35. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

Взаимодействия рентгеновского излучения с веществом определяются соотношением между энергией кванта рентгеновского излучения и работой ионизации атома (А_и).

А_и – это работа, необходимая для отрыва от атома электрона и превращения его в электрически заряженный ион.

Если , то возникает упругое рассеяние, частота и длина волны не изменяются (при столкновении с атомом рентгеновское излучение меняет только направление).

Если , , то энергия падающего кванта расходуется на ионизацию атома и на кинетическую энергию электрона (вследствие ионизации атома меняется структура молекул).

Если , , то вещество ионизируется и появляется вторичное рентгеновское излучение ( > , < ).

36. В

результате взаимодействия рентгеновского излучение с веществом интенсивность рентгеновский лучей уменьшаетсяя позакону Бугера-Ламберта:

,

где – интенсивность падающего на

вещество рентгеновского излучения;

–интенсивность рентгеновского

Рис. 46 излучения, прошедшего через вещество;

–толщина вещества;

–линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения веществом.

, .

~ ,

где – плотность биотканей;

–длина волны рентгеновского излучения;

Z – порядковый номер атома вещества.

Z_Ca=20, Z_P = 15, Z_O = 8, Z_H = 1.

Кости значительнее поглощают рентгеновские лучи, чем мягкие ткани, поэтому на рентгеновском снимке более светлые.

Если исследуемый орган и окружающие ткани одинаково ослабляют рентгеновское излучение, то применяют специальные контрастные вещества. Например, сульфат бария для желудка и кишечника.

37. Методы рентгеновской диагностики

1. Рентгенография – получение изображения внутренних органов на фотопленке.

фотопленка

2. Флюорография – это рентгенография на малоформатных пленках

Метод рентгеноструктурного анализа включает исследования характеристических спектров, на основе которых проводят качественный и количественный анализ структуры веществ. Этим методом Дж. Уотсон и Ф. Крик установили структуру ДНК и были удостоены Нобелевской премией.

Рентгеноструктурный анализ, основанный на дифракции рентгеновских лучей, используют для исследования лекарственных и биологически активных веществ. Перспективы использования этого метода в фармации связаны с идентификацией кристаллических лекарственных веществ, их полиморфных модификаций, с поиском новых комплексных координационных соединений для создания новых медицинских препаратов и биостимуляторов, с исследованием элементного и фазового состава неорганических и органических лекарственных веществ.

38. Элементы радиационной физики. Основы дозиметрии

Ядерная физика занимается изучением атомных ядер. Ядра состоят из протонов и нейтронов , называемых нуклонами.

Размер (диаметр) атома d_a ~ , размер ядра d_я ~ .

Символика обозначения ядра: , где

Z – число протонов в ядре (порядковый номер элемента в таблице Менделеева);

A – массовое число (количество нуклонов в ядре): A=Z+N ;

N – количество нейтронов в ядре: N=A – Z . .

Изотопы – ядра с одинаковым количеством протонов (Z) и различным количеством нейтронов (N).

Массы ядер принято измерять в атомных единицах массы (а.е.м.), выбранных таким образом, что масса изотопа углерода в точности равна 12.000 а.е.м.

протон q = 1,6^.10^-19 Кл m_p = 1,007 а.е.м.

нейтрон q =0 Кл m_n = 1,008 а.е.м.

Энергия связи ядра – энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на нуклоны:

Энергия связи ядра измеряется в МэВ (мегаэлектронвольтах):

1 МэВ = 10⁶ эВ = 10^{6 .}1,6 ^. 10 ^{– 19} Дж = 1,6 ^. 10 ^{– 13} Дж.

Дефект массы ():

Радиоактивность – способность некоторых ядер самопроизвольно распадаться с испусканием других ядер и элементарных частиц.

Основные типы радиоактивности

1. - распад – распад ядер, который сопровождается испусканием -частиц (ядер атома гелия ):

Пример: .

2. - распад – самопроизвольное превращение протонов и нейтронов внутри ядра.

a) электронный ():

(антинейтрино)

Пример:  .

б) позитронный ():

(нейтрино)

Пример: .

в) е – захват – захват электрона с ближайшей орбиты:

.

Пример: .

3. - излучение – это фотон очень высокой энергии (коротковолновое электромагнитное излучение с длинной волны м).

-квант энергии возникает при переходе ядра из возбужденного состояния (энергия Е₂) в невозбужденное (энергия Е₁):

.

Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность

Закон радиоактивного распада выражает зависимость нераспавшихся ядер от времени:

N – количество нераспавшихся ядер в

момент времени t;

N₀ – количество ядер в начальный момент времени;

–постоянная радиоактивного распада Рис. 47. График закона радиоактивного распада

Период полураспада (Т) – время, в течении которого распадается половина ядер радиоактивного образца.

Если t = Т, то .

Активность (А) – скорость радиоактивного распада (количество распадов за единицу времени).

А=.

Единицы измерения: СИ [А] = Бк (беккерель);

внесистемная [А] = Ки (кюри). 1 Ки = 3,7 ^. 10¹⁰ Бк.