Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 320

Рассмотрите ситуацию, когда при аннигиляции электрона и позитрона рождаются два фотона. Попробуйте доказать, воспользовавшись законом сохранения энергии, что это фотоны именно гамма-излучения (γ-кванты).

mα — масса α-частицы (ядра гелия);

mₑ — масса электрона и позитрона;

c — скорость света;

h — постоянная Планка;

Eγ — энергия одного фотона;

λ — длина его волны.

Иван и Фёдор обсуждали, из каких веществ состоит организм человека. Иван утверждал, что в состав организма входит в том числе и множество металлов, причём отсутствие или недостаток того или иного металла приводит к тяжёлым поражениям различных органов. Информацию об этом он почерпнул из курса анатомии человека. Фёдор же заметил, что радиоактивные вещества, в том числе металлы, наносят организму большой урон.

Иван прав: организму необходимы некоторые химические элементы, в том числе металлы; важны их количества и химические формы. Фёдор прав лишь с уточнением: ионизирующее излучение может причинять вред, но степень воздействия зависит от дозы, вида излучения и чувствительности тканей, а не от одного факта радиоактивности. Природные радионуклиды, включая изотоп калия, входят в естественный фон и могут содержаться в организме. Поэтому наличие металлов и небольшого количества радиоактивных изотопов не противоречит нормальному существованию организма; из этого нельзя заключать, что любые радиоактивные вещества безопасны.

«Негативное воздействие радиации (ионизирующих излучений) на живые организмы и способы защиты от неё» (возможная форма: презентация, реферат, макет).

Выбранная форма – реферат.

Радиоактивные превращения сопровождаются излучением частиц и электромагнитных волн высокой энергии. Ионизирующее излучение используется в науке, промышленности и медицине, но при определённых условиях повреждает живые ткани. Для понимания защиты нужно различать вид излучения, поглощённую энергию и условия воздействия.

Почему излучение повреждает ткани

Проходя через вещество, α- и β-частицы, γ-кванты и другие ионизирующие излучения могут выбивать электроны из атомов и молекул. Возникающие ионы меняют химические реакции в клетках. Повреждение клеток и их структур нарушает работу тканей и органов.

Поглощённая доза D = E/m показывает энергию, переданную единице массы, и измеряется в греях. Но одинаковая поглощённая доза разных излучений не обязательно означает одинаковый биологический эффект. Для учёта вида излучения используют эквивалентную дозу H = DK, измеряемую в зивертах. Важны также облучаемые органы и длительность воздействия.

Внешнее и внутреннее облучение

α-частицы имеют небольшую проникающую способность и задерживаются тонкими преградами. Однако вещество, испускающее их, особенно опасно при попадании внутрь с воздухом, пищей или через повреждённую кожу: излучение воздействует непосредственно на ткани. β-излучение проникает глубже, а γ-излучение требует более массивной защиты. Поэтому одной универсальной преграды для всех условий нет.

Природные радиоактивные вещества в земной коре и космическое излучение создают естественный радиационный фон. Само существование фона не отменяет необходимости контролировать дополнительное облучение. Оценивать воздействие следует по измерениям и условиям, а не по отсутствию видимых или ощутимых признаков.

Основные принципы защиты

Первый принцип — уменьшать время работы около источника. Второй — увеличивать расстояние и использовать дистанционные приспособления. Третий — применять экраны, рассчитанные на соответствующий вид и энергию излучения; для γ-излучения используют, например, массивные слои бетона или свинца.

Не менее важно не допускать распространения радиоактивных веществ. Для этого нужны герметизация, контролируемое хранение и обращение с отходами, а также предотвращение загрязнения воздуха, воды и пищи. Радиационную обстановку контролируют специальными приборами; работы с источниками выполняют в установленных условиях под надзором подготовленных специалистов.

Вред ионизирующего излучения связан с передачей энергии веществу и повреждением клеток. Его оценка требует учёта дозы, вида излучения, времени и чувствительности тканей. Защита сочетает время, расстояние, экранирование и предотвращение попадания радиоактивных веществ внутрь организма.