Miért érdekes? Magsugárzások. Az atommag felépítése. Az atom felépítése

Hasonló dokumentumok
Miért érdekes? Magsugárzások. Az atommag felépítése. Az atom felépítése

Miért érdekes? Magsugárzások. Az atom felépítése. Az atommag felépítése. Semmelweis Egyetem Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Méretek. Az ionizáló sugárzások fajtái. 1. Atomfizika, Radioaktivitás és Röntgensugázás

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészei. Az atom felépítése. A radioaktivitás : energia kibocsátása

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

1. A radioaktivitás statisztikus jellege

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Δ x Δ px 2. V elektromos. nukleáris. neutron proton

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Δ x Δ px 2. V elektromos. nukleáris. neutron proton

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

Az atom szerkezete. Az eltérülés ritka de nagymértékű. Thomson puding atom-modellje nem lehet helyes.

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

A sugárzások a rajz síkjára merőleges mágneses téren haladnak át γ α

IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Az atommagtól a konnektorig

Alapfogalmak. Magsugárzások. A magsugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Töltött részecskék ionizáló hatása. tulajdonságai.

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Az atom felépítése Alapfogalmak

1. Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Sugárvédelem alapjai. Nukleáris alapok. Papp Ildikó

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

Radioaktivitás és mikrorészecskék felfedezése

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Első magreakciók. Targetmag

RADIOKÉMIA SZÁMOLÁSI FELADATOK Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Bevezetés a magfizikába

A Nukleáris Medicina alapjai

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Gamma kamera, SPECT, PET. Készítette: Szatmári Dávid PTE ÁOK, Biofizikai Intézet, március 1.

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

Párhuzamok: legerjedés Párhuzamok: energia átadása

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

FIZIKA. Atommag fizika

Gamma sugárzás. Gamma-kamera SPECT PET. Tömeg-energia ekvivalencia. Nukleáris medicína. γ-sugárzás előállítása. γ-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal


Az atommag szerkezete

Bevezetés a részecske fizikába

Az atom felépítése Alapfogalmak

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

2. Hogyan változik a töltött részecske mozgási energiája elektrosztatikus térben, ill. mágneses térben?

Röntgendiagnosztikai alapok

Az atom alkotórészei. Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészeinek jelölése. Az atommag stabilitása A Z. tömegszám A = Z + N.

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

A nukleáris medicina alapjai: Biofizika és alapelvek. Zámbó Katalin Nukleáris Medicina Intézet

ATOMFIZIKA, RADIOAKTIVITÁS

RADIOKÉMIA. László Krisztina, F ép. I. lh., I. emelet, 135

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete. Tömeghiány, kötési energia Magerők Magmodellek Az atommag stabilitása

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Radioaktív bomlási sor szimulációja

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai 2. Az izotóp kiválasztásának szempontjai. hf > 50 kev. α β γ. Maximáljuk a nyerhető információt.

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

RADIOAKTIVITÁS, SUGÁRZÁSMÉRÉS

Az elektromágneses hullámok

Első magreakciók. Exoterm (exoerg) és endoterm (endoerg) magreakciók. Coulomb-gát küszöbenergia

A radioaktív bomlás típusai

rzások a Dr. Fröhlich Georgina ELTE TTK, Budapest Országos Onkológiai Intézet Sugárterápiás Központ Budapest

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Környezetgazdálkodás ban gépészmérnöki diplomát szerzett Dr. Horváth Márk ben ő lett az első Fizikai Nobel-díj tulajdonosa.

Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ. Izotópdiagnosztikai eljárás lépései

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

A sugárzások és az anyag fizikai kölcsönhatásai

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Magkémia-Biokémia Orvosi Laboratóriumi és Képalkotó Diagnosztikai Analitikus alapképzés (BSc)

1. Az ionizáló sugárzások és. az anyag kölcsönhatása. Prefixumok. levegőben (átlagosan) 1 ionpár keltéséhez 34 ev = 5.4 aj energia szükséges

(A Scientific American újság augusztusi számában megjelent cikk alapján)

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Radioaktivitás biológiai hatása

Izotópok. Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ

Általános Kémia, BMEVESAA101

Az új építőipari termelőiár-index részletes módszertani leírása

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Átírás:

Miért érdekes? Magsugárzások Dr Smeller László egyetemi taár Semmelweis Egyetem Biofizikai és Sugárbiológiai Itézet Radioaktív izotóok ill. sugárzások orvosi felhaszálása: - diagosztika (izotódiagosztika) - teráia (sugárteráia) gyógyszerészeti voatkozása: - farmakokietikai vizsgálatok Az atom feléítése Az atommag feléítése Elektroburok: =>kémiai tulajdoságok fm=10-15 m töltés tömeg roto 1 elemi 1 atomi töltés tömegegys. eutro 0 1 atomi tömegegys 10-10 m Atommag: => radioaktivitás A (tömegszám) = rotoszám eutroszám Z (redszám) = rotoszám 99 ukleo, ebből 43 roto és 56 eutro 99 Tc 43

Az atommag stabilitása Magerők rövid hatótáv (~fm) agyo erős vozó Coulomb erő destabilizál! A ukleook diszkrét eergiasziteke helyezkedek el. A mag eergiája is diszkrét (kvatált) Az eergiaszitek tiikus távolsága MeV(J) E Izotó Azoos redszámú de eltérő tömegszámú atommagok => azoos rotoszám eltérő eutroszám ugyaazo elem módosulatai, kémiai tulajdoságuk ua. Pl: 18 F 9 istabil (radioaktív) 19 F 9 stabil 0 F izotó <-> radioaktív izotó 9 istabil (radioaktív) Izotótáblázat Izotótáblázat részlet rotoszám rotoszám eutroszám eutroszám

Izotótáblázat részlet Bomlások és részecskék α - bomlás 4 α - részecske = He atommag rotoszám β -bomlás: β - β β - részecske = elektro β részecske = ozitro K-elektro befogás karakterisztikus Rötge-foto az elektro atirészecskéje uo. mit az elektro de Izomer magátalakulás -sugárzás ozitiv töltése va roto! eutroszám α - bomlás α - bomlás: 4 He atommag válik le a magról ehéz atommagokál fordul elő Pl : A Z izotódiagosztikai jeletősége ics 88 Ra 86 R 6 Voalas eergiasektrum E α ~MeV A X Y Z 4 4 α N α 4 α E α eutrotúlsúly jelölések: ν β = β = e 0 1 A Z β - bomlás X 1 0 β ν 1 0 1 az atommagba marad β -sugárzás A Z 1Y 1 Pl : 0 1 folytoos eergiasektrum β ν kilé N β l: 0 9 F 3 15 P 59 6 Fe 131 53 I 3 3 0 15 P 16S 1β ν E max E β

rototúlsúly A Z e ν β - bomlás X A 0 Z 1Y 1 1 1 0 1 1 0 β ν az atommagba marad β -sugárzás Pl : β ν kilé l: 11 6C 15 8O 18 9 F 5 6 Fe 30 30 0 15 P 14Si 1β ν folytoos eergiasektrum mesterséges előállítás ciklotro (köv. héte) Kitérő tömegek: m =1,6763 10-7 kg m =1,67498 10-7 kg β bomlás OK mert m >m β bomlás? Megoldás: Eistei féle tömeg-eergia ekvivalecia E=mc szabad állaotba! kötött ukleo: alacsoyabb eergiaszit: kisebb tömeg! Meyire stabil az atommag? Kötési eergia Elektro és ozitro atirészecskék tömeg ua, töltés elletétes... aihiláció és árkeltés e e- e Eistei: tömeg-eergia ekvivalecia E=mc m e c =511 kev 0,5 MeV kitérő vége

Promt -sugárzás A bomlás utá a ukleook elhelyezkedése eergetikailag kedvezőtlelehet Átredeződés: alacsoyabb eergiaszitre jut, a fölös eergiát kisugározza foto formájába rotoszám, eutroszám változatla! Kisérőjeleség. Izomer magátalakulás Ha a bomlás utái mag elég hosszú ideig stabil, a -sugárzás később keletkezik. A két folyamat szearálható. Tisztá -sugárzó izotó állitható elő! => Izotódiagosztika Pl: 99m Tc 99 β 99 4 Mo 43Tc m 99 43 66 óra 6 óra Tc K-befogás Példák bomlási sémákra Rtg

Bomlás, hasadás, fúzió Bomlás: kis részecske távozik (α, β,...) Hasadás: kb. két azoos részre hasad (ehéz magokál) Pl: 35 9 U db közees mag -3 eutro Fúzió köyű magok egyesülése A radioaktív izotóokat jellemző meyiségek Aktivitás (a sugárforrást jellemzi) Felezési idő (a bomlás sebességét jellemzi) Részecskeeergia (a sugárzást jellemzi) Λ = mérhetetleül alacsoy dn dt Aktivitás (Λ) = ΔN Δt Az egységyi idő alatt elbomlott atomok száma mértékegysége: becquerel Bq 1 Bq= 1 bomlás/sec A gyakorlatba: kbq, MBq, GBq, TBq természetes radioaktivitás szitje i vivo diag. N= a bomlásra kées atomok száma t= idő óvatosa dolgozhatuk vele! teráiába alkalmazott aktivitás ΔN ~ N dn dt megoldása: = λn Bomlástörvéy λ: bomlási álladó, bomlási válószíűség [1/s] 1/λ=τ idő! átlagos élettartam differeciálegyelet N N a bomlásra kées (=elbomlatla) atomok száma λt ( t) = N 0 e exoeciális lecsegés! N 0 a z elbomlatla atomok száma kezdetbe (t=0)

Példa Példa: N 0 =10000 λ=0,1 1 / S 1 sec múlva: 9000 (10000x0,1=1000 elbomlott) sec múlva: 8100 (9000x0,1=900 elbomlott) 3 sec múlva: 790 (8100x0,1=810 elbomlott) 4 sec múlva: 6561 (790x0,1=79 elbomlott). Példa Példa: N 0 =10000 λ=0,1 1 / S 1 sec 9000 sec 8100 3 sec 790 4 sec 6561. Felezési idő, bomlástörvéy Példa N 0 e N 0 N 0 N 0 4 N T τ N λt ( t) = N0e = N0 λ bomlásálladó (bomlási valósziűség) T felezési idő τ átlagos élettartam T elvileg soha em bomlik el az összes! t λ = t T l = T 0,693 T Példa: N 0 =10000 λ=0,1 1 / S 1 sec múlva: 9000 (10000x0,1=1000 elbomlott) sec múlva: 8100 (9000x0,1=900 elbomlott) 3 sec múlva: 790 (8100x0,1=810 elbomlott) 4 sec múlva: 6561 (790x0,1=79 elbomlott).

Λ 0 e Az aktivitás időbeli csökkeése Λ 0 Λ 0 Λ 0 4 dn dn Λ = = λn N = N0e dt dt Λ T τ Λ=λN t λt T Λ( t) = Λ0e = Λ0 Ugyaúgy csökke mit az N! elvileg soha em bomlik el teljese! T t kb. 10 T alatt λt 1/1000 részre bomlik A felezési idő az izotó tíusától függ 3 Th 1,4 10 10 év 38 U 4,5 10 9 év 40 K 1,3 10 9 év 14 C 5736 év 137 Cs 30 év 3 H 1,3 év Ezeket az adatokat tilos megtauli! 60 Co 5,3 év 59 Fe 1,5 hó 56 Cr 1 hó (8 a) 131 I 8 a 99m Tc 6 óra 18 F 110 erc 11 C 0 erc 15 O erc Th,8 ms Részecskeeergia Sugárzások elyelődése Általába elektrovoltba (ev) mérik. ev = elemi töltés X 1 Volt = 1,6 10-19 J tiikus részecskeeergiák (a magátalakuláskor felszabaduló eergia) MeV agyságredbe vaak. α β β Rtg elektromos töltéssel redelkező részecskék töltetle részecskék (elektromágeses sugárzás) Általába: Miél agyobb a részecskeeergia, aál agyobb a hatótáv. (egy adott sugárzáso belül)

Töltött részecskék elyelődése Hatótávolság Útjuk sorá ioizálak, eergiájukból folyamatosa leadak. Az eergia egy véges úthosszo elfogy. Hatótávolság α-részecske levegőbe éháy cm β -részecske levegőbe m agyságredű α β szövetbe 0,01-0,1 mm szövetbe cm N N hatótáv távolság hatótáv távolság β -sugárzás Α -sugárzás elyelődése aihiláció β e Ld: Pozitro Emissziós Tomográfia (PET) hatótáv Ld. Gyakorlat!

Fotoeffektus Comto effektus Ld. Gyakorlat! Ld. Gyakorlat! Párkéződés és rötgesugárzás gyegülése Ld. Gyakorlat! J 0 J 0 J J D = J 0 e μ x x J 0 x J ics hatótávolság! Itezitás: Egységyi felületre eső sugárzási teljesitméy Ld. Gyakorlat!