Notiuni de Fizica Radiatiilor_1

7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1

1/35

Noiuni de fzica radiaiilor

2014


2/35

Generaliti

Generarea radiaiei, transportul iinteracia cu materia sunt procese fzice:

dei radiaia nu poate f vzut sau simit, eapoate f oarte bine descris i cuantifcat dinpunct de vedere fzic

ea poate f determinat cu precizie olosindmi!loace e"perimentale adecvate#


3/35

$uprins

%tructura atomului

&adioactivitatea'ipuri de radiaii ionizante(nteracia radiaiei cu materia


4/35

%tructura atomului

)tomul este alctuit din nucleu i*nveli electronic#

Nucleul la r+ndul lui este alctuit dinparticule mai mici: protoni ineutroni#

rotonii-neutronii .nucleonii/alctuiesc nucleul#

Numrul protonilor este eal cunumrul electronilor#

Nucleul are sarcin pozitiv eal ca

mrime cu a electronilor dar de semncontrar, apt pentru care atomul esteneutru din punct de vedere electric#

Atomul

Electroni Nucleoni


5/35

%tructura atomului

Numrul de protoni .electroni/ dinnucleu, notat cu , constituienumrul atomic#

asa electronului este mult maimic dec+t a protonului#

asa neutronului eal cu cea aprotonului 31u#a#t#

asa atomului, ), este eal cu

masa protonilor-neutronilor deci deapt cu numrul de protoni-neutroni#


6/35

%tructura atomului

lectronii raviteaz *n !urul atomului pe orbitali# 5iecare orbital corespunde unui anumit nivel de enerie#

entru a *ndeprta un electron din nucleu trebuiec6eltuit o anumit enerie numit enerie de letur# )ceast enerie este mai mare pentru straturile

interioare i scade rapid spre straturile e"terioare# 7n sc6imb eneria proprie electronilor este mai mare la

electronii de pe straturile e"terioare#


7/35

)'89


8/35

neria de letur a electronului


9/35

'ipuri de radiaii

Radiaii

Neionizante

Ionizante

Direct ionizante

(particule ncrcate)

Indirect ionizante

(particule fr sarcin electric)


10/35

&adiaia ionizant

nerie sufcient pentru a rupeleturile moleculare i a ionizaatomul .scoate un electron sauadu unul atomului neutru, dinpunct de vedere electric/#

;a lua astel natere un ion./#

(onul va aecta leturile c6imice# ?ac ionul aecteaz .fe direct, fe

indirect/ molecule critice, cum ar f)?N>ul, rezultatul ar putea f

lezarea, mutaia sau moarteacelulei#


11/35

&adiaia ionizant

$+nd pacientul este e"pus la radiaii @, milioane de otoni trec printrupul lui#

)cetia pot deteriora prin ionizare orice molecul# ?eteriorarea )?N>ul din cromozomi are o importan deosebit#

?e cele mai multe deteriorarea )?N>ului este reparat imediat, dar,uneori o poriune dintr>un cromozom poate f modifcat permanent.spunem c apare o mutaie/# )cest lucru poate duce *n timp laormarea unei tumori maline#

erioada de laten *ntre e"punerea la radiaii @ i dianosticarea clinica tumorei poate f de mai muli ani#

&iscul de a f o tumor produs de o anumit doz de radiaii @ poate f

estimat, din acest motiv este important s cunoatem dozele primite depopulaie prin dieritele proceduri de radiodianostic#


12/35

'ipuri de radiaii ionizante

&adiaia direct ionizant > eneria este depus de

particul *n mod direct *n materie .electroni, protoni >toate particulele *ncrcate electric/#

&adiaia indirect ionizant >particula primar transereneria particulei secundare, care la r+ndul su vadetermina ionizarea .radiaii @,radiaii ama, neutroni >

toate particulele r sarcin electric/#


13/35

&adioactivitatea

&adiaile sunt o parte esenial a vieii de zi cu zi# ?e la natere, suntem e"pui la radiaii de razele cosmice, de

elementele radioactive e"istente *n sol, *n materiale deconstrucii i c6iar *n alimentele i buturile pe care leconsumm#

?e apt, c6iar i corpul uman conine cantiti mici de substaneradioactive .*n orm de radioizotopi de potasiu, cesiu i radiu/#9n corp de adult tipic emite apro"imativ 24#000 radiaii ammape minut, ceea ce reprezint o cantitate oarte mic de radiaii#


14/35

&adioactivitatea

Nu numai c radiaiile sunt o parte esenial a vieii noastredar acestea sunt olosite pentru a o *mbunti#

)cesta este rolul prestatorilor de servicii medicale de autiliza radiaiile ionizante *n medicin efcient astel *nc+t sma"imizeze benefciul i s minimizeze riscul#

$u toate aceste poteniale benefcii utilizarea radiaiilor este*nsoit de un risc ca multe alte benefcii ale vieii umane# ?e e"emplu, atunci c+nd o persoan mere cu maina la

pia pentru a cumpra alimente, elAea are un risc mic de aintra *n coliziune cu alt autove6icul# $u toate acestea,benefciul mere la maazin pentru a cumpra alimentebenefciul find mai mare dec+t riscul de a intra *n coliziunecu o alt main# &adiaiile aduc benefcii e"ist deasemenea, un risc mic asociat cu utilizarea acestora#

$el mai important lucru este meninerea cov+ritoare abenefciilor *n deavoarea riscurilor#


15/35

$are este motivul pentru care oamenii de tiin i proesionitiidin domeniul medical vorbesc despre radiaiile ionizante *n zilelenoastreB Ci care este motivul pentru care noi discutm acestsubiectB Numrul de teste medicale care olosesc radiatiiionizante este *n cretere *n *ntreaa lume# 8ranizaia Naiunilor9nite $omitetul tiinifc pentru eectele radiaiilor )tomiceD9N%$)& 200EF estimeaz c la nivel mondial se ac anualaproape ,H miliarde de e"aminri cu radiaii @#

"ist un risc atunci c+nd radiaiile sunt utilizate pentrudianostic sau tratamentul unor boli#

&adiaiile @ enerate de mainile care ne a!ut s vedem *ninteriorul corpului uman oer o surs de e"punere la radiaii,care este *n plus a de la radiaiile ionizante prezente *n !urulnostru#

)ceste maini produc ascicule de radiaii @ de enerii iintensiti dierite# &iscul variaz *n uncie de eneria i intensitatea radiaiilor @

olosite, de v+rsta i se"ul persoanei, de partea corpului e"pusi de ali actori, cum ar f istoricul de cancer al amilieipersoanei e"puse#


16/35

%>a dovedit c radiaiile ionizante sunt duntoare *n doze mari# Nu este siur dac nu e"ist pre!udicii directe de la doze mult

mai mici de radiaii ionizante, care sunt utilizate *n testelemedicale pentru dianostic *n situaii controlate# ste importants se *nelea aptul c riscul ca pote varia *n uncie de doz#

%>a demonstrat c riscul variaz pentru dierite rupuri deoameni# entru persoanele *n v+rst, riscul este relativ mic#entru copiii i emeile tinere, riscul este probabil mai mare#

8amenii de tiin cred, de asemenea, c riscul este cumulativ#)sta *nseamn c e"ist un risc mai mare pentru persoanele

e"puse de mai multe ori# )r trebui amintit aptul c, at+t timp c+t persoana va avea unbenefciu *n urma e"punerii .cu alte cuvinte, testul este!ustifcat/, cel mai probabil, benefciile depesc cu multriscurile#


17/35

&adioactivitatea

'ipuri de radioactivitate: &adioactivitatea natural

?atorit proprietilor fzice inerente, un nucleu s>ar puteas nu fe stabil i s fe dispus s suere o transormarenuclear#

&adioactivitatea artifcial

'ransormarea are loc *n mod artifcial datorit intervenieiomului .activarea unor nuclizi, reacii de fsiune sau uziune/#


18/35

%urs de radiaii

8rice emitor de radiaii ionizante, inclusiv oricematerial radioactiv i orice dispozitiv enerator deradiaii ionizante#


19/35

%urs *nc6is

SURS RADIOACTIV A CREI STRUCTUR ESTE

ASTFEL NCT S PREVIN, N CONDIII NORMALEDE UTILIZARE, ORICE DISPERSIE N MEDIU AMATERIALELOR RADIOACTIVE CONINUTE


20/35

%urs desc6is

O SURS RADIOACTIV CARE NUNDEPLINETE CONDIIA DIN DEFINIIADE MAI SUS.


21/35

&adiaia ionizant

&adioactivitatea este 9N) din sursele pentru producerea radiaieiionizante#

?epune *n materie o cantitate de enerie care este sufcientpentru a determina ruperea unor leturi c6imice#

8 particul de radiaie deseori depune enerie *n mai multe locuri> fe *n mod direct, fe pe calea ormrii unor alte particule#


22/35

'ipuri de radiaii ionizante

ascicule de radiaii @ i ama I otoni

ascicule de radiaii beta > electronii > sarcina neativ ascicule de neutroni ascicule de protoni > sarcina pozitiv particule ala i particule *ncrcate rele#


23/35

'ipuri de dezinterri:

2 protoni+2 neutroni

particulealfa(nuclee de heliu) - grea, sarcin pozitiv

dubl, interacioneaz puternic cu ateria!

"ezintegrarea alfa#


24/35


particule beta

particule beta ($electron) - particul u%oar,

interacioneaz lent, parcurs relativ ic!

"ezintegrarea beta#


25/35


radiaie gaa & fotoni (radiaie

electroagnetica)

"ezintegrarea gaa#


26/35

5otonii

Mici pachete de energie


27/35

'ubul de radiaii @ pentru producerea de radiaii@ !oase i medii


28/35

&adiaia @ caracteristic

rocesul *ncepe cu scoaterea prin ionizare a unui electron, *nprincipal de pe nivelul J .este posibil i de pe , ,K/#

lectronii de pe nivelele sau coboar pe locul vacant

creat pe nivelul J# ?ierena de enerie este emis ca otoni# oate avea loc o succesiune de tranziii de electroni *ntre

nivelele de enerie#

neria otoniloremii este caracteristic atomului respectiv#

&adiaia @ caracteristic reprezint numai c+teva procentedin radiaia @ produs *n tub#


29/35

roducerea radiaiei @ de r+nare

&adiaiile @ din ascicul sunt produse *n principal prin procesul der+nare a electronilor#

$u c+t este mai mare numrul atomic al intei, cu at+t mai mareeste randamentul de producere#

$u c+t este maimare eneria incident a electronului, cu at+t maimare este probabilitatea de producere a radiaiei @#

?e la o anumit enerie a electronului, probabilitatea de enerarea radiaiei @ scade cu creterea eneriei electronului#


30/35

(nteracia radiaiei @ cu materia

rincipalele tipuri de interacie ale otonilor cumateria sunt:

*mprtierea coerent eectul otoelectric eectul $ompton

ormare de perec6i


31/35

7mprtierea coerent

)pare c+nd un oton de mic enerie e"cit un atom, rpierdere net de enerie#

Nu are nici o contribuie la doz# a eneria radiaiei @ utilizate *n radiodianostic contribuia

*mprtierii coerente la interacia cu materia este de circa LM#


32/35

ectul otoelectric

)pare c+nd un oton este absorbit total de un electron de peun nivel interior .puternic leat/#

$a urmare a eneriei primite electronul este scos de pe orbit emisie de otoelectroni atomul rm+ne cu sarcin pozitiv# ocul rmas vacant este ocupat de un electron de pe un nivel

e"terior iar e"cesul de enerie este emis sub orm deradiaie caracteristic sau electroni )uer#

5otoelectronii au eneria eal cu dierena dintre eneriaotonului absorbit i eneria de letur a electronului emis#


33/35

ectul $ompton

7mprtierea $ompton apare la interacia otonilor cu electroniislab leai de pe nivele e"terioare#

?in interacie rezult un oton cu eneria mai mic dec+t aotonului incident emis la un un6i a de direcia de micarea

otonului incident, cu at+t mai mic cu c+t eneria otonuluiincident este mai mare i un electron de recul care preia eneriapierdut de oton#

lectronul are enerie ma"im c+nd otonul de rezultat dininteracie este retro*mprtiat .este emis la 1E00a de direciade micare a celui incident/#

)tomul rm+ne ionizat pozitiv# robabilitatea de apariie a eectului $ompton esteproporional cu #


34/35

7mprtierea $ompton

)re eecte asupra:O calitii imainii

O dozei absorbite de pacient

O cantitii de radiaii @ *mprtiate din *ncperea *n care

se ace e"punerea#


35/35

5ormarea de perec6i

roducerea de perec6i apare c+nd otonul interacioneazcu nucleul atomului#

5otonul dispare i apare o perec6e pozitron>electron cueneria de repaus eal cu 0,L11e;#

neria de praa acestei interacii este de 1,022e;# )ceste interacii conteaz numai la eneriile oarte mari ale

otonilor produi *n acceleratorii de particule#

Date post:	01-Mar-2018
Category:	Documents
Upload:	kostyx
View:	232 times
Download:	0 times

Notiuni de Fizica Radiatiilor_1

Documents