Transcript Radioaktivnost

RADIOAKTIVNOST
jezgra emitira zračenje ili čestice
Prirodna
Umjetna
A > 200
Može se stvoriti
od bilo kojeg izotopa
92 prirodno
radioaktivna elementa
12 umjetno stvorenih
elemenata
340 prirodnih radionuklida
1 100 umjetno proizvedenih radionuklida
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
RADIOAKTIVNOST
RADIOAKTIVNOST
a raspad
b- raspad
b+ raspad
g raspad
K
uhvat
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
VRSTE
RADIOAKTIVNOST
- emisija helijeve jezgre (a čestica)
Domet :
238
92
4
U  234
Th
+
90
2 He
235
92
4
U  231
Th
+
90
2 He
- u zraku 2-8 cm,
- u tkivu ovisi (razmjeran) o energiji ionizacijskog
zračenja, do nekoliko mikrometara (mala prodornost)
- ilustracija: list običnog papira će zadržati alfa
zračenje/čestice
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
a raspad
RADIOAKTIVNOST
...ili emisija elektrona iz jezgre
Primjeri:
Raspad ugljika:
Raspad neutrona:
14
6
1
0
C
14
7
-
N +e + ν
n  11 p + e- + ν
Domet – nevelik, ovisi o energiji
- u zraku je maksimalno 10 m
- u tkivu 0,3 - 0,7 cm, maksimalno 1 cm (prodornost mala,
ali znatno veća od alfa zračenja)
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
b- raspad
RADIOAKTIVNOST
..ili pozitronski, emisija pozitrona iz jezgre
Primjer:
Pozitronski raspad ugljika:
11
6
C 115 B+ e+ + ν
Uzrok pozitronskog raspada je raspad protona:
1
1
p  01 n + e+ + ν
Domet - u zraku, oko 10, prodornost ista kao b - česticama
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
b+ raspad
RADIOAKTIVNOST
Promjena nuklida bez promjene masenog i rednog broja
Emisija energije – g zračenje ili emisija g kvanta (fotona)
Domet - oko 100 m, ali pojedine zrake, koje nastaju kao posljedica
fisije pri eksploziji atomske bombe, mogu imati domet 2-3 km
(prodornost velika)
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
g raspad
RADIOAKTIVNOST
- pretvorba nuklida bez raspada jezgre
U određenim uvjetima jezgra privuče elektron iz K ljuske.
Primjer:
57
27
-
Co + e 
57
26
Fe
pri čemu se događa proces:
1
1
p + e-  01 n + ν
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
K uhvat ili elektronski uhvat
- statistički proces
- vjerojatnost raspada ne ovisi o vremenu (čekanja)
dN
AN
dt
aktivnost
Broj (prvobitni) jezgara
radioaktivnog nuklida
Konstanta raspada
Brzina
raspadanja
A  Bq
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADANJA
Mjerna jedinica – bekerel (1 raspad u 1s)
dN
N
dt
dN
 - dt
N
N
t
dN
N N  - 0  dt
0
ln N - ln N0  - t
N
ln
 - t
N0
N  N0 e
- t
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
-
ZAKON
RADIOAKTIVNOG
RASPADANJA
.. je vrijeme T1/2 u kojem se raspadne polovica
početne količine radioaktivnog izotopa.
N  N0 e -  t
N0
 N 0 e - T1 / 2
2
1
 e - T1 / 2
2
2e
 T1 / 2
T1/ 2 
ln 2

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
VRIJEME POLURASPADA
- jedinica - gray (grej) 1 Gy
Apsorbirana je doza od 1 Gy ako se energija od 1 J apsorbira u 1 kg tvari
UČINAK ZRAČENJA NA ŽIVO TKIVO
-opisuje se faktorom Q.
- definira se:
EKVIVALENTNA DOZA umnožak apsorbirane doze i Q
Jedinica za ekvivalentnu dozu je sievert (Sv).
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
APSORBIRANA DOZA
više od 10 Sv - izaziva tešku bolest i smrt u nekoliko tjedana
2-10 Sv primljenih u kratkom roku izaziva smrt s vjerojatnošću od 50%.
1 Sv primljen u kratkom roku izazvao bi radijacijsku bolest (mučninu, gubitak
kose), ali najvjerojatnije ne i smrt.
50 mSv godišnje je najmanja doza za koju postoje dokazi da izaziva rak.
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
PRIMJERI UČINAKA ZRAČENJA NA ŽIVO TKIVO
Kozmičko zračenje pri komercijalnom
letu avionom
Rendgen pluća
Razina
mSv
Vrijeme
izloženosti
0,001
sat
0,06
akutno
Rendgen zuba (panoramski)
0,09
akutno
Godišnja doza kozmičkog zračenja
na morskoj razini
Godišnja doza od umjetnih izvora
(podatak za SAD)
Mamografija
0,27
godišnje
0,66
godišnje
0,70
akutno
Rendgen abdomena
1,2
akutno
CT glave
2
akutno
Nakon Fukushima I incidenta
u neposrednoj blizini reaktora
Doza koju su primali neki od specjalaca
koji su gasili reaktor Chernobyla
1000
sat
200 000
sat
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
aktivnost
Godišnja (prosječna) ekvivalentna doza zračenja po čovjeku je oko 3,5 mSv.
Doprinose joj
- udisanje radona 2 mSv
- ostali radionuklidi uneseni u tijelo 0,39 mSv
- Zemljino zračenje 0,28 mSv
- kozmičko zračenje 0,28 mSv
Procjena – udio u ukupnoj dozi od prirodnih izvora je do 3 mSv , a od
umjetnih izvora do 0,5 mSv
Ukupna doza od umjetnih izvora proračunata je prema prosječnoj izloženosti
medicinskom zračenju, korištenju raznih aparata, te doprinosu od testiranja
nuklearnog oružja i rada nuklearnih elektrana. Najveći doprinos u toj stavci
daje medicinsko zračenje.
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
KOLIKO SMO OZRAČENI?