Giáo trình Sinh học phóng xạ: Phần 1

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.72 MB, 20 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Nguyễn Thị Kim Ngân

Lê Hùng

S O S

CẼỌG

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

NGUYÊN THỊ KIM NGÂN - LÉ HÙNG

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

n h a XUấT BRN ĐỌI HỌC QUỐC OIR HÉ» n ộ i

16 Hàng Chuối - Hai Bà Trưng - Hà Nội

Điện thoại: (04) 9715012; (04) 7685236. Fax: (04) 9714899
E-maiỉ:

Chịu trách n h iệ m x u ấ t bản:

* •

G iá m đ ố c: PHÙNG QUỐC BẢO
T ổ n g b iê n tậ p : PHẠM THÀNH

HƯNG

Chịu trá ch n h iệ m nội dung:

Hội đ ồ n g n g h i ệ m t h u giáo t r ì n h

T r ư ờ n g Đ H K H T N - Đại học Quốc gia H à Nội

Nhận xci:

PG&TS.NGUYÊN NHƯ HIỂN

TS.ĐẬNG DĨỀM HỔNG

Biên tập và sử a b ả n in:

PHẠM ĐỈNH KHANG

NGUYỄN THẾ HIỆN

T rìn h bày bìa:

BẠCH LIÊN

SÍNH HỌC PHÓNG XẠ

Mã

SỐ:

1 K. 04 41. 10304

In 300

cuốn,

khổ 14,5

X

20,5 tại Nhà in Đại học Quốc gia Hà

Nội

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

M ụ c lụ c

Mở đ á u

5 C h ư ơ n g 1. Đại cương vé hạt nhản nguyên tử

9 . 1

Cấu tạo nguyên tử

và

hạt nhân nguyên tử

9 .2

Hiện tượng phóng xạ và các dạng phân rã phóng xạ

27 C h ư ơ n g

. Tương tác củ a bức xạ ion hoá với vật chất

43

2.1 Tương tác của các hạt năng mang điện

43

2.2 Tương tác của các điện tử với vật chất

44

2.3 Sự h ấp thụ pozitron 47

2.4 Các chiết hị ghi do phóng xạ thường dùng

53 C h ư ơ n g 3. Hố học phóng xạ hệ thong nước

63 3 .1 Tác đụng của bức xạ ion hoá lén phán tử nước

63 3.2 Sự tham gia phàn ứng của các gốc tự do

6 6

3.3 Tác dụng cùa bức xạ lẻn axil am in,

c á c b a z a

nitơ

và hệ kco 7 0

C h ư ơ n g 4. Cơ chế tác dụng của bức xạ ion hoá

trong hệ thống sinh vật

73 4.1 Tính chat chung của các loại tia phóng xạ hố

khi tương tác với vật chất

73 4 2 Tác dụng trực tiếp và tác dụng gián tiếp

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

4.3 Vấn đẻ ngưỡng liéu lượng

97 4.4 Bàn chất cùa sự tổn thương hoá học đáu tiỏn

trong hệ thống sống dưới tác dụng của tia phóng xạ

98 Chương 5. Tác dung cùa tia phóng xạ lèn phán tử tế bao và mỏ

105 5.1 Tác dụng của bức xạ ion hoá lên các phân tử sinh hex:

105 5.2 Tác dụng của tia phóng xạ ion hoá lên tế bào

108

5.3 T ổn thương ở các m ô 116

Chương 6. Những thay dổi về sinh hoá trong cơ the song

121

6.1 S ự t i é u t h ụ o x y 121

6.2 Quá trình Irao đổi hydratcacbon

122

6.3 Rối loạn trao đổi lypit 123

Chương 7. Tác động của tia phóng xạ lén cơ thế song

127 7.1 Quá trình tác dụng của tia phóng xạ

127 7.2 Độ nhạy cam phóng xạ cúa hệ sinh học

128 7.3 Ngưỡng liều lượng

130 7.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng

cùa bức xạ ion hoá lén cơ thể sống

135 Chương 8. Những nguyên tảc vé an tồn phóng xạ

139

8 . 1

Những nguồn phóng xạ ảnh hường đến con người

139

8.2 Liểu tơì đa cho p h é p 140

8.3 Các biện pháp chù yếu để đảm bào an tồn phóng xạ

141 8.4 Tổ chức làm việc và iheo dõi kiểm tra

145 Chương 9. Sử dụng đồng VỊ phỏng xạ trong Y sinh học

149

9 Phương pháp đánh dấu phóng xạ

149 9.2 Dùng nguồn chiếu xạ

151 Tài liệu th am khảo

157

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Mở

đ ầ u

S i n h h ọ c p h ó n g x ạ là m ộ t n g à n h k h o a h ọ c n g h i ê n c ứ u ả n h
h ư ở n g c ư a c á c t i a p h ó n g x ạ l ê n s i n h v ậ t . Với s ự p h á t t r i ể n
n h a n h c h ó n g c ủ a k ỹ t h u ậ t h ạ t n h â n , r ấ t n h i ề u đ ồ n g vị p h ó n g x ạ
(O V P X ) c ủ a h ầ u h ế t c á c n g u y ê n t ố đ ã v à đ a n g đ ư ợ c s ả n x u ấ t v à
s ử d ụ n g . N g à y n a y , t r ê n t h ế giới, Đ V P X đ ư ợ c s ử d ụ n g r ấ t r ộ n g
r ã i t r o n g n g h i ê n c ử u Y học, S i n h h ọ c v à D ư ợ c h ọ c c ũ n g n h ư
t r o n g l â m s à n g , vì v ậ y n g h i ê n c ứ u cơ c h ế t á c d ự n g c ủ a p h ó n g x ạ ,
I i i r là c á c b ứ c xạ io n h ó a l ê n v ậ t c h ấ t n ó i c h u n g v à s i n h v ậ t nói

riê n g là r ấ t cần thiết.

G i á o t r ì n h s i n h h ọ c p h ó n g xạ c u n g c ấ p c h o s i n h v i ê n c á c
k i ế n t h ứ c c h ủ y ế u v ế cơ sỏ v ậ t lý h ạ t n h â n t h e o h ư ớ n g ứ n g d ụ n g
t r o n g s i n h h ọ c p h ó n g x ạ , h i ế u biết v ề c á c n g h i ê n c ứ u v à £Ìả
t h u y ế t v ề c á c q u á t r ì n h s i n h h o á v à t á c đ ộ n g c ủ a p h ó n g x ạ lê n
cơ t h ể s ò n g t h ô n g q u a c á c q u á t r ì n h s i n h h o á n à y . G i á o t r ì n h
( ' ù n g t r ì n h b à y c á c q u y đ ị n h v ề a n t o à n b ứ c x ạ c h o người l à m
v i ệ c

à

c á c m ô i t r ư ờ n g k h á c n h a u . Nội d u n g v à đ ị n h h ư ớ n g k i ế n

t h ứ c c ủ a g i á o t r ì n h đ ư ợ c tố c h ứ c t h e o c á c c h ư ơ n g n h ư dưới đ â y .

■

C h ư ơ n g

1 : Dại c ư ơ n g vê h ạ t n h ả n n g u y ê n tử . C ấ u tạ o c ủ a h ạ t

n h â n . C á c t í n h c h ấ t cơ b ả n c ủ a h ạ t n h â n , lực t ư ơ n g t á c g i ữ a
các n u c l e o n , n ă n g l ư ợ n g liê n k ế t . N g u ồ n p h ó n g x ạ ion h ó a . C á c
loại p h â n r ả p h ỏ n g x ạ / ? , / . C á c đ ị n h l u ậ t vê p h â n r ã v à
p h ó n £ x ạ . C á c

dơn

vị liều l ư ợ n g b ứ c xạ: l i ề u c h i ế u , liề u h ấ p
t h ụ ( r a đ ) , liều t ư ơ n g đ ư ơ n g s i n h v ậ t r a d ( R e m ) v à s i v e r t (H).
■ ( ' h ư ơ n g 2: T ư ơ n g t á c c ủ a b ứ c x ạ h ạ t n h â n với v ậ t c h ấ t .

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

t ử với v ậ t c h ấ t . T ư ơ n g t á c c ủ a b ứ c x ạ đ i ệ n t ử VỚI v ậ t c h ấ t :

H iệu ứ ng q u a n g điện, h iệ u ứng Compton, h iệu ửng tạo cặp.

T ư ơ n g t á c c ủ a c á c n ơ t r ô n với v ậ t c h ấ t . S ự p h á t h i ệ n c á c bức
x ạ : ô n g đ ế m d ù n g k h í , ố n g d ế m c h ấ t r á n . ố n g đ ế m n h ấ p
n h á y , b u ồ n g W i l l s o n , b u ồ n g bọt.

C h ư ơ n g 3: H ó a h ọ c p h ó n g x ạ h ệ t h ô n g nước. S ả n p h ẩ m đ ầ u
t i ê n c ủ a q u á t r ì n h p h ó n g x ạ nước: s ự t ạ o n ê n c á c gôc t ự d o v à
c á c s ả n p h ẩ m p h â n t ử . S ự t h a m g i a p h ả n ứ n g c ù a c á c gốc tự
do. P h ả n ứ n g c ủ a c á c c h ấ t h ữ u

cơ

h ò a t a n t r o n g rutóc.

C h ư ơ n g 4: Cơ c h ế t á c đ ộ n g c ủ a b ứ c x ạ i o n h ó a t r o n g h ệ
t h ô n g s i n h v ậ t . T á c d ụ n g t r ự c t i ế p v à t á c d ụ n g g i á n t i ế p c ủ a
t i a p h ó n g x ạ i o n h ó a l ê n h ệ t h ố n g s i n h v ậ t . H i ệ u ử n g p h a
l o ã n g , h i ệ u ứ n g o x y , h i ệ u ứ n g b ả o v ệ v à h i ệ u ứ n g n h i ệ t độ.
T ư ơ n g q u a n g i ữ a l i ề u l ư ợ n g c ủ a t i a b ứ c x ạ v ó i h i ệ u ứ n g
p h ó n g x ạ t r o n g c á c h ệ t h ố n g h ó a h ọ c v à s i n h v ậ t học.

C h ư ơ n g

5: T ác động củ a tia phóng xạ lên các p h â n tử, t.ế bào

v à m ô . T á c đ ộ n g c ủ a t i a p h ó n g x ạ l ê n c ấ u t r ú c v à h à m l ư ợ n g
c ủ a c á c p h â n t ử p r o t e i n , a x i t n u c le ic ; Á n h h ư ở n g c ủ a p h ó n g
x ạ t ó i q u á t r ì n h p h â n b à o ; Ả n h h ư ở n g t ố i q u á t r ì n h p h á t
t r i ể n v à đ i ề u k h i ể n ; V a i t r ò n h â n v à n g u y ê n s i n h c h ấ t t r o n g
t ổ n t h ư ơ n g d o p h ó n g x ạ g â y r a , t ổ n t h ư ơ n g c ủ a c á c m ô m á u
v à c á c cơ q u a n t ạ o m á u . T á c đ ộ n g c ủ a p h ó n g x ạ l ê n b à o t h a i ,
c á c m ô s i n h d ụ c , d a v à n i ê m m ạ c .

C h ư ơ n g 6 : N h ữ n g t h a y đ ổ i về s i n h h ó a t r o n g cơ t h ể sốn g .

T h a y đ ổ i t r o n g t i ê u t h ụ o x y , q u á t r ì n h t r a o đổi h y d r a t c á c b o n ,
R ố i l o ạ n t r a o đ ổ i l y p i t , t r a o đổi p r o t e i n , S ự t h a y đổi c â n b ằ n g
c á c c h ấ t đ i ệ n ly, e n z y m .

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

■

C h ư ơ n g 8 : N h ữ n g

nguyên

t ắ c

vỏ

a n t o à n p h ó n g xạ. N h ừ n g

n g u ồ n x ạ ả n h h ư ơ n g đ ế n c o n n g ư ờ i, l i ề u

tối

đ a c h o p h é p , c á c
b i ệ n p h á p c h ủ y ế u đ ể đ ả m b ả o a n t o à n p h ó n g x ạ . Đ i ể u c h i n h
n g u ồ n x ạ , d i ề u

chỉnh

t r ư ờ n g c h i ế u , t ả n g k h o ả n g c á c h v à t h ờ i
g i a n t i ế p xúc. C á c b i ệ n p h á p c h e c h ắ n . Cơ sở l à m việ c v à

các

t r a n g t h i ế t bị p h ò n g hộ.

■

C h ư ơ n g

9: S ử d ụ n g d ồ n g vị p h ó n g x ạ t r o n g Y h ọ c v à S i n h

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Chương 1

Đại c ư ơ n g vể h ạ t n h â n n g u y ê n t ử

1.1 C ấ u tạ o n g u y ê n t ử và h ạ t n h â n n g u y ê n t ử

1.1.1 C âu tạo c ủ a n g u y ê n tử

T ừ t h ò i H y l ạ p c ổ đ ạ i , n g ư ò i t a cho r ằ n g m ọ i v ặ t đ ề u do

n h ữ n g p h ầ n tử h ế t sứ c n h ỏ bé, r iê n g rẽ c ấ u tạ o t h à n h . Đó là

n h ữ n g n g u y e n t ử , p h â n t ử . P h â n t ử là p h ầ n t ử p h ứ c t ạ p g ồ m
m ộ t s ố n g u y ê n t ử t ạ o t h à n h , c ò n n g u y ê n t ử l à p h ầ n t ừ n h ò bé
n h ấ t c ủ a v ặ t c h ấ t , k h ô n g t h ể p h â n c h i a được.

Đ ế n c u ỏi t h ế k ỷ XIX, k h i n g h i ê n c ử u t i a â m cực, c á c n h à
h o á h ọc đ à t ì m r a đ i ệ n t ử t r o n g t h à n h p h ầ n c ủ a m ọ i n g u y ê n tử.
T ừ đ ó n g ư ơ i t a đ ã x á c n h ậ n r à n g n g u y ê n t ử có c ấ u t ạ o p h ứ c t ạ p ,
g ồ m n h ữ n g đ i ệ n t ử m a n g đ i ệ n â m v à n h ữ n g p h ầ n m a n g đ i ệ n
d ư ơ n g . Vì n g u y ê n t ử t r u n g h o à v ể đ iệ n n ê n đ ộ lớn đ i ệ n tích d ư ơ n g
p h ả i b ằ n g t ố n g đ i ệ n tíc h â m c ủ a các đ i ệ n tử . T u y n h i ê n c á c n h à
k h o a h ọ c c ò n c h ư a h ì n h d u n g đư ợc c ấ u t ạ o c ụ t h ể c ủ a n g u y ê n tử .

1.1.1.1 Mẩu nguyên tử của Rutherford

V à o đ ầ u t h ế k ỷ XX, n ă m 1911, E r n e s t R u t h e r f o r d , n h à b á c
h ọ c nổi t i ế n g n g ư ờ i A n h , c ả n c ứ v ào h à n g l o ạ t c á c k ế t q u ả t h ự c

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

n g h i ệ m c ủ a m ì n h , đ ã đ ể x u ấ t m ộ t m ẫ u lý t h u y ế t vể c ấ u tạo
n g u y ê n t ử , gọi là m ẫ u h à n h t i n h n g u y ê n t ử R u t h e r f o r d .

T r o n g mơ h ì n h n à y , R u t h e r f o r d đ ã giả t h i ế t r ằ n g k h ô i lư ợ n g

c ủ a m ỗi n g u y ê n t ử đ ư ợ c t ậ p t r u n g lạ i t r o n g m ộ t h ạ t n h â n r ấ t n h ỏ
n ằ m ở t r u n g t â m . H ạ t n h â n n à y m a n g đ i ệ n tíc h d ư ơ n g và n h ư
v ậ y , các đ i ệ n t ử bị g i ữ lại t r o n g n g u y ê n t ử d o t ư ơ n g t á c C o u l o m b .
T r o n g n g u y ê n t ử t r u n g h o à , đ i ệ n t í c h c ủ a h ạ t n h ả n p h ả i b à n g
t ổ n g đ i ệ n tích c ủ a t ấ t c ả c á c đ i ệ n t ử ở x u n g q u a n h . Do (ló, ỏ m ộ t
m ứ c đ ộ n h ấ t đ ị n h , n g u y ê n t ử c ủ a R u t h e r f o r d g iố n g n h ư h ệ m ặ t
trời: c á c đ i ệ n tử c h u y ể n đ ộ n g x u n g q u a n h h ạ t n h â n

giống n h ư

cảc
h à n h t i n h c h u y ể n đ ộ n g x u n g q u a n h m ặ t trời. Vì k h ơ i l ư ợ n g c ú a
cá c đ i ệ n t ử r ấ t n h ỏ s o với k h ố i l ư ợ n g c ủ a n g u y ê n t ử n è n
R u t h e r f o r d đ ă g iả t h i ế t r ằ n g h ầ u n h ư t o à n b ộ kh ố i l ư ợ n g c ù a
n g u y ẽ n t ử t ậ p t r u n g ở h ạ t n h â n v à h ạ t n h â n cỏ k í c h t h ư ớ c h ế t
sứ c n h ỏ s o với t o à n hộ n g u y ê n tử.

1.1.1.2 Mầu nguyên tử của Bohr

N ă m 1913, N i e l s B o h r d ự a v à o t h u y ế t l ư ợ n g t ử c ủ a P l a n c k
đ ã đ ư a r a m ộ t h ọ c t h u y ế t k h á c về c ấ u t ạ o n g u y ê n tử . Ô n g v ẩ n
g i ữ m ẫ u n g u y ê n t ử c ủ a R u t h e r f o r d , n h ư n g đ ã b ổ s u n g c á c đ ị n h
đ ề n h ằ m g i ả i q u y ế t đ ư ợ c n h ữ n g k h ó k h ă n c h í n h c ủ a m ẫ u h à n h
t i n h n g u y ê n tử.

T r o n g m ô h ì n h c ủ a B o h r , m ỗ i đ i ệ n t ử k h ô n g t h ể c h u y ể n
đ ộ n g t r ê n n h ữ n g q u ì đ ạ o b ấ t k ỳ m à c h ỉ t r ê n n h ữ n g q u ì d ạ o có
b á n k í n h x á c đ ị n h g ọ i l à q u ĩ đ ạ o d ừ n g . K h i đ i ệ n t ử c h u y ê n
đ ộ n g t r ê n q u ĩ đ ạ o x á c đ ị n h t h ì n g u y ê n t ử k h ô n g t h u h a y p h á t
n ă n g l ư ợ n g . N ế u đ i ệ n t ử c h u y ể n t ừ m ộ t q u ĩ đ ạ o l u ợ n g t ử có
n ă n g l ư ợ n g

E

I s a n g m ộ t q u ĩ đ ạ o k h á c g ầ n h ạ t n h â n h ơ n có
n à n g l ư ợ n g z?2» n g u y ê n t ử s ẽ p h á t r a m ộ t p h o t o n VỚI t ầ n sô V,

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

h y = E r E 2i (1.1)

t r o n g đ ó

h.

l à h ằ n g sô P l a n c k , có g iá t r ị /1=6 ,6 .1 0 3 4 J s.

N g ư ợ c lại. k h i đ i ệ n t ử h ấ p t h ụ m ộ t p h o t o n có n ă n g lư ợ n g hv,
nó s ẽ c h u y ể n t ừ q u ỹ đ ạ o g ầ n h ạ t n h â n s a n g q u ỹ đ ạ o x a h ạ t n h â n
h ơ n , c á c giá t r ị

E u Eo

ứ n g với h a i q u ỹ đ ạ o đ ó p h ả i t u â n t h e o (1.1).

N ă n g l ư ợ n g c ủ a đ i ệ n t ử k h i c h u y ể n đ ộ n g t r ê n m ộ t q u í đ ạ o
( t h ử

n)

là:

E ' J j ò ệ ỉ L

„ , 2)

n h

N h ư v ậ y , t a t h ấ y r ằ n g , ứ n g với m ộ t g iá t r ị xác đ ị n h

n

k h á c 1 , đ i ệ n t ử có t h ể c h u y ể n đ ộ n g t r ê n n h ữ n g q u i đ ạ o k h á c

n h a u , n h ư n g có c ù n g m ộ t m ứ c n ă n g l ư ợ n g .

1.1.1.3 Mẩu nguyên tử theo cơ học lượng tử

T h e o cơ h ọ c l ư ợ n g từ , t r o n g n g u y ê n t ử ( h a y p h â n t ử ) , c á c
d i ệ n t ử k h ô n g c h u y ể n đ ộ n g t h e o c á c q u ĩ đ ạ o h o à n t o à n x á c đ ị n h
m à t ạ o t h à n h c á c “đ á m m â y đ i ệ n t ử b a o q u a n h h ạ t n h â n ”.
T r ạ n g t h á i c ủ a m ỗ i đ i ệ n t ử đ ư ợ c đ ặ c t r ư n g b ằ n g c á c m ứ c n ă n g
l ư ợ n g v à đ ư ợ c x á c đ ị n h b ằ n g 4 s ô ' l ư ợ n g t ử , g ồ m :

• Sơ' l ư ợ n g t ử c h í n h

n

n h ậ n c á c g i á t r ị n g u y ê n d ư ơ n g
(1 , 2, 3, 4...)* x á c đ ị n h m ứ c n ă n g l ư ợ n g c ủ a đ i ệ n t ử ứ n g

với q u ĩ đ ạ o c ủ a nó.

•

SỐ

l ư ợ n g t ử / có t h ể n h ậ n các g i á t r ị n g u y ê n , d ư ơ n g t ừ 0

đ ế n ( n -1 ) (với

n

l à so> l ư ợ n g t ử c h í n h ) , đ ặ c t r ư n g c h o

m ô - m e n q u ĩ đ ạ o c ủ a đ i ệ n tử.

■ Sô" lư ợ n g t ử t ừ ra, đ ặ c t r ư n g c h o m ô m e n t ừ quĩ đ ạ o c ủ a
d i ệ n tủ , n h ậ n các giá t r ị n g u y ê n t ừ - / đ ế n +z, k ể cả giá t r ị 0 .

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

■ S ô lư ợ n g t ử s p i n , đ ặ c t r ư n g c h o s ự t ự q u a y c ù a đ i ệ n từ
q u a n h t r ụ c r i ê n g c ủ a nó. S p i n chỉ có t h ể n h ậ n h a i

giá

t r ị +1 / 2 v à -1/2 . Ở m ộ t t r ạ n g t h á i ứ n g với 3 s ố l ư ợ n g tử

n ó i t r ê n có t h ể có tới h a i đ i ệ n t ử v à h a i đ i ệ n t ử n à y tự
q u a y q u a n h t r ụ c c ủ a m ì n h t h e o h a i h ư ớ n g n g ư ợ c n h a u ,
t ạ o t h à n h m ộ t c ặ p có s p i n đối s o n g s o n g .

Lớp m â y đ i ệ n t ử c ủ a n g u y ê n t ử được t ạ o n ê n t h e o m ộ t qui

luật xác định và chặt chẽ.

T r o n g

tất cả các trạng thái khả dì ở

n g u y ê n tử, các d i ệ n t ử l u ô n lu ô n c h i ế m t r ạ n g t h á i s a o c h o n ă n g
lư ợ n g c ủ a c h ú n g là cực t i ể u , đ ồ n g th ò i k h ô n g k h i n à o tồ n t ạ i h a i
đ i ệ n t ử có bơn s ố lư ợ n g t ử h o à n t o à n g ió n g n h a u ( n g u y ê n lý P a u li)
t r o n g c ù n g m ộ t n g u y ê n tử. T r ạ n g t h á i c ủ a n g u y ê n t ử h a y p h â n tử
sẽ t h a y đổi k h i có í t n h ấ t m ộ t s ố l ư ợ n g t ử c ủ a m ộ t đ i ệ n tử t h a y đổi.

1.1.2 Các lực cơ b ả n tro n g n g u y ên tử

và h ạ t n h â n

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

N g ư ờ i t a (lã b iê t

rủng,

h ạ t n h ả n n g u y ê n t ử t r ư ớ c h ê t đ ư ợ c
c ấ u t ạ o l ừ c á c h ạ t p r o t o n v à n ơ t r o n , gọi c h u n g là c á c n u c l e o n .
N ơ tro n t r u n g lio à vẽ d iệ n n ê n k h ơ n g có lự c d iộ n tư ơ n g tá c giử ĩì
hai n ơ t r o n h o ặ c g i ữ a p r o t o n v à n ơ i r o n . T r á i lại, có lực d à y r ấ t
lớn g i ữ a c á c p r o t o n với n h a u vì c h ú n g đ ề u m a n g đ i ệ n t í c h
d ư ơ n g . N h ư n g c á c h ạ t p r o t o n t í c h đ i ệ n d ư ơ n g n à y v ẫ n t ồ n t ạ i
c ạ n h n h a u c ù n g với c á c n ơ t r o n t r o n g h ạ t n h â n . Đ ó là n h ờ có m ộ t
loại lự c t h ử h n i, gọi là lự c t ư ơ n g t á c m ạ n h . Lực n à y m ặ c d ù
m ạ n h

hon

lự c đ i ệ n n h i ề u l ầ n k h i h a i h ạ t k ể n h a u , n h ư n g s ẽ
gi à nì r ấ t n h a n h tới 0 k h i c á c h ạ t c ấ u t h à n h c ủ a h ạ t n h â n c á c h

n h a u m ộ t k h o ả n g lớn h ơ n 10 1 3 c m . L ự c t ư ơ n g t á c m ạ n h g i ữ a c á c

n u c l e o n là n h ư n h a u .

M ộ t l ự c t h ử b a r ấ t đ á n g đ ư ợ c c h ú ý vì n ó có t h ổ l à m c h u y ế n
(lỏi p r o t o n t h à n h n ơ t r o n v à n g ư ợ c lại. L ự c n à y n h ỏ h ơ n lực đ i ệ n
và r ù n g n h ỏ h ơ n c ả lực t ư ơ n g t á c m ạ n h n ê n dư ợc gọi là lực
t ư ơ n g t á c y ế u . Lực t ư ơ n g t á c y ế u có t á c d ụ n g t r o n g p h ạ m vi g ầ n
k ể t ấ t c ả c á c h ạ t cơ b ả n v à p h ạ m vi h i ệ u lự c là dưới 1 0 1 4 cm.

C ò n c ỏ m ộ t lực t h ứ t ư t á c d ụ n g l ê n t ấ t c á c á c t h à n h p h ầ n
c ủ a n g u y ê n t ứ là lực h ấ p d ẫ n . Đ ó l à l ự c h ú t dôi với t ấ t cả c á c đ ô i
t ư ợ n g c ó k h ô i lư ợ n g . T u y n h i ê n , v ê c ư ờ n g đ ộ t h ì lực h ấ p d ẫ n n h ỏ
h ơ n lực đ i ệ n k h o ả n g 1 0 l(> l ầ n , n ê n t r o n g t h ự c t ế lực n à y k h ơ n g có

t á c d ộ n g £Ì đ ế n n g u y ê n tử.

1.1.3 C âu tạo c ủ a h ạ t n h â n n g u y ên tử

N g ư ờ i t a đ ã b i ế t r à n g , h ạ t n h â n n g u y ê n t ử t r ư ớ c h ế t đ ư ợ c
c ấ u t ạ o t ừ c á c h ạ t p r o t o n v à n ơ t r o n , gọi c h u n g là c á c n u c l e o n . Sô"
l ư ợ n g p r o t o n t r o n g m ộ t h ạ t n h â n n g u y ê n t ử đ ư ợ c k ý h i ệ u b ằ n g
c h ừ

Zy

c ù n g c ò n d ư ợ c d ù n g n h ư là chi s ố đ i ệ n t í c h c ủ a h ạ t n h â n .
Sô n à y b ằ n g s ỏ đ i ệ n t ử c ủ a n g u y ê n t ử v à vì v ậ v ,

z

c ò n đư ợ c gọi

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

là n g u y ê n t ử số. S ô n à y , d o đ ó c ù n g c h o b i ế t vị t r í c ủ a n g u y ê n lô
t r o n g b ả n g t u ầ n h o à n M e n đ ê l ê e p . T r o n g k h i đó, sỏ l ư ợ n g n ơ t r o n
có t r o n g m ộ t h ạ t n h â n đ ư ợ c k ý h i ệ u b ằ n g c h ữ

N.

K h i có s ự k h ô n g c â n b ằ n g v ê sô" đ i ệ n t ử v à s ố p r o t o n ,
n g u y ê n t ử s ẽ k h ô n g c ò n t r o n g t r ạ n g t h á i t r u n g h o à về đ i ệ n v à
t r ớ t h à n h m ộ t ion.

SỐ’ l ư ợ n g n u c l e o n t r o n g h ạ t n h â n đ ư ợ c k ý h i ệ u b à n g c h ữ A.
N h ư v ậ y

A

là t ổ n g c ủ a

z

( s ô

proton)

v à

N

(sô n ơ t r o n ) và vì t h ê

A

c ị n có t ê n là s ô k h ô i . T r ê n t h ự c t ế , k h ỏ i l ư ợ n g c ủ a n g u y ê n t ử
n ằ m ỏ h ạ t n h â n c ủ a n g u y ê n tử .

C h ú n g t a b i ế t r ằ n g c á c đ ặ c t í n h h o á h ọc c ủ a m ộ t n g u y ê n t ố
l à d o sô" đ i ệ n t ử q u y ế t đ ị n h , vì v ậ y n g u y ê n t ử s ố

z

d ặ c t r ư n g c h o
c á c n g u y ê n t ố h o á h ọ c k h á c n h a u .

Nuelií* là loại n g u y ê n t ử b ấ t k ỳ đ ư ợ c t h ể h i ệ n với s ỏ p r o t o n
v à n ơ t r o n c ủ a nó.

M ộ t vài nuclit được gọi b ằ n g n h ữ n g tê n độc biột vi n h ữ n g
n g u y ê n n h â n lịch sử, ví d ụ n h ư :

| H ! h o ặ c Ị) Prot-on ịH2 h o ặ c d Đơteron

lH3hoặc t Triton

>He1hoặctt

H ạt alpha

Đ ồ n g vị p h ó n g x ạ c ủ a m ộ t n g u y ê n t ỏ là c á c n u c l i t với sô

z

g i ố n g n h a u n h ư n g s ố

N

k h á c n h a u . Vì c á c đ ồ n g vị p h ó n g xạ có
c ù n g sơ đ i ệ n tử , n ê n c h ú n g có t í n h c h ấ t h o á h ọc h o à n t o à n n h ư
n h a u . V í d ụ , có m ộ t sô" đ ồ n g vị c ủ a l ố t n h ư :

m ỉy

ẳ27l và Ị3ỉi.

N g ư ò i t a c ũ n g c òn p h â n b i ệ t c á c c h á t có c ù n g sô n ơ t r o n là
c á c đ ồ n g n d t r o n , t ứ c ỉà c á c n u c l i t có s ố

N

g i ố n g n h a u n h ư n g sô

z

k h á c n h a u . N g o à i r a , c á c c h ấ t đ ồ n g k h ố i là các n u c l i t có sơ

A

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

H i ệ n n a y , n g ư ờ i t a d ã b i ế t k h o ả n g h ơ n 3 0 0 đ ồ n g vị p h ó n g
x ạ (ự n h i ê n v à g ầ n 1 0 0 0 đ ồ n g vị p h ó n g x ạ n h â n tạ o . C á c đ ồ n g vị
p h ổ n g x ạ t r o n g t ự n h i ê n t h ư ờ n g ở d ạ n g b ể n , có t h ò i g i a n b á n rã
r a t đài. Do đó, c h ú n g k h ô n g t h ỏ a m ã n c á c y ê u c ầ u s ử d ụ n g c h o
c á c ử n g d ụ n g t r o n g Y h ọc v à S i n h học. T r o n g t h ự c t ế , c á c đ ồ n g
VỊỊ ì h â n t ạ o d ù n g t r o n g Y h ọc v à S i n h h ọ c đ ề u là các đ ồ n g vị
n h ố n t ạ o , do con n g ư ờ i t ạ o r a t r o n g các m á y g i a tốc, h o ặ c l à s á n
p h ẩ m c ủ a q u á t r ì n h p h â n h ạ c h c ủ a u r a n i u m h a y p l u t o n i u m
t r o r . g cá c lò p h ả n ứ n g h ạ t n h â n .

Cơ học lư ợ n g t ử đ ã có n h ữ n g t h à n h c ô n g lớn t r o n g việc giải
t h í c h <:áf t r ạ n g t h á i n ă n g lư ợ n g c ủ a cá c đ i ệ n tử , c á c lực liên k ế t và
c a n tạ o c ủ a n g u y ê n t ử v à do đó, c ũ n g được á p d ụ n g đ ể lí giải các
l i ê n k ế t v à c ấ u t ạ o c ủ a h ạ t n h â n . T r ê n cơ sở n à y đ ã có n h ữ n g m ô

himh v ể c ấ u t ạ o c ủ a h ạ t n h â n n h ư t r ì n h b à y n g ắ n g ọ n dưới đảy.

1*. 13.1 Mẩu lớp

T h e o n g u y ê n lý l o ạ i t r ừ P a u l i , m ồi m ứ c h ạ t n h â n có t h ể có
b ơ n h ạ t : h a i p r o t o n vói s p i n n g ư ợ c c h i ể u n h a u v à h a i n ơ t r o n với
spur, n glide c h i ể u n h a u . Đ i ề u đ ó k h á c với c á c lớp vỏ c ủ a n g u y ê n
tủi' đ i ỉ g ồ m h a i đ i ệ n t ử với s p i n n g ư ợ c c h i ề u n h á u t r o n g m ỗ i m ứ c
m ă n g l ư ợ n g , s ở d ĩ có s ự k h á c n h a u n h ư v ậ y là vì t r o n g h ạ t n h â n
cói hai loại h ạ t k h á c n h a u có t h ể c ù n g c h i ế m c á c m ứ c n ã n g
lư/Ợrg, t r o n g k h i đ ó t r o n g n g u y ê n t ử c h ỉ có c á c đ i ệ n t ử c h i ê m c á c

1 1 1 ứ( n ă n g lư ợng. Vì v ậ y n g ư ờ i t a g iả t h i ế t h ạ t n h â n đư ợc c ấ u t ạ o

tìử c í c lớp m à các lóp vối c á c m ứ c n ă n g l ư ợ n g t ư ơ n g ứ n g đư ợ c l a p
đ ẩ y l ầ n l ư ợ t b ằ n g c á c n u c l e o n , v à n h ư v ậ y , lớp đ ư ợ c h í p đ ầ y đ ầ u
t i ê n sõ c h ứ a 2 p r o t o n v à 2 n ờ t r o n , t ư ơ n g ứ n g với h ạ t n h â n c ủ a

H<êl, t ứ c l à oH e4. T h ự c n g h i ệ m ch o t h ấ y «>He4 b i ể u lộ n h i ề u đ ặ c

đ i i ể n m à m ộ t h ạ t n h â n với lỏ p vỏ đ ầ y s ẽ có, đ ó là : 2H e4 l i ê n k ế t

chiặ t h ơ n n h i ể u s o với c á c h ạ t n h â n k h á c b ê n c ạ n h ; n ó có r ấ t ít
k h ì ả n ă n g b ắ t t h ê m n ơ t r o n .

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

• •

A A Ạ Ạ

...n -..a

A A A

0 o

-;

A A

0 o

o

(b) Proton

# (a) Nơtron

Hinh 1.1

Sơ đổ biểu diẻn mửc độ làm đấy cảc lớp của hạt nhãn

T ư ơ n g lự n h ư t r o n g cá c n g uyê n tử, t r o n g c á c hnt n h â n , số

p r o t o n v à sô" n ơ t r o n d ù n g d ê t ạ o n ê n

các

lớp l ấ p đ ầ y sẽ t ă n g d ầ n
t ừ c á c h ạ t n h â n n h ẹ l ê n đ ế n các h ạ t n h â n n ạ n g , sa o c h o c á c
n u c l e o n l u ô n t ạ o t h ả n h c ặ p t ừ n g dôi m ộ t ở m ỗ i m ứ c n ă n g l ư ợ n g .
M a ỵ e r v à J e n s e n d ã c h ứ n g m i n h r ằ n g với lý t h u y ế t l ư ợ n g t ử

dựa trê n mẫu lớp ta có th ể tiên đốn sơ" nucleon trong các lớp

đ ầ y . M ộ t b ằ n g c h ứ n g t h ự c n g h i ệ m k h á c có t h ể g i ả i t h í c h đ ư ợ c
b ằ n g m ẫ u lớp l à h ầ u n h ư k h ô n g t ồ n t ạ i c á c h ạ t n h â n b ể n có s ố
n ơ t r o n là m ộ t s ố lẻ h o ặ c có m ộ t s ố lẻ c á c p r o t o n . T a h ã y h ì n h
d u n g c á c n u c l e o n l i ê n k ế t với n h a u t r o n g m ộ t h ô t h ê n á n g n h ư

ờ

h ì n h l . l a , m à t r o n g d ó c á c c h ấ m m à u s á n g b i ể u t h ị các p r o t o n
v à c á c c h ấ m m à u đ e n b i ể u t h ị các n ơ t r o n . N h ư v ậ y , h ì n h l . l a
m ô t ả m ộ t h ạ t n h â n với sô

z

lẻ v à s ô

N

lẻ (do d ó m à

A

c h a n ) .

Nếu th ô n g qua một q u á trìn h nào đó, nơtron đơn lẻ (khơng tạo

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

và proton đểu (lược lấp (tầy. Các h ạ t n h â n VỚI sô khỏi A lẻ phái

lu ô n l u ô n có m ộ t n u c l e o n k h ô n g g h é p c ặ p v à n h ư v ậ y sẽ k h ô n g
cỏ h i ệ u

ứng

t ư ơ n g tự . T í n h c h ấ t n à y đ ư ợ c gọi là " h i ệ u ứ n g g h é p
c ậ p " vì n ó p h ả n á n h k h u y n h h ư ớ n g c á c n ơ t r o n v ả c á c p r o t o n
x u ấ t h i ệ n t h à n h t ừ n g c ặ p với c á c t h à n h v i ê n t r o n g c ặ p t h u ộ c
v à o c ù n g m ộ t loại. R õ r à n g là h i ệ u ứ n g g h é p c ặ p m ạ n h ch o t h ấ y
c á c h ạ t n h ả n với

z

lẻ -

N

lẻ l u ô n l u ô n là k h ô n g b ể n .

T ư ơ n g t ự n h ư n g u y ê n t ử k h i bị k í c h t h í c h s ẽ p h á t r a q u a n g
p h ố v ạ c h t h ì các h ạ t n h â n k h i bị k íc h t h í c h s ẽ p h á t r a bửc x ạ có
n à n g l ư ợ n g g i á n đ o ạ n t ư ơ n g t ự n h ư c á c q u a n g p h ổ v ạ c h , v ề m ặ t
lịch sử , b ứ c x ạ n à y đ ư ợ c n h ậ n b i ế t n h ư là m ộ t t r o n g b a loại bức
x ạ d o c á c c h ấ t p h ó n g x ạ p h á t r a v à đư ợ c gọi là " b ứ c x ạ g a m m a " .
N g à y n a v t u y b i ế t b ứ c x ạ y có b ả n c h ấ t đ i ệ n t ừ n h ư c h í n h c á c t i a
X, n g ư ờ i t a v ẫ n d ù n g t e n t i a g a m m a v à k ý h i ệ u Ỵ đ ể chi' b ứ c xạ
điện từ do h ạ t nhân phát ra.

T u y n h i ê n , h ạ t n h â n k h ô n g n h ấ t t h i ế t p h ả i p h á t r a t i a

y

đ ể

l à m g i ả m n ả n g l ư ợ n g k í c h t h í c h . C ó m ộ t q u á t r ì n h t h ử h a i gọi là
"sự b i ế n h o á n n ộ i ” c ạ n h t r a n h t r ự c t i ế p với s ự p h á t x ạ t i a Ỵ.
T r o n g q u á t r ì n h n à y , h ạ t n h â n t r u y ề n n ă n g l ư ợ n g c ủ a n ó t r ự c
t i ế p c h o đ i ệ n t ử c ủ a n g u y ê n t ử v à đ i ệ n t ử b a y r a với đ ộ n g n ă n g :

E e = w - B „

(1.3)

với

w

là h i ệ u n ă n g l ư ợ n g g i ữ a h a i m ứ c n ă n g l ư ợ n g c ủ a h ạ t n h â n
v à

B<

là n ă n g lương l i ê n k ế t c ủ a d i ệ n t ử với h ạ t n h â n .

N ă n g l ư ợ n g l i ê n k ế t

B

x u ấ t h i ệ n d ư ớ i d ạ n g c á c t i a X k h i
c h ỗ t r ố n g t r o n g n g u y ê n t ử d ư ợ c l â p d ầ y .

Nói c h u n g có t h ể d ù n g i n ẫ u lớp đ ể g iả i t h í c h m ộ t sơ t í n h c h ấ t
q u a n t r ọ n g q u a n s á t dược b ằ n g t h ự c n g h i ệ m c ủ a c á c h ạ t n h â n . T u y
Iìh íê n, m ẫ u lớp k h ô n g giải t h í c h đ ư ợ c rv á h đổ m ặ t d ộ h ầ u n h ư
k h ô n g dổi c ủ a h ạ t n h â n , s ố n ơ t r o n d ư Ịtrong các h ạ t n h â n có s ố

... • , ,

T í : i CỈ *Ỉ L k

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

k h ô i A lớn, q u á t r ì n h p h ả n h ạ c h và các q u á t r ì n h p h á n râ p h ó n g xạ
a v à

p.

Đ ể giải t h íc h c á c h i ệ n tư ợ n g n à y m ộ t c á c h t h o ả đ á n g , ngươi
t a c ù n g đ â để x u ấ t m ộ t m ẫ u h ạ t n h â n k h á c • m ẫ u giọt chất lỏng.

1.1.3.2 Mau giọt chất lỏng

M ẫ u giọt c h â t lò n g coi h ạ t n h â n n h ư m ộ t n h ó m c á c h ạ t
t ư ơ n g t á c m ạ n h v à các t í n h c h ấ t t ổ n g t h ể c ủ a h ạ t n h â n đ ư ợ c x e m
l à t r u n g b ì n h c ủ a t ấ t c ả c á c h ạ t đó d ó n g góp d ồ n g thời. C á c
n u c l e o n được x e m n h ư r ấ t g iố n g với các p h â n t ử t r o n g m ộ t giọt
c h a t lỏ n g ở chỗ các h ạ t đ ề u góp p h ầ n n h ư n h a u v à o các t í n h c h ấ t
t ô n g t h ể . Đ iề u n à y h o à n t o à n k h á c với m ẫ u lớp: ỏ đó m ộ t n u c l e o n
(cụ t h ể là các n u c l e o n l à m đ ầ y m ộ t lớp) có t h ể l à m t h a y đổi các
t í n h c h ấ t m ộ t c á c h c ả n b ả n . Đ ể đ ặ c t r ư n g m ẫ n n à y ngươi t a s ử
d ụ n g b a t í n h c h ấ t :

■ C h ấ t lỏ n g h ạ t n h â n có t í n h c h ị u n é n c a o và t ấ t c ả các
h ạ t n h â n có m ậ t đ ộ n h ư n h a u .

■ G i ữ a các n u c l e o n có h a i lực t ư ơ n g tác: lực C o u lo m b giữ a
các p r o t o n v à lực t ư ơ n g tác m ạ n h cỏ c ù n g độ lốn g i ữ a t ấ t
c ả các n ucleon.

■ M ộ t n u c l e o n c h ỉ có t h ể t ư ơ n g t á c m ạ n h vói m ộ t sô h ữ u
h ạ n n u c l e o n n à m x u n g q u a n h nó.

1.1.3.3 Mẩu tập thể

M ẫ u t ậ p t h ể là s ự k ế t h ợ p c á c đ ặ c đ i ể m c ủ a m ẫ u lớp và
m ẫ u g i ọ t c h ấ t l ỏ n g đ ể x â y d ự n g m ộ t lý t h u y ế t có k h ả n à n g lý
g i ả i t ấ t c ả c á c h i ệ n t ư ợ n g h ạ t n h â n đ ã q u a n s á t được. T r o n g
m ẫ u n à y , h ạ t n h â n đư ợ c h ì n h d u n g n h ư là có m ộ t lõi gồ m c á c
lớp c h ứ a đ ầ y c á c n ơ t r o n v à p r o t o n . C á c n ơ t r ô n v à p r o t o n cò n lại
đ ư ợ c coi l à có liê n k ế t y ế u với bê m ặ t c ủ a lõi t r u n g t â m . Lớp bề

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

m ậ t n à v có t h ể có n h ữ n g loại c h u y ể n đ ộ n g v à c ấ u h ì n h h ì n h học

k h á c n h a u đối vỏi lõi t r u n g t â m . N h ư v ậ y lõi t r u n g t á m có các
l í n h ( ' h ấ t k h á g i ô n g với c á c lín lì c h ấ t t i ê n đ o á n t h e o m ẫ u g iọ t
c h ấ t ló ng, c ị n các t h a y dối t r ê n b ê m ặ t h ạ t n h â n c h o ta n h i ề u
h i ệ u ứ n g p h ù hợp với s ự t i ê n đ o á n t h e o m ẫ u lớp.

T h à n h cô n g c ủ a lý t h u y ế t n à y là ỏ c h ỗ n ó đ ã t i ê n đ o á n dư ợc
s ụ t ồ n t ạ i c á c m ứ c q u a y t r o n g h ạ t n h â n . N h ữ n g m ứ c đó t ư ơ n g t ự
n h ư c á c m ứ c q u a y t r o n g p h á n tử , l à m x u ấ t h i ệ n n h ữ n g giải
n a n g lư ụ u g q u a y t r o n g p h ố p h â n tử . T a có t h ể d ù n g m ẫ u t ậ p th ê
đ ể t i ô n đ o á n n ă n g l ư ợ n g v à k h o ả n g c á c h c ủ a c á c m ứ c q u a y đó
m ộ t c á c h r ấ t c h í n h x á c đói với c á c h ạ t n h ả n đ ấ t h i ế m . Đó là lý
t h u y ế t (!ầu t i ê n đ ã t i ê n đ o á n với m ộ t độ c h í n h x á c h ợ p lý k h o ả n g
c á c h c ủ a c á c m ú c n ă n g l ư ợ n g c ủ a h ạ t n h â n .

1.1.4 Các tín h c h ấ t cơ b ả n của h ạ t n h â n

N h ữ n g lực c h í n h g i ữ a c á c n u c l e o n t r o n g h ạ t n h â n gồ m h a i
loại. M ộ t loại là lực đ ẩ y t ì n h d i ệ n C o u l o m b g i ử a c á c p r o t o n . Lực
n à y cỏ đ ộ lớ n tỷ lệ với t í c h c ủ a c á c đ i ệ n t í c h v à t ỷ lệ n g h ị c h với
b ì n h p h ư ơ n g c ủ a k h o ả n g c á c h g i ữ a c h ú n g . L o ạ i t h ử h a i là lực
h ú t r ấ t m ạ n h g i ữ a t ấ t c ả c á c n u c l e o n vỏi n h a u m à t a gọi là lực
t ư ơ n g t á c m ạ n h .

T h ự c n g h i ệ m đ â c h ứ n g tỏ r ằ n g lự c n ó i t r ê n c h ỉ t ồ n t ạ i k h i
c á c n u c l e o n n ằ m r ấ t g ầ n n h a u với k h o ả n g c á c h 1 0 1 5 m v à đ ộ lớn

(.ủa lự c cló l à n h ư n h a u g i ữ a h a i n u c l e o n b ấ t k ý t r o n g p h ạ m vi
đ ộ c h í n h x á c c ủ a c á c p h é p đo.

Đ ặ c đ i ể m t h ứ h a i c ủ a lực n à y là t í n h b ã o h ò a . M ộ t n u c l e o n

c h ỉ t ư ơ n g t á c với m ộ t s ỏ h ữ u h ạ n các n u c l e o n k h á c . T r o n g h o á
học, ngu yên tử Oacbon có boil liên kết, khi bốn liên kết này
t ư ơ n g t á c với r á c n g u y ê n t ử l â n c ậ n t h i n g u y ê n t ử C a c b o n t r ở

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

nên trơ. Các liên kết đà được nói đến là bão hoà. Tương tự, ta có

th ế giải thích tín h bâo hoà của lực h ạ t n h ã n b àng cách coi nó là

một lực trao đổi, nếu các nucleon trong một cấu trúc phửc tạp

của hạt nhân và thực sự tương tác trao đối với nhau qua một

h ạ t nào đó. Ý tương n ày cõng tương tự n h ư khi xem x é t tác

dụng của các lực điện từ tro n g trưòng điện từ, gọi là tương tác

điện từ, với các photon giữ vai trò là h ạ t tru y ền tương tác. N ăm

1936, Y ukaw a đã giả th iế t loại h ạ t tru y ề n tương tác đó và gọi đó

là "mezon". A nderson và N eđ d en n ey er sau đó đã tìm ra m ột sô'

loại mezon khác n h a u có khơi lượng từ 200 đến 300 lần khổĩ

lượng điện tử và có th ể m a n g điện tích dương, âm hoặc không

m a n g điện.

Q ua Ihực nghiệm (phương p háp tá n xạ Rutherford), người

ta đã ước tính được bán kính của hạt nhán theo biểu thức sau:

% f i = i ? 0A 1/3m , (1.4)

với:

R 0

là bán k ín h h ạ t n h â n đơn vị, có giá trị xác dịnh bằng

thực nghiệm là 1,5. 10 15 m,

R

là bán k ín h h iệu dụng và

A

là số khối

của

h ạ t n h â n tương ứng.

1.1.5 N ăng lượng liên k ế t c ủ a h ạ t n h â n

Ta có th ể xem xét n ă n g lương h ạ t n h â n là n ản g lượng cần

th iết để

ị ả c ì ì

tất cả các nucleon ra xa nhau tới một khoảng cách

đủ lỏn sao cho lực tương tác m ạnh giữa các nucleon khơng cịn

nữa. T a cũng có th ể xét n ă n g lượng liên k ế t theo chiếu ngược

lại, tửc là coi nó n h ư n ă n g lượng được giải phóng khi các

nucleon tự do hợp n h ấ t lại để tạo t h à n h h ạ t n h ân . Tuy n h iên , ta

không thể đo

được

công nàng dùng để tách một hạt nhân Ưrani

</div>

Giáo trình Sinh học phóng xạ: Phần 1

<i><b>Nguyễn Thị Kim Ngân</b></i>

<i><b>Lê Hùng</b></i>

CẼỌG

NGUYÊN THỊ KIM NGÂN - LÉ HÙNG

<i>Chịu trách n h iệ m x u ấ t bản:</i>

HƯNG

<i>Chịu trá ch n h iệ m nội dung:</i>

<i>Nhận xci:</i>

PG&TS.NGUYÊN NHƯ HIỂN

<i>Biên tập và sử a b ả n in:</i>

<i>T rìn h bày bìa:</i>

SÍNH HỌC PHÓNG XẠ

Mã

1 K. 04 41. 10304

In 300

cuốn,

khổ 14,5

X

20,5 tại Nhà in Đại học Quốc gia Hà

M ụ c lụ c

Mở đ á u

5

C h ư ơ n g 1. Đại cương vé hạt nhản nguyên tử

9

. 1

Cấu tạo nguyên tử

hạt nhân nguyên tử

9

.2

Hiện tượng phóng xạ và các dạng phân rã phóng xạ

27

C h ư ơ n g

. Tương tác củ a bức xạ ion hoá với vật chất

43

2.1

Tương tác của các hạt năng mang điện

43

2.2

Tương tác của các điện tử với vật chất

44

2.4 Các chiết hị ghi do phóng xạ thường dùng

53

C h ư ơ n g 3. Hố học phóng xạ hệ thong nước

63

3 .1 Tác đụng của bức xạ ion hoá lén phán tử nước

63

3.2 Sự tham gia phàn ứng của các gốc tự do

3.3 Tác dụng cùa bức xạ lẻn axil am in,

nitơ

C h ư ơ n g 4. Cơ chế tác dụng của bức xạ ion hoá

trong hệ thống sinh vật

73

4.1 Tính chat chung của các loại tia phóng xạ hố

khi tương tác với vật chất

73

4 2 Tác dụng trực tiếp và tác dụng gián tiếp

4.3 Vấn đẻ ngưỡng liéu lượng

97

4.4 Bàn chất cùa sự tổn thương hoá học đáu tiỏn

trong hệ thống sống dưới tác dụng của tia phóng xạ

98

Chương 5. Tác dung cùa tia phóng xạ lèn phán tử tế bao và mỏ

105

5.1 Tác dụng của bức xạ ion hoá lên các phân tử sinh hex:

105

5.2 Tác dụng của tia phóng xạ ion hoá lên tế bào

108

Chương 6. Những thay dổi về sinh hoá trong cơ the song

121

6.2 Quá trình Irao đổi hydratcacbon

122

Chương 7. Tác động của tia phóng xạ lén cơ thế song

127

7.1 Quá trình tác dụng của tia phóng xạ

127

7.2 Độ nhạy cam phóng xạ cúa hệ sinh học

128

7.3 Ngưỡng liều lượng

130