Promieniotwórczość naturalna i sztuczna
BETA
Ten układ i zadania są w wersji testowej. Wkrótce pełny kurs będzie zawierał je w dopracowanej formie.
Promieniotwórczość naturalna i sztuczna
Typy promieniowania, rozpad jądrowy, aktywność i dawka, półokres, źródła naturalne/sztuczne, zastosowania i bezpieczeństwo
📹 Lekcja wideo
📜 Notatki – Promieniotwórczość
1) Pojęcia podstawowe
- • Promieniotwórczość – samorzutna przemiana jąder niestabilnych w bardziej stabilne z emisją cząstek/fotonów.
- • Aktywność \(A\) (Bq) – liczba rozpadów na sekundę; \(1\ \mathrm{Bq} = 1\ \mathrm{s^{-1}}\).
- • Dawka pochłonięta (Gy) – energia/masa; dawka skuteczna (Sv) uwzględnia rodzaj promieniowania i tkanki.
2) α, β⁻, β⁺, γ – penetracja i osłony
- • α (He²⁺): mały zasięg, zatrzymuje kartka/powietrze, silnie jonizujące.
- • β⁻ (e⁻) / β⁺ (poz.) – przenika kilka mm; osłony: aluminium, plastik.
- • γ (foton): duża przenikliwość; ołów/beton.
3) Równania rozpadu
- • α: \( \ _Z^AX \rightarrow \ _{Z-2}^{A-4}Y + \ _2^4\mathrm{He} \)
- • β⁻: \( \ _Z^AX \rightarrow \ _{Z+1}^{A}Y + e^- + \bar{\nu}_e \)
- • β⁺: \( \ _Z^AX \rightarrow \ _{Z-1}^{A}Y + e^+ + \nu_e \) (lub wychwyt \(K\): \( e^- + \ _Z^AX \rightarrow \ _{Z-1}^{A}Y + \nu_e \)).
- • γ: emisja fotonu po wzbudzeniu jądra (A i Z bez zmian).
4) Półokres i prawo rozpadu
- • Półokres \(T_{1/2}\): czas, gdy \(N\) maleje do \(N/2\). Zależności: \( N(t)=N_0\left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}} \), \( A(t)\propto N(t) \).
- • Nie zależy od temperatury/ciśnienia/chemii (dla rozpadu jądrowego).
5) Naturalne
- • Radon (Rn), serie uranu/toru; kosmiczne; potas-40 w organizmie; skały.
6) Sztuczne
- • Źródła medyczne (RTG, CT, radioterapia), przemysł, reaktory/synteza, izotopy w badaniach.
7) Zastosowania izotopów
- • Diagnostyka (PET – \(β^+\), Tc-99m – \(γ\)), terapia (I-131 – \(β^-\)).
- • Śledzenie (znaczniki), sterylizacja (γ), datowanie (C-14).
8) Detektory i jednostki
- • Licznik Geigera-Müllera, scyntylatory, dozymetry.
- • Bq – aktywność; Gy – dawka pochłonięta; Sv – dawka skuteczna.
9) Bezpieczeństwo (ALARA)
- • Czas ↓, odległość ↑, osłony (ołów, beton, plexi); dawki graniczne; oznakowanie.
10) Reakcje jądrowe
- • Rozszczepienie (fission): np. U-235 + n → fragmenty + 2–3 n + energia (reakcja łańcuchowa; moderator, pręty kontrolne).
- • Synteza (fusion): np. D + T → He-4 + n + energia (wysokie T, plazma).
