Урок №65
Тема уроку: Отримання та застосування радіонуклідів. Дозиметрія.
Мета уроку: ознайомити учнів з отриманням та застосуванням радіоактивних ізотопів в науці та техніці; ознайомити їх із біологічною дією радіоактивного випромінювання та захисту організму від нього; показати практичну значущість набутих знань
Тип уроку:комбінований урок
Методи та прийоми навчання: словесний, частково-пошуковий, практичний.
КМЗ уроку: мультимедійна система, презентація «Отримання та застосування радіонуклідів»,дозиметри, лічильник Гейгера.
Хід уроку.
І. Організаційний момент(перевірка наявності учнів на уроці,чергових, готовності учнів до уроку)
ІІ. Перевірка домашнього завдання.
1.Розв’язування задачі біля дошки.
Алюмінієвий лист був опромінений радіоактивним випромінюванням і поглинув дозу 0,5 Гр. На скільки нагрівся лист?
Дано: k = 0,92·10³Дж/(кг·ºС)
Алюміній D = ; E = D∙m
D = 0,5Гр E = Q = c∙m∙∆t
∆t = = =
∆t - ? ∆t = = 5,4 · 10 (ºС).
2.Фізичний диктант
1. Чи впливає радіоактивне випромінювання на живі організми?
2.Чи є правильним твердження, що слабке радіоактивне випромінювання стимулює ріст і розвиток організмів?
3.До чого може призвести радіоактивне випромінювання великої інтенсивності?
4. Закінчити речення: «Поглинена доза випромінювання—це...».
5. За якою формулою можна визначити поглинену дозу випромінювання?
6. Яка одиниця поглиненої дози випромінювання в СІ?
7. Чому дорівнює 1 Гр?
8. Який найпростіший спосіб захисту від радіоактивного випромінювання?
9. Від якого радіоактивного випромінювання захиститися складніше за все?
10. Яка речовина дає найбільш інтенсивне випромінювання?
11. Чи можливе практичне застосування радіоактивних речовин?
III. Актуалізація опорних знань та умінь
• Як можна використати радіоактивні ізотопи для блага людини?
• Для чого роблять дозиметричні дослідження
ІІІ. Мотивація навчання.
Ви здобули теоретичні знання про механізми впливу радіації на організми, способи вимірювання радіації та прилади, призначені для цього. Якого рівня радіації слід боятись, а за якого можна «спати спокійно»? Відповіді ви знайдете на цьому уроці.
Зважаючи на те, що у людини відсутня можливість відчувати дію іонізуючих випромінювань, важливими є прилади. Завдяки їм можна виявити і встановити рівень дії радіоактивних випромінювань.
ІV. Вивчення нового матеріалу

►► План вивчення нової теми
• Отримання та застосування радіонуклідів
• Поглинена доза випромінювань
• Потужність поглиненої дози випромінювання
• Експозиційна доза випромінювання
• Еквівалентна доза іонізуючого випромінювання
• Дозиметри
• Вплив радіоактивних випромінювань на організм людини(повідомлення учнів)
• Захист від опромінення (доповідь учнів)

►► Опорний конспект
Радіаційний вплив випромінювання на речовину

Поглинання енергії

Поглинена доза випромінювання D — це фізична величина,яка чисельно дорівнює енергії випромінювання,поглиненій одиницею маси речовини
D = W/m, де W - енергія іонізуючого випромінювання, передана речовині, m – маса цієї речовини На практиці [ D] = рад.
Назва походить від англійської абревіатури ( rad – radiation absorbed dose). 100 рад = 1Гр (грей)

Поглинена доза накопичується з часом

1Гр – це поглинена доза випромінювання , за якої речовині масою 1кг передається енергія іонізуючого випромінювання, що дорівнює 1 Дж Відношення поглинутої дози до часу опромінення називають потужністю РD поглиненої] дози випромінювання: РD = D/t, де D - поглинена доза випромінювання, t – час опромінення

Іонізація

Експозиційна доза випромінювання визначається кількістю заряду (байдуже з яким знаком), що виник під дією випромінювання, в 1 кг повітря.
=
[ ] = Кл/кг
1 Кл/кг – це експозиційна доза випромінювання, за якої сумарний заряд усіх іонів одного знака, що утворилися в 1 кг повітря, дорівнює 1 Кл.
На практиці [D] = Р (рентген).
1Р = 2,58 · 10 - 4 Кл/кг

Еквівалентна доза іонізуючого випромінювання ( ) враховує різну радіаційну небезпеку різних іонізуючих випромінювань. Вона дорівнює поглиненій дозі, помноженій на коефіцієнт якості k, який є неоднаковим для різних випромінювань

= k · D
[ ] = Зв (зіверт);
[ ] = бер
Безпечні для людини дози опромінення подають у мілізівертах (мЗв). Доза опромінення в 1 Зв викликає небезпечні зміни крові, а після опромінення дозою в
4-5Зв можлива смерть

Методи реєстрації радіоактивних випромінювань

Фізична суть роботи приборів для реєстрації радіоактивних випромінювань: макроскопічна система перебуває в нестійкому стані. Радіоактивне випромінювання призводить до того, що система переходить до стійкого стану. Під час переходу фіксується частинка. В основі методів реєстрування та дослідження властивостей радіоактивних випромінювань – іонізуючі та фотохімічні дії частинок та випромінювання, відхилення заряджених частинок у магнітному полі.

№ Прилади Принцип дії
1 Камера Вільсона Конденсація переохолодженої пари
2 Система Вільсона – Скобельцина Камера Вільсона в магнітному полі, На заряджені частинки діє
3 Бульбашкова камера
(Д. Глейзер) Закипання перегрітої рідини
4 Лічильник Гейгера Самостійний газовий розряд, який виникає за ударної іонізації
5 Фотоемульсії на пластинках
(Беккерель, Жданов) Фотохімічна реакція в AgBr
6 Сцинтиляційні лічильники Сцинтиляції на екрані, покритому спеціальною речовиною

Основні радіологічні величини та одиниці

Величина Найменування та позначення
Одиниці вимірювання Зв'язок між одиницями
Позасистемні СІ
Активність
нукліду, А Кюрі (Ки) Беккерель (Бк) 1 Ки= 3,7 ·10¹⁰Бк
1 Бк = 1 розп/с
1 Бк=2,7 · 10⁻¹¹( Ки)
Експозиційна
доза Рентген (Р) Кулон/кг
(Кл/кг) 1 Р= 2,58 · 10⁻⁴ Кл/кг

1Кл/кг = 3,88 ·10³ Р
Поглинена
доза Рад (рад) Грей (Гр) 1 рад = 10⁻²Гр
1 Гр = 1 Дж/кг
Еквівалентна
доза Бер (бер) Зіверт (Зв) 1 бер = 10⁻² Зв
1 Зв = 100 бер
Інтегральна доза
випромінювання Рад-грам (рад·г) Грей-кг (Гр•кг) 1 рад · г = 10⁻⁵Гр•кг
1 Гр·кг= 10⁵ рад· г

Вплив радіації на організм людини

Іонізуюче випромінювання:
Рентгенівське випромінювання, гама-випромінювання,
Альфа-частинки, електрони, протони, нейтрони.

Найбільш поширені хвороби в результаті опромінення:
• Ракові пухлини;
• Лейкемія;
• Променева хвороба.

Залежно від рівня біологічної організації радіобіологи виділяють такі
види біологічного ураження іонізуючим випромінюванням:
• молекулярний (ураження молекул РНК, ДНК, негативний влив на процеси обміну);
• субклітинний (ураження біомембран та складових клітини);
• клітинний (уповільнення процесів ділення клітин, часткове перетворення їх у злоякісні);
• тканинний (ураження чутливих тканин та органів);
• організмовий (зменшення строку життя, швидка загибель);
• популяційний (зміна генетичних характеристик окремих організмів).
Захист від радіації:
• Віддалення від джерела випромінювання на значні відстані;
• Захисний одяг;
• Перешкоди з поглинальних матеріалів;
• Особливий режим харчування та використання води;
• Медикаментозне лікування.

Джерела опромінення:
• Природний радіаційний фон;
• Продукти ядерних вибухів;
• Робота установ, які використовують радіоактивні препарати;
• Медична діагностика;
• Будівельні матеріали;
• Телебачення, мобільний зв'язок та комп'ютери;
• Атомні електростанції.

V. Закріплення нових знань та умінь
• Як зафіксувати радіоактивні випромінювання?
• Який вплив радіоактивних випромінювань на організм людини?
• Як захиститися від радіоактивних випромінювань?
• Заповніть таблицю прикладів використання радіоактивних ізотопів за напрямами:
Використання радіоактивних ізотопів

Метод мічених атомів (радіоактивні індикатори) Використання проникної здатності ізотопів Використання іонізуючої здатності ізотопів Використання різних форм наведеної радіоактивності

Розв’язування задачі біля дошки.
Алюмінієвий лист був опромінений радіоактивним випромінюванням і поглинув дозу 0,5 Гр. На скільки нагрівся лист?
Дано: k = 0,92·10³Дж/(кг· ºС)
Алюміній D = ; E = D∙m
D = 0,5Гр E = Q = c∙m∙∆t
∆t = = =
∆t - ? ∆t = = 5,4 · 10 (ºС).

V. Закріплення нових знань та умінь
IV. Підсумок уроку. Рефлексія. Що ми дізналися на уроці?
Усі сучасні реєстрації ядерних частинок і випромінювань умовно можна розбити на дві групи:
а) трекові методи, що дозволяють відтворити слід частинки;
б) лічильні методи, засновані на використанні приладів, що рахують число частинок того чи іншого типу.
VІІ. Домашнє завдання:
1. § 83,91;конспект
2. Додаткове завдання:
Виготовити прилад для спостереження елементарних частинок — спінтарископ. Для цього потрібно взяти дві картонні трубки циліндричної форми діаметром 15 – 18 мм і заввишки 4—5 см. На дно трубки більшого діаметра покласти картонну пластинку, вкриту сірчистим цинком (цю флуоресцінюючу речовину можна зіскребти з екран електронно-променевої трубки, яка вийшла з ладу, і приклеїти на пластинку клеєм). Замість дна в трубку меншого розміру помістити збільшувальне скло. На відстані 0,5 см від екрана розмістити вістря голки (вона уткнута в стінку нижньої трубки). На вістрі голки — велика кількість радіоактивної речовини (для цього досить доторкнутися голкою до препарату камери Вільсона або циферблата світного годинника).

Предмети: Фізика

Класи: 11 клас