Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

STRÅLING / RADIOAKTIVITET. TEMA - BAKGRUNN - ATOM / KJERNE - STRÅLING - RADIOAKTIVITET - MÅLEMETODER / INSTRUMENTER - HALVERINGSTIDER -NESTE: STRÅLING.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "STRÅLING / RADIOAKTIVITET. TEMA - BAKGRUNN - ATOM / KJERNE - STRÅLING - RADIOAKTIVITET - MÅLEMETODER / INSTRUMENTER - HALVERINGSTIDER -NESTE: STRÅLING."— Utskrift av presentasjonen:

1 STRÅLING / RADIOAKTIVITET

2 TEMA - BAKGRUNN - ATOM / KJERNE - STRÅLING - RADIOAKTIVITET - MÅLEMETODER / INSTRUMENTER - HALVERINGSTIDER -NESTE: STRÅLING I DAGLIGLIVET - Ref. Figurer i denne presentasjonen er hentet fra : -” Particle Adventure” av : Particle Data Group of Lawrence Berkeley National Laboratory. -” Stråling og Helse ”, T. Henriksen & al., UiO

3 Hva er verden laget av?

4 I dag vet vi at det finnes noe mer fundamentalt enn jord, luft, ild og vann... Men i virkeligheten finnes det bare atomer og tomrom. -Demokrit (ca. 400 f.Kr.) Omkring år 1900 tenkte folk på atomer som gjennomtrengelige kuleskall med småbiter av elektrisk ladning i bevegelse innenfor. Er atomet fundamentalt?

5 Er kjernen fundamental? -Først: Så ut til å være liten med stor tetthet, dvs. fundamental. -Senere: oppdaget de at den var satt sammen av protoner (p+), som er positivt elektrisk ladet, og nøytroner (n), som ikke har elektrisk ladning.

6 Da blir spørsmålet: er protoner og nøytroner fundamentale? - Fysikere har oppdaget at protoner og nøytroner består av enda mindre partikler som kalles kvarker. Så langt vi kjenner til er kvarker som geometriske punkter -- de synes ikke å være bygget opp av noe annet. Dvs. fundamentale.

7 Den moderne atom-modellen -Elektronene er i konstant bevegelse rundt kjernen, protoner og nøytroner beveger seg inne i kjernen, og kvarker beveger seg inne i protonene og nøytronene. -Skalering: -Protoner og nøytroner en centimeter i diameter -Elektronenes og kvarkenes størrelse være mindre enn diameteren til et hårstrå -Atomets diameter ville være større enn lengden til tredve fotballbaner! % av et atoms volum er bare tomt rom!

8 Størrelser i atomet

9 Ioniserende stråling -Energirik stråling som slår løs elektroner i atomer eller molekyler strålingen treffer på -Ulike typer ioniserende stråling: –Radioaktiv stråling –Kosmisk stråling –Nøytronstråling –Røntgenstråling –Energirik UV-stråling -Vanlig å definere elektromagnetisk stråling med energi > 10 eV, dvs bølgelengde < 124 nm, som ionoserende. -der dE: energiforskjell, h = 6, Js (Plancks konstant), c: lysfart, l : bølgelengde.

10 Radioaktiv stråling - Felles for radioaktiv stråling: Kommer fra ustabile atomkjerner. på -Alfastråling - Stor energi -Energien til en alfa -partikkel er typisk av størrelse millioner elektronvolt (MeV) - Kort rekkevidde - Stoppes fullstendig i mindre enn 5 cm luft - Stoppes også av hud - Stoppes på grunn av kollisjoner. -Sterkt ioniserende -Alfa-partikler er forholdsvis store -Dobbelt positiv ladning

11 Radioaktiv stråling II -Betastråling -Energirike elektroner -Fra ustabile atomkjerner (kjernen desintegrerer ) - Energi -Energien betydelig mindre enn for alfa-partikler - Relativt kort rekkevidde - 1 MeV stoppes i mindre enn 5 mm vev - Stoppes helt av tynne plagg

12 Radioaktiv stråling III - Gamma-stråling - Elektromagnetisk stråling - Ledsager alfa- og beta-stråling - Nuklide emmiterer partikkel,  kan kjernen bli eksitert. - Kjernen emmiterer gamma-foton når den går tilbake til grunntilstand. - Høy gjennomtrengningsevne - 1 MeV går rett igjennom et menneske - 1 cm kobber stopper halvparten av strålingen - Bly og tykk betong brukes til skjerming.

13 Bølgelengde til gamma-stråling Eksempel: Bølgelengden til gammastråling. Den radioaktive nukliden 137Cs sender ut gamma -fotoner med 662 keV. Hvilken bølgelengde har strålingen? Svar: Bruker Vi må regne om energien fra elektronvolt til joule. 1 eV = 1,60 × J Denne gammastrålingen har en bølgelengde på 1,88 × m.

14 Det elektromagnetiske spekteret

15 Måleenheter for radioaktiv stråling Becquerel - Aktivitet er et mål for antall atomkjerner som omdannes per tidsenhet. –Når et stoff sender ut en alfapartikkel, en betapartikkel eller ett gammafoton per sekund er strålingen 1 becquerel (Bq). –Angir ikke hvilken strålingstype Gray - Mengden av absorbert energi per masseenhet kalles stråledose, måles i Gray (Gy). - Når vi måler 1 Gy betyr det at 1 kg av det bestrålte stoffet har absorbert stråling med 1 J energi.

16 Måleenheter for radioaktiv stråling II Sievert -Ulike strålingstyper gjør ulik skade når de treffer levende vev. -Bruker størrelsen doseekvivalent med måleenheten sievert (Sv). Utgangspunkt: -Absorberte strålingen målt i gray. -Innfører en vektfaktor. -For beta- og gammastråling gjelder at 1 Gy = 1 Sv. -Alfastråling ansees som 20 ganger farligere. - (Den virker sterkt ødeleggende på celler langs den korte strekningen som trenges for å stoppe den.) -Man setter 1 Gy = 20 Sv for alfastråling. -For nøytronstråling bruker man ofte 1 Gy = 10 Sv. -Det betyr at man vurderer nøytroner som 10 ganger farligere enn beta- og gammastråling.

17 Måling av radioaktiv stråling -Radioaktive strålingen er usynlig. -For målinger utnytter man strålingens evne til å vekselvirke med stoff den treffer på. Geiger-Müller teller - Kan ikke skille mellom stråletyper og stråleenergier.

18 Måling av radioaktiv stråling II Scintillasjonsteller -Når en ustabil atomkjerne har sendt ut alfa - eller beta -stråling er datterkjernen ofte i en eksitert tilstand. -Når kjernen går over til grunntilstand, sendes et gamma-foton ut. -Energien til den utsendte gamma -stråling som et fingeravtrykk for nukliden. -Strålingsintensiteten fra de ulike energinivåene er forskjellig, men forholdet mellom intensitetene er konstant. En scintillasjonsteller måler både energien og intensiteten i gamma -strålingen. På denne måten kan radionuklider identifiseres og deres mengde bestemmes.

19 Måling av radioaktiv stråling III Scintillasjonsteller med fotomultiplikator -Gammafotoner utløser lysglimt i NaI-detektor -Lyset slår løs elektron i en fotokatode. -Elektronet treffer på en dynode i fotomultiplikatoren. -Kan slå løs opptil 4 nye elektroner. -En serie med dynoder sørger for ytterligere forsterkning. -Pulshøyden i sluttpulsen er proporsjonal med energien i gammafotonet. -Forsterkningsfaktor opptil 10 6.

20 Måling av radioaktiv stråling IV Scintillasjonsteller med fotomultiplikator og flerkanalsanalysator -I en flerkanalsanalysator sorteres pulsene etter energinivå. -Sammenligner med kalibrerte data.

21 Halveringstid - Radioaktive atomkjerner er ustabile. - Idet de sender ut radioaktiv stråling omdannes de til en kjerne av et annet grunnstoff. - Den tiden det tar før halvparten av det radioaktive stoffet omdannes, betegnes som halveringstid T½. - Halveringstiden varierer, fra brøkdel av sekunder for noen nuklider, til noen milliarder år for andre. - Halveringstiden påvirkes ikke av ytre faktorer som trykk og temperatur.

22 Halveringstid II

23 STRÅLING / RADIOAKTIVITET


Laste ned ppt "STRÅLING / RADIOAKTIVITET. TEMA - BAKGRUNN - ATOM / KJERNE - STRÅLING - RADIOAKTIVITET - MÅLEMETODER / INSTRUMENTER - HALVERINGSTIDER -NESTE: STRÅLING."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google