6. Вопросы для самоконтроля знаний Решить задачи: из представленного перечня

7. ЛИТЕРАТУРА

1.Конспект лекций.

2.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. вузов.– 2-е изд. испр.– М.: Высш. школа, 1996.–608 с.

3.Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике: Учебн. пособие.– 2-е изд., перераб. и доп. – М: Дрофа, 2001.– 192 с.

Министерство здравоохранения республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра медицинской и биологической физики

Методическая разработка

Для проведения занятия студентами

по

Медицинской и биологической физике

Практическое занятие по теме: «Рентгеновское излучение»

Время проведения занятия 135мин

1.Учебные и воспитательные цели, мотивация для усвоения темы, требования к исходному уровню знаний

Закрепить знания полученные на лекции по теме «Рентгеновское излучение». Использовать эти знания для решения задач по данной теме.

Исходный уровень знаний должен включать в себя:

1. Рентгеновское излучение, его природа.

2. Тормозное рентгеновское излучение.

3. Характеристическое рентгеновское излучение.

4. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом.

5. Аппарат рентгеновского излучения.

6. Аппаратные характеристики рентгеновского излучения

7. Слой половинного ослабления.

8. Защита от рентгеновского излучения.

9. Физические принципы рентгенодиагностики и рентгенотерапии.

10. Понятие о рентгеновской компьютерной томографии

В результате проведения занятия студент должен:

Знать: Рентгеновское излучение, его природу. Тормозное рентгеновское излучение. Характеристическое рентгеновское излучение. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Аппарат рентгеновского излучения. Аппаратные характеристики рентгеновского излучения. Слой половинного ослабления. Защита от рентгеновского излучения. Физические принципы рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Понятие о рентгеновской компьютерной томографии.

Уметь : уметь производить расчеты энергии излучения на основе теории рентгеновского излучения .

2.Контрольные вопросы из смежных дисциплин.

2.1.Понятие электромагнитной энергии.

3.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ.

3.1. Рентгеновское излучение, его природа.

3.2.Тормозное рентгеновское излучение.

3.3.Характеристическое рентгеновское излучение.

3.4.Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом.

3.5. Аппарат рентгеновского излучения.

3.6.Аппаратные характеристики рентгеновского излучения

3.7.Слой половинного ослабления.

3.8.Защита от рентгеновского излучения.

3.9.Физические принципы рентгенодиагностики и рентгенотерапии.

3.10.Понятие о рентгеновской компьютерной томографии

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ

Практическое занятие № 7 по теме «Рентгеновское излучение»

5. ХОД ЗАНЯТИЯ

5.1.ответить на вопросы по теме занятия

5.2.решить примеры

ЗАДАЧИ.

1. Почему тормозное рентгеновское излучение имеет сплошной спектр?

2. Почему спектр тормозного рентгеновского излучения имеет резкую границу со стороны корот­ких длин волн?

3. Почему увеличение напряжения, приклады­ваемого к рентгеновской трубке, приводит к умень­шению граничной длины волны спектра тормозного рентгеновского излучения?

4. В сплошном спектре тормозною рентгенов­ского излучения характеристические линии К-серии для вольфрама появляются только при напряжении на аноде примерно равном 70 кВ Чем это обуслов­лено?

5. Определить скорость электронов, падающих на антикатод рентгеновской трубки, если минимальная длина волны в сплошном спектре рентгеновских лучей 0,01 нм.

6. Энергия фотонов, соответствующих гранич­ной длине волны спектра тормозного рентгеновского излучения, 0,25 МэВ. Определить напряжение, при­ложенное к аноду трубки, и длину волны, на кото­рую приходится максимум интенсивности в рентге­новском спектре.

7. Какое излучение будет более жестким: рент­геновское, возникающее при напряжении 150 кВ, или у-излучение туллия (.Еу = 0,074 МэВ)?

8. Определить минимальную длину волны в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в ка­мере бетатрона до энергии 60 МэВ..

9. Электроны в катодном луче телевизионной трубки, достигнув экрана, внезапно останавливают­ся. Возникает ли при этом опасность поражения рентгеновскими лучами при просмотре телевизион­ных передач? Напряжение, подаваемое на трубку, считать равным 16 кВ.

10. Мощность тормозного рентгеновского излу­чения можно приближенно рассчитать по формуле: Р≈ IU²Z,10^-6 где I— ток в миллиамперах; U — на­пряжение в киловольтах; Z — атомный номер веще­ства анода. Определить коэффициент полезного дей­ствия рентгеновской трубки при напряжении 100кВ, если ее анод изготовлен из вольфрама.

11. Найдите границу тормозного рентгеновского излучения (час­тоту и длину волны) для напряжений U₁ = 2 кВ и U₂= 20 кВ. Во сколько раз энергия фотонов этих излучений больше энергии фотона, соответствующего λ = 760нм (красный цвет)?

12. В каком случае произойдет большее увеличение потока рент­геновского излучения: при увеличении вдвое силы тока, но сохранении напряжения или, наоборот, при увеличении вдвое напряжения, но сохранении силы тока? Как можно увеличить силу тока, не изменяя напряжения в рентгенов­ской трубке? Проанализируйте процессы, которые происхо­дят при изменении силы тока, при изменении напряжения.

13. Найдите поток рентгеновского излучения при U=10кВ, I = 1 мА. Анод изготовлен из вольфрама. Скольким фотонам в секунду соответствует этот поток, если допустить, что излучается электромагнитная волна, длина которой равна ³/2 oт длины волны, соответствующей границе спектра тор­мозного рентгеновского излучения.

14. Считая, ч то поглощение рентгеновского излучения не зави­сит от того, в каком соединении атом представлен в вещест­ве, определите, во сколко раз массовый коэффициент ос­лабления кости (Ca(РO₄ )₂) больше массового коэффициента ослабления воды.

15. Для рентгенодиагностики мягких тканей применяют контрастные вещества. Например, желудок и кишечник заполня­ют кашеобразной массой сульфата бария BaSO₄. Сравните массовые коэффициенты ослабления сульфата бария и мягких тканей (воды).

16. Почему при глубинных облучениях орга­низма на пути рентгеновских лучей ставят фильтры?

17. Одинаково ли будет ослаблено по всему диапазону длин волн неоднородное (немонохрома­тическое) рентгеновское излучение, прошедшее че­рез металлическую пластинку?

18. Вычислить толщину слоя половинного ослабления параллельного пучка γ-лучей Для воды, если линейный коэффициент ослабления равен 0,047 см-¹.

19. Бетонная плита толщиной 20 см уменьша­ет интенсивность узкого пучка γ-лучей кобальта (₂₇Со⁶⁰) в 16,5 раза. Определить линейный коэффи­циент ослабления и толщину слоя половинного ослабления для бетона.

20. Передняя стенка сейфа типа ССП, предна­значенного для хранения γ-активных веществ, име­ет толщину защитной свинцовой плиты 50 мм. Опре­делить, во сколько раз ослабляется γ –излучение с энергией фотонов 1,8 Мэв после прохождения этой свинцовой плиты.

21. На пути γ-лучей ставятся поочередно два свинцовых фильтра толщиной 3 и 5 см, интенсивнос­ти γ-лучей после фильтров соответственно относятся как 13:3,6. Определить коэффициент поглощения свинца и энергию γ-излучения.

22. Определить, сколько необходимо взять сло­ев половинного ослабления, чтобы интенсивность рентгеновского излучения уменьшилась в 100 раз.

23. Для защиты от γ-лучей с энергией фото­нов 2,4 Мэв использовался свинцовый экран толщи­ной 5 см. Какова должна быть толщина алюминие­вого экрана, обеспечивающего ту же эффективность защиты?