőze van, a sugárforrásból kilépő részecskék ionokat hoznak létre, körülöttük a gőz lecsapódik. Charles Thomson Wilson 1869-1959

Radioaktivitás észlelése Geiger-Müller számláló – GM-cső anód: W-szál katód:Cu-henger Anód-katód közötti feszültség:500-2000V Töltőanyag: szerves oldószer gőze, nemesgáz A belépő radioaktív részecskék ionokat hoznak létre a gázokban, ez áramlökést hoz létre. Hans Geiger 1882-1945

Radioaktivitás észlelése Szcintillációs detektor Nagy energiájú sugárzás, vagy részecskék hatására fényvillanás következik be. NaI-kristály Tl-mal szennyezve Félvezető detektor Sugárzás hatására a kristály vezetőképessége rövid időre megnő. Szilárdtest-nyomdetektor Sugárzás hatására a kristályszerkezet torzul.

Dozimetria Fizikai dózisok 1.Elnyelt dózis Tömegegységre vonatkoztatott elnyelt energia Jele:D Mértékegysége: J/kg, Gy 2.Elnyelt dózisteljesítmény Az elnyelt dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége:

Dozimetria 3. Besugárzási dózis Jele: X Mértékegysége: 1Gy=29,4mC/kg ΔQ: a Δm tömegű levegőben keltett ionok töltésösszege 4. Besugárzási dózisteljesítmény A besugárzási dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége: C/kgs

Dozimetria Biológiai dózisok 1.Dózisegyenérték Jele: H Mértékegysége: Sv 1Sv=1J/kg H=DQN D: elnyelt dózis Q: sugárzás típusára jellemző faktor N: sugárzás körülményeire jellemző állandó 2.Elnyelt dózis K:dózisállandó A:aktivitás l:besugárzott anyag távolsága

Sugárterhelés hatásai A sugárdózis átlag értéke mSv/év-ben(Svédország) Dozimetria Sugárterhelés hatásai A sugárdózis átlag értéke mSv/év-ben(Svédország) D (mSv) Hatások 200 Küszöbdózis orvosilag kimutatható, tünetmentes 750-1000 Kritikus dózis rosszullét 1000-2000 Vérképző szervek zavarai 4000 Félhalálos dózis Az 50%-a orvosi kezelés hiányában meghal 6000 Halálos dózis

Kérdések Ki fedezte fel az új sugárzást? Mit nevezünk radioaktív sugárzásnak? Milyen összetevőkre bontható a radioaktív sugárzás? Milyen tulajdonságú a felfedezett sugárzás? Mit nevezünk radioaktív családoknak? Mi az aktivitás? Mi a felezési idő? Mi a bomlástörvény? Mi az átlagos élettartam? Milyen eszközökkel lehet kimutatni a sugárzást? Milyen dózisok használatosak?