دانلود مقاله کامل درباره تشعشعات رادیواکتیو

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله کامل درباره تشعشعات رادیواکتیو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

قدرت نفوذی تشعشعات رادیواکتیو(توان ، میزان و عمق نفوذ(

دید کلی :

به دلیل زیانهایی که تشعشعات رادیو اکتیو به بافت های بدن می رسانند قدرت نفوذی آنها از لحاظ نظامی ، پزشکی ، زیست محیطی ، صنعتی و... حائز اهمیت است .

آزمایش فکری :

فرض می کنیم یک منبع رادیو اکتیو طبیعی ذرات آلفا و بتا و اشعه گاما ساتع نمایدذرات آلفا بوسیله چند ورق کاغذ متوقف می شود. ولی ذرات بتا و گاما بدون اینکه از شدتشان کاسته شود از آن عبور می کنند. یک ورقه آلومینیوم 0.25 اینچ می تواند هم ذرات آلفا وهم بتارا متوقف سازد. لیکن عبور اشعه گاما را فقط به مقدار ناچیزی تقلیل می دهد .

درحدود 2 اینچ سرب قسمت اعظم اشعه گاما راجذب می کند لیکن نمی تواند از عبور کلیه آنها جلوگیری کند.

ذرات آلفا :

• انحراف ذرات آلفا در میدان الکتریکی و مغناطیسی نشان می دهد که ذرات مزبور باید دارای بارالکتریکی باشند سوی انحراف بارالکتریکی آنها راکه مثبت است معین می کند بطور خلاصه می توان گفت که :پرتوهای آلفا ذرات رادیو اکتیو مادی هستند که بار الکتریکی مثبت دارند و با سرعت پرتاب شده اند سرعت اولیه این ذرات برحسب جنس ماده رادیواکتیو که انها رامنتشر می سازد ، متفاوت می باشد و آن هم بین 14تا 25 کیلو متر در ثانیه است .

• اندازه گیری های دقیق نشان می دهند که جرم مادی هر ذره آلفا تقریباًچهار برابر جرم هیدروژن و بار الکتریکی مثبت آنها دو برابر قدر مطلق بار الکتریکی یک الکترون است بنابراین هر ذره آلفا یک هسته اتم هلیوم است که فاقد الکترونهای محیطی( مداری ) باشد . به عبارت دیگر هر ذره آلفا از دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شود که به همین دلیل ذره آلفا را هلیون نیز می نامند به محض اینکه ذرات آ لفا متوقف شدند از محیط خود الکترون گرفته و تبدیل به اتم هلیوم می شوند .

• قابلیت نفوذی اشعه آلفا بسیار کم است و یک ورفه آلومینیوم به قطر چند صدم میلیمتر و یا چند ورقه نازک کاغذ برای اینکه آنها را بطور کامل متوقف کند کافی است انرژی تمام ذرات آلفای یک عنصر معین ثابت است واین انرژی پس از مسافت ثابتی در هوا در اثر تصادم (برخورد) با مولکولهای هوا تلف می شود مثلا برد اشعه آلفای پولونیوم (Polonium) در هوا 3.5 سانتیمتر است در فشارعادی. و برد هوایی اشعه آلفای سایر عناصر رادیو اکتیو نیز بطور نسبی بسیار کم است و به جنس عنصری که ذرات آلفا را منتشر می کنند بستگی دارد .

• ذرات آلفا در حین عبور از بین اتم های هوا و یا عناصر دیگر به الکترون های مدارات اتم های مزبور برخورد کرده و آنها را از مدار خود خارج ساخته و اتم را یونیزه می کنند چون وزن ذرات آلفا زیاد است بیش از 7000برابر وزن الکترون بنابر این انرژی سینیتیک (Cinetic Energy) آن زیاد بوده و در نتیجه قدرت یونیزاسیون (Ionixation) آن از تمام انواع دیگر تشعشع هسته ای زیادتراست چنانچه ذرات آلفا در حین عبور به هسته مرکزی یک اتم نزدیک شونده با نیروی الکتریکی هسته مزبور مواجه می شود و از مسیر اولیه خود انحراف می یابد .

• کم بودن قدرت نفوذی اشعه آلفا سبب شده که از این اشعه در پزشکی چندان استفاده ای نمی کنند .

ذرات بتا :

• اشعه بتای عناصر رادیو اکتیو از الکترونهایی تشکیل می شوند که با سرعت اولیه 60 تا 285 هزار کیلو متر در ثانیه از هسته اتم به خارج ساتع می شوند .

• قابلیت نفوذی ذرات بتا از آلفا زیادتر است بر حسب سرعت اولیه انتشار آنها تغییر می کند اشعه بتای یک عنصر معین بر عکس اشعه آلفای آن که همه با یک سرعت معین و ثابت از هسته اتم خارج می شوند سرعت اولیه متفاوت دارند به همین علت در موقع تجزیه اشعه رادیو اکتیو در موقع عبور از بین صفحات الکتریکی یا قطب های مغناطیسی کلیه ذرات آلفا به یک اندازه انحراف پیدا می کنند یعنی ضمن انحراف اجتماع می نمایند در صورتیکه اشعه بتا ضمن انحراف واگرایی حاصل می کنند زیرا انحراف برای ذرات بتا با سرعت های مختلف متفاوت است .

• برد ذرات بتا در هوا نیز متفاوت است و برای سخت ترین اشعه بتا (اشعه رادیوم) در حدود سه سانتیمتر است قدرت یونیزاسیون ذرات بتا از قدرت یونیزاسیون ذرات آلفا کمتر است زیرا هر چند که سرعت ذرات بتا از سرعت ذرات آلفا خیلی بیشتر است ولی کوچکی جرم ذرات بتا باعث می شود که انرژی سینیتیک آنها از انرژی سینیتیک ذرات آلفا خیلی کمتر باشد در اینجا یادآوری می کنیم که جرم الکترون در حال سکون «جرم سکون) در حدود یک بر1840 جرم اتم هیدروژن است و هنگامی که الکترون با سرعت زیاد به حرکت در آید افزایش می یابد بطوریکه جرم الکترونی که با سرعت 285 هزار کیلومتر در ثانیه حرکت کند بیش زا سه برابر الکترون ساکن می شود .

• مواد رادیواکتیو مصنوعی از خود الکترون مثبت با پوزیترون (Positron) یا پوزیتون (Positon) منتشر می کنند که با تقریب علامت الکتریکی همان خاصیت اشعه بتا را دارد .

• از اشعه بتای قوی در در مان بعضی از انواع سرطانهای سطحی ، سرطان زبان ، سرطان لب ، سرطان پستان و غیره استفاده می شود .

اشعه گاما :

• این اشعه مانند اشعه آلفا و بتا ذره ای نیست و بار الکتریکی نیزندارد به همین سبب در میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انحراف پیدا نمی کنند ماهیت آنها مانند اشعه ایکس و نور مرئی از جنس امواج الکترو مغناطیسی است با این تفاوت که فرکانس آن از اشعه ها ی دیگر بیشتر است بنابر این فوتون های اشعه گاما خیلی پر انرژی تر از اشعه ایکس هستند .

• قابلیت نفوذ اشعه گاما خیلی زیاد است و برای جلوگیری از آنها ضخامت های نسبتاً زیاد عناصر سنگین لازم است چنانچه انرژی فوتونهای گاما بیش از 1.022 MeV مگا الکترون ولت باشد ممکن است این انرژی به ماده یعنی یک جفت الکترون و پوزیترون تبدیل شود ( تولید جفت )و مازاد انرژی فوتون برای سرعت دادن به ذرات مزبور مصرف می شود .

• اشعه گامای رادیوم جز بسیارکوچکی از مجموع انرژی رادیو اکتیو آن را تشکیل می دهد قسمت بسیار مهم این انرژی یعنی در حدود 95% آن مربوط به ذره آلفا در حدود 3% مربوط به ذره بتا و فقط 2% آن مربوط به اشعه گاماست .

• در موارد استعمال پزشکی اشعه رادیوم تقریباً بطور انحصاری از اشعه گاما استفاده می شود و این کیفیت به سبب قابلیت نفوذ زیاد این اشعه است .