Задания для самостоятельной работы. 1. Какое излучение будет более жестким: наиболее коротковолновое из спектра

1. Какое излучение будет более жестким: наиболее коротковолновое из спектра рентгеновского излучения, возникающего при напряжении 150 кВ на трубке, или гамма-излучение с энергией кванта 0,074 МэВ ?

Ответ: рентгеновское излучение более жесткое.

2. Напряжение на трубке цветного телевизора составляет 20 кВ. Найдите минимальную длину волны возникающего тормозного рентгеновского излучения.

Ответ: 0,0615 нм.

3. Сравните спектры теплового излучения и тормозного рентгеновского излучения. В чем их сходство и различия?

4. Каковы различия в механизмах образования оптических спектров атомов и спектров характеристического рентгеновского излучения?

5. Линии К-серии спектра характеристического излучения для вольфрама начинают проявляться при напряжении на трубке, примерно равном 70 кВ, а при меньших напряжениях они не возникают. С чем это связано?

6. При уменьшении длины волны рентгеновского излучения, падающего на некоторое вещество, толщина слоя половинного ослабления, прежде равная 2,3 см, увеличилась до 3 см. На сколько уменьшился линейный показатель ослабления?

Ответ: на 0,07 .

7. Минимальная длина волны в спектре тормозного рентгеновского излучения равна 1,23 нм. Найдите в мегаэлектронвольтах кинетическую энергию электронов, бомбардирующих анод рентгеновской трубки.

Ответ: 1 МэВ.

8. Во сколько раз максимальная энергия кванта рентгеновского тормозного излучения, возникающего при напряжении на трубке 800 В, больше энергии фотона зеленого света с длиной волны 500 нм?

Ответ: в 120,7 раза.

9. Определите минимальную длину волны в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в бетатроне до энергии 60 МэВ.

Ответ: 2 нм.

10. Слой половинного ослабления монохроматического рентгеновского излучения в некотором веществе равен 10 мм. Определите показатель ослабления этого излучения в данном веществе.

Ответ: 0,069 .

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

Ответ: 2,09 м/с.

12. Электроны катодного луча телевизионной трубки, достигнув экрана, резко останавливаются. Определите коротковолновую границу возникающего тормозного излучения и скорость электронов в момент падения на экран. Напряжение, подаваемое на трубку, считайте равным 16 кВ.

Ответ: 0,0769 нм; 7,5 м/с

Контрольные вопросы по разделу

1.Какое излучение называют рентгеновским?

2.Каков диапазон длин волн рентгеновского излучения?

3.Как устроена и работает рентгеновская трубка?

4.Как возникает тормозное рентгеновское излучение?

5.От чего зависит поток рентгеновского излучения, его спектральная плотность?

6.Приведите график. Как определить коротковолновую границу тормозного рентгеновского излучения?

7.На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности рентгеновского излучения?

8.В чем различие спектров тормозного рентгеновского излучения при различных напряжениях на рентгеновской трубке?

9.Сравните спектры теплового излучения и тормозного рентгеновского излучения. В чем их сходства и различия?

10.Как регулируются интенсивность и жесткость тормозного рентгеновского излучения в рентгеновских аппаратах?

11.Каков механизм возникновения и спектр характеристического рентгеновского излучения?

12.Как образуются спектральные серии и какие?

13.В чем состоит закон Мозли?

14.В чем различие оптических атомных спектров и спектров характеристического рентгеновского излучения?

15.Почему характеристические спектры не зависят от наличия у атома химических связей?

16.Каковы первичные механизмы взаимодействия рентгеновского излучения с веществом?

17.Охарактеризуйте когерентное рассеяние, фотоэффект, некогерентное рассеяние (комптон-эффект).

18.Почему жесткое рентгеновское излучение (которое в меньшей степени поглощается веществом) более вредно по биологическому действию, чем мягкое?

19.Каков закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом?

20.В каких единицах измеряются линейный и массовый показатели ослабления?

21.Какова зависимость показателя ослабления рентгеновских лучей от свойств материала и длины волны рентгеновского излучения?

22.Что понимают под слоем половинного ослабления?

23.Как он связан с линейным показателем ослабления?

24.Укажите методы защиты от рентгеновского излучения.

25.На чем основано применение рентгеновского излучения в диагностике? Охарактеризуйте специальные методы рентгенодиагностики (применение контрастных веществ, флюорография, использование телевизионных систем).

26.Каковы принципы рентгеновской компьютерной томографии, ее достоинства и недостатки?

Радиоактивность. Основные понятия и формулы.

Радиоактивностью называют самопроизвольный распад неустойчивых ядер атомов с образованием других ядер и испусканием элементарных частиц.

Виды радиоактивного распада:

α-распад;

-распад;

- распад;

е-захват.

Закон радиоактивного распада определяет количество N не распавшихся ядер за время t:

где - первоначальное число нераспавшихся ядер; λ - постоянная радиоактивного распада.

Период полураспада Т - это время, за которое распадается половина радиоактивных ядер. Связь между периодом полураспада и постоянной распада определяется формулой

Активность радиоактивного препарата определяется числом актов распада за единицу времени: А = /dt = 0,69 N /Т

За единицу активности в СИ принимают 1 беккерель (Бк) = 1 распад/с - активность препарата, в котором за 1 с происходит 1 распад. Более крупная единица активности - 1 резерфорд (Рд) = Бк. Часто используется внесистемная единица активности - кюри (Ки), равная активности 1 г радия : 1 Ки = 3,7 Бк.

Со временем активность убывает по тому же экспоненциальному закону, по которому распадается сам радионуклид: .

Связь активности с массой m радионуклида:

А = = / (ТМ)

где - число Авогадро; М - молярная масса.

При попадании радионуклидов в живой организм следует учитывать:

период биологического полувыведения - время, за которое количество радионуклидов в организме (или органе ) уменьшается вдвое вследствие биологического выведения;

эффективный период - время. за которое количество не распавшихся ядер в организме уменьшится вдвое за счет двух процессов - радиоактивного распада и биологического выведения, причем :