Министерство здравоохранения Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации»
КАФЕДРА ФИЗИКИ
ИЗУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ
Методические указания для лабораторной работы № 12
Тверь 2004
Методические указания составлены кафедрой медбиофизики ТГМА и предназначены в помощь студентам лечебного, стоматологического, педиатрического и фармацевтического факультетов при подготовке и выполнении лабораторной работы.
Методические указания подготовили
доцент Бахтилов В.В.
доцент Шабанова О.М.
Лабораторная работа №12 ИЗУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Изучить явление радиоактивного распада.
2. Определить характеристики радиоактивного распада.
3. Изучить взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
4. Приобрести практические навыки работы с радиометром.
5. Ознакомиться с применением радиоактивных изотопов в медицине.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: радиоактивный препарат, набор пластин-поглотителей из различных материалов, штангенциркуль, секундомер и радиометр, состоящий из трубки Гейгера-Мюллера, высоковольтного источника питания и регистрирующего устройства.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Радиоактивность - это свойство ядер ряда элементов спонтанно (т.е. самопроизвольно, без внешних воздействий) превращаться в ядра других элементов с одновременным испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным излучением. Само это явление получило название радиоактивный распад.
Атомные ядра состоят из нуклонов: положительно заряженных протонов р и нейтральных нейтронов n, количество которых в ядре обозначается соответственно Z и N. Различные ядра отличаются друг от друга разными комбинациями Z и N. На опыте зарегистрировано около 2000 атомных ядер - различных комбинаций Z и N. Большинство из них радиоактивны, и лишь 270 комбинаций образуют стабильные, абсолютно устойчивые к спонтанным превращениям, ядра.
2
Чтобы отличать ядра с разным составом, в современной физике используют термин "нуклид". Нуклиды с одинаковыми Z, но разными N, называют изотопами. Исследуя радиоактивное вещество, мы имеем дело с радионуклидами. Для обозначения нуклида (так же как и изотопа данного химического элемента Х ) используют символ , сокращенно, или AX. При этом Z называют зарядовым числом, так как заряд ядра определяется количеством протонов. Число А =Z+N называют массовым числом нуклида.
На заре ядерной физики исследователи радиоактивности могли использовать в своих опытах лишь естественные, содержащиеся в земных породах в достаточно больших количествах, радионуклиды – изотопы тория и урана 232Th, 235U, 236U. Радиоактивный распад встречающихся в природе изотопов получил название естественной радиоактивности. Она была обнаружена французским физиком А. Беккерелем в 1896 году при исследовании солей урана.
Подавляющее большинство радионуклидов из почти 2000 известных нуклидов получены искусственным путем в различных ядерных реакциях, осуществленных на созданных человеком ядерных реакторах и ускорителях. Радиоактивный распад, наблюдаемый в искусственно полученных радионуклидах, назван искусственной радиоактивностью. Еe обнаружили французские ученые И. Кюри и Ф. Жолио-Кюри в 1934 году при бомбардировке различных веществ -частицами. Между естественной и искусственной радиоактивностью нет никакого принципиального различия. Радиоактивное ядро, независимо от того, каким способом оно образовалось: в ядерной ли реакции или в результате распада другого ядра, естественным или искусственным путем - обладает строго индивидуальными характеристиками распада, наиболее общей из которых является вид радиоактивного распада.
Рассмотрим основные типы радиоактивного распада.
15