Giáo trình - Lý sinh học - chương 9

Chương 9PHÓNG XẠ SINH HỌCI. Các nguồn tia phóng xạTrong tự nhiên, tia phóng xạ được chia thành hai loại sau: - Tia phóng xạ có bản chất là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn (λ
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình - Lý sinh học - chương 9Chương 9 PHÓNG XẠ SINH HỌCI. Các nguồn tia phóng xạ Trong tự nhiên, tia phóng xạ được chia thành hai loại sau: o- Tia phóng xạ có bản chất là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn (λ E2 − Eolượng thấp (gọi là Eo) sẽ phát ra tia Roentgen có tần số: γ = (9.1) (h: hằng số hPlanck)Khi đó tia Rơnghen sẽ có năng lượng: ⎛ C⎞ ⎜γ = ⎟ E = h.γ (9.2) λ⎠ ⎝C: Vận tốc ánh sáng và λ là bước sóng ánh sáng.Khi điện tử đập vào Anốt chỉ có 0,2% năng lượng phát ra tia Roentgen còn 99,8% nănglượng chuyển thành nhiệt, đốt nóng Anốt. Ống phóng tia Roentgen hoạt động dưới điện oáp 400KV, phát ra tia Roentgen có bước sóng ngắn nhất là 0,03 A còn trung bình là o0,06 A .1.2. Tia gamma (γ) o Tia gamma có λ ( P ) thành lưu huỳnh ( S) sẽ phát ra tia bêta âm theo 32 32Ví dụ: Sự phân rã của phốtpho 15 16phản ứng: →16 S + e − 32 32 15 P -Điện tử (e ) phát ra có năng lượng cực đại Emax=1,7MeV. Trên thực tế để tính năng lượng () 1trong phân rã β- người ta qui ước lấy giá trị năng lượng trung bình E bằng năng 3 1lượng cực đại. Trong ví dụ trên ta có E = .1,7MeV≈0,57MeV. 3Điện tử mang điện tích âm và chuyển động với vận tốc 3 vạn km/giây.- Phân rã bêta dương (β+): Khi hạt nhân nguyên tử thừa proton, nó sẽ chuyển về trạngthái ổn định bằng cách chuyển proton thành notron và phát ra pozitron (e+), gọi là phân rãbêta dương kèm theo thể notrino (γ) theo phản ứng: p→ n + e+ + γ ( P ) thành Silic ( Si) sẽ phát ra tia bêta dương theo 30 30Ví dụ: Sự phân rã của phốtpho 15 14phản ứng: P →14 Si + e + + γ 30 30 15Pozitron có khối lượng bằng khối lượng điện tử và mang điện tích dương. So với điện tửthì pozitron rất không bền, nó rất dễ kết hợp với điện tử (gọi là sự hủy cặp) và phát ra hailượng tử gamma có năng lượng 0,51MeV.2.3.Proton (p) Năm 1919, Rutherford phát hiện ra hiện tượng hạt α đi qua môi trường không khí đãlàm xuất hiện hạt proton theo phản ứng: α + 14 N →17 O + p(proton ) 7 8Proton chính là hạt nhân của nguyên tử hydro (H+), mang điện tích dương.2.4.Notron (n) Notron và proton là thành phần cấu trúc nên hạt nhân nguyên tử. Notron là thể trunghòa điện (tức không mang điện tích) và có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng của proton. ()Nguồn notron thu được khi dùng hạt α bắn phá các nguyên tử nhẹ như Bery 9 Be theo 4phản ứng: α + 9 Be →12 C + n (notron ) 4 6Các hạt notron có E đạt vài MeV gọi là notron nhanh, E nằm trong khoảng10KeV→500KeV gọi là notron trung gian, ENgoài ra còn dùng đơn vị Culông trên kg (C/kg) với công thức qui đổi 1C/kg không khí= 3876R.- Liều hấp thụ phóng xạ (Radiation absorbed dose: Ký hiệu là Rad): Rad dùng để tínhliều hấp thụ đối với tất cả các tia phóng xạ. Rad là liều hấp thụ 100ec bởi 1 gam vật chấtkhi bị chiếu bởi bất kỳ tia phóng xạ nào.Công thức qui đổi: 1ec=0,625.1012eV- Đơn vị Gray (ký hiệu là Gy): Gray là liều hấp thụ 1J/kg môi trường vật chất khi bịchiếu bất kỳ tia phóng xạ nào.Công thức qui đổi: 1Gy=100Rad- Liều tương đương: Cùng một năng lượng hấp thụ như nhau nhưng lại chiếu các tiaphóng xạ có bản chất khác nhau thì sẽ gây ra đối với người và động vật có vú những hiệuứng sinh học khác nhau. Nguyên nhân là do các tia phóng xạ có hiệu ứng sinh học tươngđối (HUSHTĐ) như sau: Tia phóng xạ HUSHTĐ 1. Tia γ hay tia X 1 2. Tia bêta (β) 1 3. Notron chậm và notron nhiệt 5 4. Notron nhanh 10 5. Proton 10 6. Tia anpha (α) 10-20Đơn vị của liều tương đương là Rem.(Roentgen Equivalent for Man)Rem là liều lượng của bất kỳ tia phóng ...