1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása (2-34) 2. Fizikai dózisfogalmak. 3. A sugárzás mérése (42-47) Prefixumok



Hasonló dokumentumok
1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása

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

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

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

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

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Radioaktivitás biológiai hatása

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

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

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

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Orvosi biofizika. 1 Az orvostudomány és a biofizika kapcsolata. Sugárzások a medicinában. gyakorlatok. 1. félév előadásai

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Radioaktív sugárzás elnyelődésének vizsgálata

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Röntgendiagnosztikai alapok

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Atomfizika. Radioaktív sugárzások kölcsönhatásai Biofizika, Nyitrai Miklós

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

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

A röntgendiagnosztika alapjai

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Radioaktivitás biológiai hatása

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

A radioaktív bomlás típusai

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

4. A nukleá ris mediciná fizikái álápjái

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

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

Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

Ionizáló sugárzások dozimetriája

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

LABORATÓRIUMI GYAKORLAT. Alfa-, béta-, gamma-sugárzások mérése

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

A röntgendiagnosztika alapjai

FIZIKA. Atommag fizika

Sugárvédelem alapjai. Nukleáris alapok. Papp Ildikó

Magsugárzások. Előadásvázlat. Készítette: Dr. Blaskó Katalin

RADIOAKTIVITÁS, SUGÁRZÁSMÉRÉS

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Röntgendiagnosztika és CT

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

A Nukleáris Medicina alapjai

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Izotópos méréstechnika, alkalmazási lehetőségek

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

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

Modern fizika vegyes tesztek

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

Radioaktivitás és mikrorészecskék felfedezése

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

Az atom felépítése Alapfogalmak

Sugárvédelmi feladatok az egészségügyben. Speciális munkakörökben dolgozók munkavégzésére vonatkozó általános és különös szabályok.

Röntgendiagnosztika és CT

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

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

ÉRTELMEZŐ INFORMÁCIÓK ÉS MEGHATÁROZÁSOK A SUGÁRVÉDELEMBEN

Párhuzamok: legerjedés Párhuzamok: energia átadása

1. A radioaktív sugárzás hatásai az emberi szervezetre

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

Radioaktív sugárzások abszorpciója

3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL

Sugárvédelmi Ellenőrző és Jelző Rendszerének vizsgálata

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

1. mérési gyakorlat: Radioaktív izotópok sugárzásának vizsgálata

Az expanziós ködkamra

Deme Sándor MTA EK. 40. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, április

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

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

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

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

A sugárzás biológiai hatásai

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

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Az atommagtól a konnektorig

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Radiokémia. A) Béta-sugárzás mérése GM csővel

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók

SUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS - MÉRÉS SUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS - MÉRÉS. A sugárzás mérés eszközei Méréstechnikai módszerek, eljárások

Orvosi biofizika II. Orvosi Biofizika II. Az X-sugár. Röntgen- sugárzás Előállítás, tulajdonságok

Általános Géptan I. SI mértékegységek és jelölésük

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

3. Nukleá ris fizikái álápismeretek

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

Radiometrikus kutatómódszer. Összeállította: dr. Pethő Gábor, dr. Vass Péter

Gamma-kamera SPECT PET

A megnyúlás utáni végső hosszúság: - az anyagi minőségtől ( - lineáris hőtágulási együttható) l = l0 (1 + T)

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

1991. évi XLV. törvény. a mérésügyrıl, egységes szerkezetben a végrehajtásáról szóló 127/1991. (X. 9.) Korm. rendelettel. I.

Biofizika tesztkérdések

Arany-Tóth Attila. Sebészeti röntgenvizit: Általános radiológia - előadás

Sugárvédelmi mérések és berendezések

RADIOKÉMIA SZÁMOLÁSI FELADATOK Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék

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

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Compton-effektus ( cos. Szóródás elektronon A foton energiája csökken, iránya változik. Az impulzus és energia megmaradásából: γ = m c.

Megmérjük a láthatatlant

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Átírás:

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása (2-34) 2. Fizikai dózisfogalak (35-41) Gondolat, 1976 3. A sugárzás érése (42-47) KAD 2010.09.15 2 levegőben (átlagosan) 1 ionpár keltéséhez 34 ev 5.4 aj energia szükséges 3 Prefixuok yotta zetta exa peta tera giga ega kilo hekto deka deci centi illi ikro nano piko feto atto zepto yocto Y Z E P T G M k h da d c μ n p f a z y 10 24 10 21 10 18 10 15 10 12 10 9 10 6 10 3 10 2 10 1 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 10-24 3 nagyságrendenként külön prefixu inden nagyságrendre külön prefixu 3 nagyságrendenként külön prefixu 4

Alfa-sugárzás és az anyag kölcsönhatása pályája egyenes (v. atoagon szóródás) alfa-részecske: He atoag elektroos töltése: 2e + kezdő sebesség több int 1000 k/s kinetikus energia néhány MeV ionizálóképesség jellezése lineáris ionsűrűség (fajlagos v. specifikus ionizáció) l hosszúságú úton n db ionpárt hoz létre 5 214 Po α-részecskéjének fajlagos ionizációja (levegő esetén) a egtett út függvényében (Rontó - Tarján 3.1 ábra) α- forrás árnyékolás 6 hatótávolság (R, Reichweite): az a távolság, ait egy részecske a közegben befut, íg energiája a terikus értékre ne csökken pl. Ra: R (levegőben) 3.4 c, R (folyadékban) 10-100 µ fékezőképesség: egységnyi úthosszra vonatkoztatott energia veszteség (a közeg szepontjából) lineáris energia átadás (LET, Linear Energy Transfer) (a részecske szepontjából) LET (lineáris ionsűrűség). (1 ionpár keltésére jutó energia) egyéb hatások: (ionizáció/gerjesztések) karakterisztikus röntgen-sugárzás szcintilláció biológiai: funkcionális és orfológiai elváltozások végül: hő atoaggal való ütközés: agreakció (kis valószínűséggel) 7 Béta-sugárzás és az anyag kölcsönhatása béta-részecske: elektron (vagy pozitron) elektroos töltése: 1e (vagy 1e + ) lineáris ionsűrűség: az alfáénál 1000-szer kisebb pályája zegzugos (az elektron szóródik az elektronokon), visszaszórás is lehet spektrua folytonos (antineutrinó!), így nincs egységes hatótávolság levegőben: 10 c- 1 víz (szövet): 1-1c 8

ionpár/1 levegő Töltéssel rendelkező részecskék Sugárzás fajlagos ionizációja és anyag kölcsönhatása levegőben 1000 α-részecske 100 proton 32 P β-spektrua (Rontó - Tarján 3.2 ábra) 10 elektron 0,01 0,1 1 Az α-, a β- és a proton sugárzás átlagos fajlagos ionizációja a részecske energia függvényében, a levegőben 16 as 9 β sugárzás axiális hatótávolsága a axiális energia függvényében (Rontó - Tarján 3.3 ábra) 10 kitérő Eloszlás sűrűségfüggvény ΔN 1 h: testagasság Δh 10c ΔH Δh H: kollektív agasság H h Spektru int speciális eloszlás sűrűségfüggvény 11 kitérő ΔN Δh Eloszlás sűrűségfüggvény 1 10c 0 1 2 3 4 5 görbe alatti terület: n ΔH Δh 160 170 180 190 200 210 160 170 180 190 200 210 h (c) 0 20 40 60 80 100 Spektru görbe alatti terület: H h (c) 12

Gaa/röntgen-sugárzás anyaggal való kölcsönhatása 13 14 15 16

(találkozik egy elektronnal) annihiláció 17 18 A sugárzás leírására használható fizikai ennyiségek A sugárintenzitás gyengülése energia teljesítény intenzitás E [] J ΔE J P W Δt s energia ára (Power) J ΔP ΔA W 2 elegendően vékony (Δx) abszorbensre: x (akroszkopikus) vastagságú abszorbensre: μ : ΔJ μjδx ΔJ μj Δx J J 0 e μ x gyengítési együttható spektru is!? 21 2.6 10 1eV 2.6 10 17 10 4 ev 19 pl. D 2 c 0,693 μ D D felezési rétegvastagság 20

A sugárintenzitás gyengülése J J 0 e μ x J J 0 e μ x ( Z, ρ ε ) μ μ ; gyengítési együttható 0,693 μ D J J 0 e μ részleges gyengítési eh.-k μx töeggyengítési együttható 0,693 D ( Z ε ) μ μ ; μ τ + σ + κ μ μ ρ 21 ( Z, ρ ε ) μ μ ; * μx μρx ε cx σnx gyengítési együttható, 1/c ( Z ε ) μ μ ; töeggyengítési együttható, c2 /g * ε σ a kitevő: sűrűség oláris konc. oláris extinkciós együttható, L/(ol*c) hatáskeresztetszet, c 2 részecske konc. 22 Gyengítési együttható Töeggyengítési együttható 23 24

Gyengítési/töeggyengítési együttható μ fotonenergiától és az abszorbens inőségétől való függése μ részfolyaatainak fotonenergiától való függése ólo esetén 25 26 μ részfolyaatainak fotonenergiától való függése víz esetén 27 28

Z eff ( fiz ) 3 3 i vezető kölcsönhatás Effektív rendszáok 80 fotoeffektus párképződés anyag Z eff zsír 6-7 levegő 7.26 víz 7.5 lágy szövet 7-8 csont 12-14 jód 53 báriu 56 ólo 82 60 40 20 rendszá, Z Copton effektus 29 30 1 kev 10 kev 100 kev 1 MeV 10 MeV 100 MeV Neutronsugárzás egyes agreakciók teréke, bobázott atoagok gerjesztett állapotba kerülnek, felesleges energiájuktól neutronkibocsátással szabadulnak eg elektroos töltéssel ne rendelkezik, ezért csak közvetve ionizál; a kölcsönhatások fajtái: rugalas szóródás (rugalas ütközés, proton és neutron töege egyenlő), a proton ionizál rugalatlan szóródás (jellezően 5 MeV felett): a neutronnal kölcsönható atoag gerjesztett állapotba kerül, ajd γ vagy alfa kibocsátás neutronbefogás (a terikus neutron beépül az atoagba): radioaktív izotóp keletkezik protonok közegbeli kölcsönhatása nagyon hasonló az alfa sugárzáséhoz a felülethez közeli rétegekben csak kicsi a lefékeződés a Bragg csúcshoz tartozó behatolási élység: hatótávolság terápiás felhasználás! Protonsugárzás különböző energiájú protonsugárzá s behatolása vízbe (DFS 2.67 ábra) Bragg csúcsok aghasítás (>100 MeV): agtöredékek, n-ok, γ-sugárzás 31 32

alfa béta gaa neutron áthatolóképesség nagyon kicsi kicsi nagyon nagy nagyon nagy veszélyesség belső belső/ külső külső külső védele papír űanyag ólo, beton víz, beton.. 33 34 elnyelt dózis D Δ E ΔE Δ ρδv érvényesség: 2. Fizikai dózis-fogalak inden ionizáló sugárzásra korlátozás nélkül régi egység:1 rad 0,01 Gy elnyelt energia töeg J kg [ D ] Gy (Gray) 35 Sugárterhelés és dózisszintek halálos dózis (LD): az a dózisennyiség, aely 30 napon belül a besugárzott szeélyek 100 %-ának a halálához vezet, LD> 8 Gy teljes test besugárzás esetén félhalálos dózis (LD 50 ): az a dózisennyiség, aely 30 napon belül a besugárzott szeélyek 50 %-ának a halálához vezet, LD 50 > 5-8 Gy teljes test besugárzás esetén 36

besugárzás i dózis ( létrehozott pozitív) töltés ( levegő)töeg A besugárzási és az elnyelt dózis kapcsolata levegőben átlagosan 34 ev szükséges egy ionpár keltéséhez D lev f 0 X, ahol f 0 34 J/C X ΔQ Δ levegő ΔQ ρ ΔV levegő [ X ] C kg kis részecskeenergia esetén <0.6 MeV< nagy részecskeenergia esetén érvényesség: Röntgen és gaa sugárzásra levegőben D lev? D szöv 3 MeV alatt elektronegyensúly esetén 37 töeggyengítési együttható töegfékező 38 képesség Elektronegyensúly kis fotonenergia esetén < 0.6 MeV Bragg-Gray elv nagy fotonenergia esetén > 0.6 MeV szövet (levegőekvivalens) fekete pontok: prier elektronok fekete vonalak: szekunder elektronok a V térfogatból kilépő és az abba belépő elektronok száa egegyezik 39 olyan vékony karafal, hogy az elektronok akadály nélkül behatolnak levegővel telt üreg karafal az ionsűrűség a érőüregben egyezik a szövetivel szövetekvivalens karafal 40

dózisteljesítény 3. A sugárzások érése dózis kiszáítása pontszerű gaa sugárforrás esetén levegőben néhány sugárforrás dóziskonstansa forrás 41 42 Szcintillációs száláló Ionizációs kara 43 Orvosi fizika gyakorlatok, 2005 A: rekobináció B: ionizációs kara (összegyűjti az összes iont, a sugárzás ionizáló hatását éri) C: proporcionális tartoány D: Geiger tartoány (lavina effektus) 44

Fildoziéter Zsebkara doziéter GM-csöves szálálók fil fényzáró tokban egfeketedése arányos az ionizáló sugárzás dózisával két réteg: érzékenyebb (50 Sv-50 Sv) érzéketlenebb (50 Sv-10 Sv). szűrők: űanyag, Al, Pb, stb. lehetővé teszik a sugárzás fajtájának és energiájának egállapítását, Orvosi fizika gyakorlatok, 2005 hátrányok: csekély pontosság, utólagos kiértékelés (pl. 1 hónap). 45 Orvosi fizika gyakorlatok, 2005 46 Teroluineszcens dózisérő az elektronok csapdába kerülnek gyűrűbe foglalt TLDkapszula (a kéz sugárterhelésének detektálására), ill. a agyar fejlesztésű PILLE nevű teroluineszcens doziéter kiértékelő egysége az űrben (Sally Ride 1984). 47