buc xa

BỨC XẠ ION HÓA VÀ
CƠ THỂ SỐNG






Nguồn bức xạ tự nhiên : tia vũ trụ,
tia tử ngoại, tia hồng ngoại, bức xạ
mặt trời, các chất phóng xạ trong tự
nhiên có trong đất, nước, không khí…
Nguồn bức xạ nhân tạo: sóng
viba, sóng vô tuyến, phóng xạ trong
các hoạt động nghiên cứu của con
người (y học, khai thác mỏ, năng
lượng nguyên tử, vũ khí hạt nhân…)





MỤC TIÊU
1.
2.

3.
4.

TRÌNH BÀY ĐƯỢC BẢN CHẤT CỦA CÁC
BỨC XẠ ION HÓA

PHÂN BIỆT CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA BỨC
XẠ ION HÓA LÊN CƠ THỂ SỐNG VÀ CÁC
MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG CỦA CƠ THỂ
SỐNG
TRÌNH BÀY ĐƯỢC CÁC NGUYÊN LÝ KIỂM
SOÁT VÀ AN TOÀN BỨC XẠ
TRÌNH BÀY ĐƯỢC NGUYÊN LÝ ỨNG
DỤNG CỦA ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG
Y HỌC.


NỘI DUNG
1.
2.

3.

4.

5.

Bản chất của bức xạ ion hóa
Các đại lượng đặc trưng cho sự
phân rã phóng xạ
Sự hấp thụ năng lượng bức xạ Liều lượng bức xạ
Tác dụng của bức xạ ion hóa lên vật
chất sống.
An toàn bức xạ

1. NGUỒN GỐC VÀ BẢN CHẤT
CỦA BỨC XẠ ION HÓA
1.1. CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN
TỬ
1.2. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ


1.1. CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN
TỬ
Cấu tạo HNNT: các nucleon
• Proton: P (q=e=+1,6.10-19C;m=1,00759u; 1u=1,66.1024
g)
• Notron: n (q=0;m= 1,00898u)
• Kí hiệu: zXA . Với Z: số p; N=A-Z: số n
Đồng vị: Những nguyên tố hóa học có cùng số P, số n
khác nhau
VD: H có 3 đv: p1; D2 ; T3
C có 4 đv: C11; C12; C13; C14
Hạt nhân là một hệ lượng tử: Các nucleon được đặc trưng
bằng các số lượng tử và ứng với những mức NL xác định


1.2. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ






1895,Wilhelm Roentgen phát hiện ra 1

tấm phim ảnh có thể bị cản quang bởi các
bức xạ vô hình, có thể xuyên qua vật chất
1896, nhà bác học Becquerel đã phát hiện
thấy Urrani Sunfat đã phát ra những tia
không nhìn thấy nhưng có khả năng đâm
xuyên mạnh
Mari Curi và Pie Curi đã chứng tỏ rằng:
Chùm tia phát ra từ HN của một nhóm các
nguyên tố


1.2. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
ĐN: Hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự biến đổi để trở
thành hạt nhân nguyên tử của nguyên tố khác, hoặc
từ một trạng thái năng lượng cao về một trạng thái
năng lượng thấp hơn, trong quá trình biến đổi đó hạt
nhân phát ra những tia không nhìn thấy được có năng
lượng cao gọi là tia phóng xạ hay bức xạ hạt nhân.
Tính chất của các tia phóng xạ:
- Khả năng đâm xuyên mạnh
- Ion hóa không khí
- Làm đen kính ảnh
- Gây ra các phản ứng hóa học


1.2. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ


Sơ đồ phân rã phóng xạ
XA

Z

,
Z

X

XA

XA

Z

Z

, X

A,

,
Z

(Z,
A,

(Z, >Z)

,

Z

XA,

(Z, =Z)


Các dạng phân rã phóng xạ. Bản
chất của các tia phóng xạ
Phân rã beta âm (β-)
 Điều kiện: đồng vị có N >Z
 Tia β- khả năng đâm xuyên kém, khả
năng ion hóa cao.
Trong không khí
V: (1-3)108m/s
E: 1-3MeV
R: 10cm – vài m (tùy năng lượng tia)


Sơ đồ phân rã phóng xạ β
Phương trình biến đổi: ZXA
Bản chất: n

A
X
z

YA + β- +Q

Z+1

p + β- + Q

32
P
15

βA
Y
Z+1

β-(1,71MeV)
100%
32
S
16

-


Phân rã beta dương (β+)





Điều kiện: đồng vị có N Tia β+ khả năng xuyên thấu kém, khả
năng ion hóa cao.
Phổ năng lượng: Đa năng. Quỹ đạo

là đường gấp khúc
Trong không khí
V: (1-3)108m/s
E: 1-3MeV
R: 10cm – vài m (tùy năng lượng tia)


Sơ đồ phân rã phóng xạ β
Phương trình biến đổi: ZXA
Bản chất: p

A
X
Z

YA + β+ +Q

Z-1

n + β+ + Q

13
N
7

β+
Y

Z-1

A

β+(1,20MeV)
100%
13
C
6

+


Phân rã beta β


Phổ năng lượng của các tia là liên
tục: bản chất của các phân rã là sự
biến đổi tương hỗ giữa n và p theo
phản ứng
p
n

n + β+ + +Q
p + β- + +Q


Phân rã alpha α
(2He4)






Điều kiện:Các HN của những nguyên
tố có khối lượng lớn
Tia α khả năng đâm xuyên kém, khả
năng ion hóa cao.
Phổ năng lượng: đơn năng, Quĩ đạo
ít gấp khúc (có thể coi là đường
thẳng)
Trong không khí
V: 107 m/s
E: 4-9MeV
=0,1mm;


Sơ đồ phân rã phóng xạ α


Phương trình biến đổi:
A
X
Z

A-4
Y
+ α +Q
Z-2

226

Ra
88

A
X
Z

α

α1

4,61 MeV

6,5%

γ
0,18MeV
A-4
Y
Z-2

α2 4,79 MeV
93,5%

222
Rn
86


Phát xạ tia γ







Điều kiện: HN chuyển từ trạng thái kích
thích về trạng thái cơ bản
Bản chất tia γ là sóng điện từ có bước
sóng ngắn
Tia γ khả năng đâm xuyên lớn, khả năng
ion hóa kém.
Trong không khí
V: 3.108m/s
E: 1-3,5 MeV
R: 10m – hàng trăm m;


Sơ đồ phân rã γ


27

Phương trình biến đổi:
A
A
ZX *
ZX + γ
Co60(5,2 năm)

90

β- (0,31 MeV)

α1(5,17 MeV)

100%

0,2%

α3 (5,34MeV)

5 MeV

2,50 MeV

0,88%

0,22MeV

1,33 MeV

0,08 MeV
0 MeV

Th228 (1,9 năm)

Ni

28

60

α1(5,42 MeV)
71%

0 MeV
224
Ra
88


Phân loại bức xạ ion hoa


Hạt vi mô tích điện
Các hạt có khối lượng tĩnh và mang điện:
alpha, beta



Photon năng lượng cao


Photon năng lượng cao





Có bản chất là Sóng điện từ
Không có khối lượng tĩnh và không
mang điện
Photon năng lượng cao: X, γ


1.3. Định luật phân rã phóng xạ


Định luật: Nt = N0. e-λt
λ: hằng số phân rã: Đặc trưng cho tính phóng xạ
của từng nguyên tố, không phụ thuộc vào các
điều kiện ngoài



Chu kỳ bán rã T: Là khoảng thời gian cần
thiết để số HN có tính phóng xạ của nguồn
đó giảm xuống một nửa so với ban đầu.
• T= ln2/λ
• T đặc trưng cho tính phóng xạ của nguyên tố
phóng xạ


Tốc độ phân rã phóng xạ (hoạt độ phóng
xạ)


ĐN:Tốc độ phân rã PX của một nguồn là
một đại lượng vật lý cho biết số hạt nhân

có tính PX của nguồn đó bị phân rã trong
một đơn vị thời gian.
q = λ. N t



Đơn vị: 1Bq = 1 Pr/s
• Bq là tốc độ phân rã của nguồn mà cứ
mỗi giây trung bình có một HN bị phân
rã
• 1Ci = 3,7.1010 Bq