Учебно-методическое пособие минск 2004 удк 577. 3(075. 8) (стр. 9 из 11)
12. Принцип рентгеновской компьютерной томографии.
Решить задачи:
1. Какое излучение жестче: наиболее коротковолновое из спектра рентгеновского излучения, возникающего при напряжении 150 кВ на трубке, или гамма-излучение с энергией кванта 0,074 МэВ?
2. Найдите минимальную длину волны, возникающего тормозного рентгеновского излучения, если напряжение на трубке цветного телевизора 20 кВ.
3. Во сколько раз максимальная энергия кванта рентгеновского тормозного излучения, возникающего при напряжении на трубке 80 кВ, больше энергии фотона, соответствующего зеленому свету с длиной волны 500 нм?
4. Определите минимальную длину волны в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в бетатроне до энергии 60 МэВ.
5. Линии К-серии спектра характеристического излучения для вольфрама начинают проявляться с возникновением напряжения на трубке, примерно равного
70 кВ, а при меньших напряжениях они не появляются. С чем это связано?
6. Слой половинного ослабления монохроматического рентгеновского излучения в некотором веществе 10 мм. Определите показатель ослабления этого излучения в данном веществе.
7. Определить скорость электронов, падающих на антикатод рентгеновской трубки, если минимальная длина волны в сплошном спектре рентгеновских лучей 0,01 нм.
8. Какое излучение будет более жёстким: рентгеновское, возникающее при напряжении 150 кВ, или γ–излучение тулия (Еγ=0,074 МэВ).
9. Электроны в катодном луче телевизионной трубки, достигнув экрана, внезапно останавливаются. Оцените возможную опасность поражения рентгеновскими лучами при просмотре телевизионных передач? Напряжение, подаваемое на трубку, считать равным 16 кВ.
Литература:
1. Конспект лекций.
2. Г.К. Ильич. Медицинская и биологическая физика. Ионизирующие излучения.
3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.
Задание № 34. Радиоактивность (семинар)
Вопросы к занятию:
1. Строение ядер атомов. Ядерные силы и их свойства. От чего зависит устойчивость ядер?
2. Естественная и искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Методы получения радионуклидов. Бомбардировка ядер атомов другими ядрами и заряженными частицами. Нейтронная активация. Почему нейтронная активация идет эффективнее на медленных нейтронах?
3. Радиоактивный распад. Виды радиоактивного распада. Правила смещения. Энергетические спектры альфа-частиц и гамма-излучения как источник информации о радионуклидном составе образца.
4. Примеры распада радионуклидов, определяющих основной характер радиоактивного заражения после аварии на ЧАЭС.
5. Основной закон радиоактивного распада, его вывод, смысл, входящих в него величин, его графическое отображение. Постоянная радиоактивного распада, период полураспада, средняя продолжительность жизни нуклидов и связь между ними.
6. Активность. Единицы измерения активности. Связь между системными и внесистемными единицами активности. Удельная объёмная, массовая и поверхностная активности, единицы их измерения.
7. Связь между активностью и массой радионуклидов.
8. Основные параметры, характеризующие взаимодействие ионизирующего излучения с веществом (линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний линейный пробег).
9. Особенности взаимодействия с веществом нейтронов, альфа- и бета-частиц и гамма-излучений. Принципы защиты от ионизирующих излучений.
10. Радионуклидные методы диагностики. Гамма-хронография и гамма-топография.
11. Физические принципы лучевой терапии.
Решить задачи:
1. Определить радионуклид, который образуется в результате захвата нейтронов ядрами
и двух последующих b– - распадов. Какова схема дальнейшего распада образовавшегося нуклида?2. Записать реакцию распада
. Почему загрязнение среды этим радионуклидом и его наличие в организме наиболее просто обнаружить? В чем сущность йодной профилактики?3. Записать реакции распада
и 
. В чем состоят различия в накоплении этих радионуклидов в тканях организма? Наличие какого из них обнаруживается проще? Почему?4. Постоянная радиоактивного распада нуклида 1,61×10-6 с-1. Найти его период полураспада и среднюю продолжительность жизни.
5. Определить постоянную радиоактивного распада радионуклида, если известно, что за 1 час его активность уменьшилась на 15%. Найти период полураспада.
6. В 1 см3 морской воды находится 10-15 г
; период его полураспада 1622 года. Какое количество воды будет иметь активность в 1мКи?7. Радиоактивный углерод
(период полураспада 5569 лет), находящийся в теле человека обладает активностью 2500 Бк. Определить его количество в граммах.8. Допустимый уровень загрязнения рабочих помещений для бета-активных радионуклидов (кроме
) 2000 частиц/(см2×мин); для 
– в 5 раз меньше. Допустим ли уровень загрязнения поверхности с бета-активностью 50 Ки/км2, если это загрязнение обусловлено только
; если – и ?9. При перевозках грузов в пределах санитарно-защитной зоны допустимое загрязнение поверхности контейнеров альфа-активными нуклидами не должно превышать 10 частиц/(см2 ×мин). Найти допустимую активность поверхности контейнера в Ки/м2.
10. Найти число альфа-частиц, испускаемых за одну секунду
, количество которого 1 г.11. Удельная активность раствора 131I на 10 мая составляла 10 МБк/мл. Сколько миллилитров раствора надо было дать больному 18 мая, чтобы активность введенного объема раствора составила 500 кБк? Для йода –131 период полураспада Т1/2=8,05 суток.
12. Сформулируйте и обоснуйте основные требования к радиофармпрепаратам.
13. Определить активность содержащегося в организме радия, если известно, что активность выделений (по радию) равна 600 расп/мин. Считать, что за сутки из организма выводится 0,01% содержащегося в нем радия.
14. Какой вид излучения следует выбрать для облучения небольшой опухоли, располагающейся на глубине 3 см – пучок электронов высокой энергии или гамма-излучение 60Со? Почему?
Литература:
1. Конспект лекций.
2. Г.К. Ильич. Медицинская и биологическая физика. Ионизирующие излучения.
3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.
Задание № 35. Дозиметрия (семинар)
Лабораторная работа: «Измерение мощности экспозиционной дозы фонового облучения и определение удельной активности пищевых продуктов»
Вопросы к занятию:
1. Экспозиционная и поглощенная доза, мощность дозы. Единицы их измерения.
2. Относительная биологическая эффективность излучения (ОБЭ). Коэффициент качества излучения. Эквивалентная доза и ее мощность. Единицы измерения.
3. Эффективная эквивалентная доза. Коэффициент радиационного риска (взвешивающий фактор).
4. Коллективная доза.
5. Естественный радиационный фон и фоновое облучение человека.
6. Методы регистрации ионизирующих излучений. Детекторы ионизирующих излучений. Особенности детектирования альфа-, бета- и гамма-излучений.
7. Принципы устройства дозиметрических приборов (дозиметров и радиометров). Измерение мощности экспозиционной дозы внешнего облучения дозиметрами. Определение удельной массовой активности продуктов питания радиометрами.
8. Связь между активностью и эквивалентной дозой внутреннего облучения.
9. Расчет эквивалентной дозы внутреннего облучения при кратковременном поступлении радионуклидов в организм.
10. Принципы расчета эквивалентной дозы внутреннего облучения при длительном поступлении радионуклидов в организм.
Решить задачи:
1. Однородным объектом массой 60 кг в течение 6 часов был поглощен 1 Дж энергии. Определите поглощенную дозу и ее мощность.
2. В 10 г ткани поглощается 109 альфа-частиц с энергией около 5 МэВ. Определите поглощенную и эквивалентную дозы.
3. Средняя мощность экспозиционной дозы облучения в рентгеновском кабинете 6,45×10-12 А/кг. Врач находится в течение 5 часов в этом кабинете. Какова доза его облучения за 6 рабочих дней?
4. Оцените, насколько повышается температура тела человека при получении им дозы в 400 рад при облучении всего тела гамма-излучением
5. Найти поглощенную организмом дозу излучения при полном бета-распаде в нем радионуклида 32Р (период полураспада 14 суток) активностью 0,3 мКи. Средняя энергия бета-распада 0,69 МэВ. Масса человека равна 70 кг. Считать, что радионуклид из организма не выводится.
6. После поступления в организм радиоактивного йода эквивалентная доза его в щитовидной железе составила 8 мЗв. Определите эффективную эквивалентную дозу. Коэффициент радиационного риска для щитовидной железы w = 0,03.
7. Составьте и решите дифференциальное уравнение, описывающее изменение активности радионуклидов в организме при их однократном поступлении.
8. Получите формулу для расчета эквивалентной дозы в органе при однократном поступлении радионуклидов в организм.