Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання. Дозиметри. Природний радіоактивний фон. 9 клас. Мета уроку

Вид материала

Урок

Содержание Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання. Експозиційна доза йонізуючого випромінювання Біологічна дія.

Подобный материал:

• Радіація та її види. Природний радіаційний фон Мета уроку, 93.69kb.
• Тема уроку: Біологічний вплив радіоактивного випромінювання. Мета уроку, 81.45kb.
• Хімічна дія світла та її використання. 11 клас. Мета уроку, 40.34kb.
• Класичні уявлення про будову атома. 11 клас. Мета уроку, 100.71kb.
• Тема уроку. Панас Мирний. Життєвий І творчий шлях письменника. Мета уроку, 87.23kb.
• Вплив фізики на суспільний розвиток та науково-технічний прогрес. Фізична картина світу., 94.61kb.
• Конспект уроку 4 клас тема. Музика мого народу (підсумковий урок) Мета, 60.43kb.
• Електромагнітні випромінювання різних діапазонів довжин хвиль: радіохвилі, інфрачервоне,, 64.87kb.
• Тема уроку: Базові структури алгоритмів. Слідування, розгалуження, повторення. Мета, 51.73kb.
• План Урок. Елементи уроку Взаємозв'язок типу І структури уроку Форми роботи на уроці, 186.36kb.

Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання. Дозиметри. Природний радіоактивний фон. 9 клас.

Мета уроку: ознайомити учнів з методами спостереження та реєстрації елементарних частинок, формувати вміння самостійно працювати з підручником, виділяти головне в тексті.

Обладнання: фільм «Будова дозиметрів», відео «Лічильники Гейгера», «Камера Вільсона».


Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

Фізичний диктант.

1. Чи впливає радіоактивне випромінювання на живі організми?

2. Чи є правильним твердження, що слабке випромінювання стимулює ріст і розвиток організмів?

3. До чого може призвести радіоактивне випромінювання великої інтенсивності?

4. Закінчіть речення: «Поглинена доза випромінювання – це …»

5. За якою формулою можна визначити поглинену дозу випромінювання?

6. Яка одиниця поглиненої дози випромінювання в СІ?

7. Чому дорівнює 1 Гр?

8. Який найпростіший спосіб захисту від радіоактивного випромінювання?

9. Від якого радіоактивного випромінювання захиститися складніше за все?

10. Для захисту від якого радіоактивного випромінювання використовують свинець?

11. Яка речовина дає найбільш інтенсивне випромінювання?

12. Чи можливе практичне застосування радіоактивних речовин?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Розміри ядра є дуже малими – порядку см, і при цьому воно має складну структуру. Яким же чином вивчається будова ядра?

Всі прилади, за допомогою яких реєструються елементарні частинки і ядра, називають детекторами.

Детектор – це прилад для виявлення різних фізичних явищ, частинок, променів.

Окремі мікрочастинки (електрони, протони, - частинки) настільки малі, що спостерігати їх не вдається навіть за допомогою електронного мікроскопа. Але фізики навчились одержувати інформацію і щодо таких частинок: розробили спеціальні непрямі методи дослідження і сконструювали спеціальні прилади, дія більшості з яких базується на здатності мікрочастинок іонізувати атоми чи молекули речовини, через яку вони проходять. Тому і йдеться про іонізуючі випромінювання, хоча можна говорити й конкретніше: методи спостереження і реєстрації елементарних частинок.

Доки частинка летить у вакуумі і ні з чим не взаємодіє, її неможливо спостерігати. Частинку. можна зареєструвати лише при взаємодії її з речовиною. Відомі різні види взаємодії частинки з речовиною. Заряджені частинки, проходячи через речовину, викликають іонізацію і збудження атомів середовища, що, в свою чергу, може проявитись у вигляді помітних ефектів: імпульсів струму, спалахів світла і інше. Гамма-кванти самі не створюють іонізації, але, взаємодіючи з атомами середовища, вони можуть у результаті різноманітних ефектів породжувати швидкі електрони, ям вже іонізують речовину. Нейтрони викликають різноманітні ядерні реакції, в. ході яких виникають швидкі заряджені частинки: протони, а — частинки, уламки атомних ядер та інші, або утворюються нестабільні ядра, які, як відомо, можна виявити за їх радіоактивністю.

Можливі процеси взаємодії частинок з речовиною і не зв’язані з іонізацією, наприклад, генерація квантів випромінювання Вавілова-Черенкова.

Всі ці процеси, суть яких у перетворенні енергії випромінювання в інші види енергії, можна використати для реєстрації частинок. До пристроїв, в яких безпосередньо використовується створювана випромінюванням іонізація речовини, відносяться іонізаційні камери, газорозрядні лічильники Гейгера, напівпровідникові детектори, камера Вільсона, фотоемульсії і інші.

Відео «Лічильники Гейгера», «Камера Вільсона».

ПОГЛИНУТА ТА ЕКВІВАЛЕНТНА ДОЗИ ЙОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ.

Поглинута доза йонізуючого випромінювання – це фізична величина, яка чисельно дорівнює енергії йонізуючого випромінювання, поглинутій речовиною одиничної маси.

- поглинута доза йонізуючого випромінювання,

- енергія йонізуючого випромінювання, передана речовині масою .

. Одиниця поглинутої дози йонізуючого випромінювання в СІ – грей

. Свою назву ця одиниця одержала на честь англійського фізика Л. Грея.

1 Гр – це така поглинута доза йонізуючого випромінювання, за якої речовині масою 1 кг передається енергія йонізуючого випромінювання, що дорівнює

1 Дж.

Також використовують одиницю поглинутої дози – рад (1грей= 100 рад).

Для характеристики біологічного впливу поглинутої дози ввели еквівалентну доза йонізуючого випромінювання, її позначають або .

Еквівалентна доза йонізуючого випромінювання дорівнює поглинутій дозі , помноженій на коефіцієнт якості : .

Коефіцієнт якості є неоднаковим для різних випромінювань (таблиця на стор.191). Одиниця еквівалентної дози йонізуючого випромінювання в СІ – зиверт (Зв). Існує також позасистемна одиниця – бер: 1 бер = 0,01 Зв.

Також існує фізична величина, яка визначається іонізаційною дією випромінювання. Цю величину називають експозиційною дозою йонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза йонізуючого випромінювання () визначається зарядом йонів (того чи іншого знака), що виникають під дією випромінювання в 1 кг сухого повітря:

, де - заряд йонів, що виникають під дією випромінювання в сухому повітрі масою .

Експозиційна доза йонізуючого випромінювання в системі Сі: .

- це експозиційна доза йонізуючого випромінювання, за якої сумарний заряд усіх йонів одного знака, що утворилися в 1 кг сухого повітря, дорівнює 1 Кл.

На практиці використовують позасистемну одиницю експозиційної дози – рентген (Р), названу так на честь німецького фізика В. Рентгена.

.

Відношення дози йонізуючого випромінювання до часу опромінення називають потужністю дози йонізуючого випромінювання:

.

Одиниця потужності поглинутої дози йонізуючого випромінювання - ; одиниця потужності експозиційної дози йонізуючого випромінювання - ; одиниця потужності еквівалентної дози йонізуючого випромінювання - .

Біологічна дія.

Радіоактивне опромінення призводить до значного пошкодження живої тканини. Йонізація хімічних речовин в біологічній тканині створює можливість хімічних реакцій, які невластиві для біологічних процесів, й до утворення шкідливих речовин. Пошкодження радіацією ДНК викликає мутації. Робота з радіоактивними речовинами вимагає ретельного дотримання правил техніки безпеки. Радіоактивні речовини позначаються спеціальним символом, наведеним вгорі сторінки.

Радіоактивні речовини зберігаються в спеціальних контейнерах, сконструйованих таким чином, щоб поглинати радіоактивне випромінювання. Великою проблемою є захоронення радіоактивних відходів атомної енергетики.

Застосування.

Радіоактивні речовини можна використовувати для отримання енергії в умовах, коли інші джерела енергії не доступні, наприклад, на космічних апаратах, призначених для польотів до віддалених планет Сонячної системи. Енергія, яка виділяється при радіоактивному розпаді в таких пристроях може бути перетворена в електричну за допомогою термоелементів.

В медицині радіоактивне опромінення використовується при лікуванні деяких форм раку, розраховуючи на те, що ракові клітини, які швидко діляться, чутливіші до опромінення, а тому вражатимуться швидше.

Метод мічених атомів дозволяє провести аналіз обміну речовин в організмі й допомагає при діагностиці захворювань.

Датування за радіоактивними ізотопами допомагає встановити вік предметів та порід й застосовується в геології, археології, палеонтології.

Радіоактивність і радіоактивні речовини також широко використовуються в різних сферах наукових досліджень.



Для вимірювання дози йонізуючого випромінювання та її потужності використовують дозиметри. Основною складовою будь - якого дозиметра є

детектор – пристрій, що слугує для реєстрації йонізуючого випромінювання.

залежно від типу детектора розрізнюють йонізаційний, люмінесцентний та інші види дозиметрів. Так, у іонізаційних дозиметрах детектором є лічильник

Гейгера – Мюллера, дія якого ґрунтується на властивості радіоактивного випромінювання значно збільшувати провідність газів.

Вивчаємо конструкцію та принцип дії іонізаційного дозиметра (стор. 192, самостійно).

Фрагмент «Дозиметри».

ІV. Підсумок уроку.

Домашнє завдання: §34, Впр. 30 №1,2.