phóng xạ sinh học

CHƯƠNG VIII PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.1.Bản chất của một số loại bức xạ ion hóa 8.1.1.Tia phóng xạ 8.1.2.Tia Rơnghen ( X) • 8.2. Những đơn vị đo lường cơ bản trong phóng xạ sinh học • 8.3. Tương tác của bức xạ ion hóa đối với vật chất 8.3.1.Tương tác của tia γ và tia X với vật chất 8.3.2. Tương tác của hạt vi mô với vật chất 8.4. Tác dụng của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống 8.5. Ứng dụng của bức xạ ion hóa trong y sinh học PHÓNG XẠ SINH HỌC 8.1.Bản chất của một số loại bức xạ ion hóa 8.1.1.Tia phóng xạ a/ Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Năm 1932, Ivanenko và Haidenbec đưa ra giả thuyết: hạt nhân của mọi nguyên tử đều được cấu thành từ 2 loại hạt sau: - Proton (p) : Là loại hạt mang điện dương, về giá trị tuyệt đối đúng bằng điện tích cơ bản tức là điện tích của 1 electron : 1,6.10 -19 C và có khối lượng bằng khối lượng hạt nhân hydro nhẹ. - Nơtron (n) : Là loại hạt trung hòa về điện, có khối lượng lớn hơn khối lượng proton một ít ( m p = 1,00759 đvn; m n = 1,00898 đvn ) đvn : đơn vị khối lượng nguyên tử và bằng 1,66.10 -24 g. Cả hai loại hạt proton và nơtron có một tên chung là nucleon Xét nguyên tử Hyđrô ở trạng thái như hình vẽ. Hiện tượng gì xảy ra khi electron chuyển xuống trạng thái có mức năng lượng thấp hơn? + + + Hạt nhân Neutrons Protons Electrons ( Mây Electron ) Cấu trúc của nguyên tử Isotopes: Hydrogen & Carbon • H-1 – 1 proton • H-2 – 1 p & 1 neutron (Deuterium) • H-3 – 1 p & 2 n (Tritium) • C-12 – 6p & 6n • C-13 – 6p & 7n • C-14 – 6p & 8n (radioactive isotope) • For any given element the number of protons is fixed CẤU TẠO NGUYÊN TỬ MẪU NGUYÊN TỬ HÀNH TINH CHO 1 SỐ NGUYÊN TỐ HÓA HỌC KHÁC. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Các ngôi sao và bom hydrogen • Bom nhiệt hạch được thử nghiệm đầu tiên vào năm 1952 ở đảo Marshall, Hoa Kỳ, và sau đó là Liên Xô năm 1957 • “Bom H ” sử dung phản ứng phân rã để tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. [...]... 1Gy = 100Rad PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.2.3.Tương đương vật lý rơnghen Là liều lượng của các loại tia hạt khi đi qua 1 gam vật chất bị hấp thụ 84 ec, nghĩa là h hấp thụ 1 năng lượng bằng năng lượng hấp thụ trong 1 gam không khí khi chiếu xạ với liều 1 Rơnghen • 8.2.4.Tương đương sinh vật rơnghen Lượng năng lượng của các loại tia hạt có khả năng gây hiệu ứng sinh vật giống như hiệu ứng sinh vật do liều 1 Rơnghen... ra • 8.2.5.Suất liều lượng Đối với phóng xạ sinh vật thời gian chiếu xạ giữ một vai trò quan trọng Với cùng 1 liều lượng của một loại tia nào nó, song thời gian chiếu xạ khác nhau sẽ gây hiệu ứng sinh vật khác nhau Suất liều lượng là đơn vị của tia trong một đơn vị thời gian Đơn vị thường dùng là R/h, R/phút, R/gy, Rad/giờ, Rad/phút và Rad/giây PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.3.Tương tác của bức xạ ion hoá... mới tạo thành sau các phân rã , đều ở trạng thái bị kích thích, vì vậy sau các phân rã này thường kèm theo phát ra tia gamma PHÓNG XẠ SINH HỌC • • • • • Sơ đồ phân rã phóng xạ phát ra tia γ 60 (5,2 năm ) 27Co β- (0,31MeV) γ1= 2,5MeV γ2= 1,33MeV • • • Ni60 28 PHÓNG XẠ SINH HỌC + Khi hạt nhân chuyển từ trạng thái kích thích Ei về trạng thái có năng lượng thấp Ep giải phóng tia γ E = Ei - Eo = hυ h là... xuất hiện trong quá trình phân rã hạt nhân các chất đồng vị phóng xạ Trong phản ứng hạt nhân tia γ có năng lượng khoảng 20MeV +Trong phóng xạ sinh vật học người ta thường dùng nguồn tia γ là đồng vị phóng xạ Co60 với thời gian bán phân rã là 5,2 năm PHÓNG XẠ SINH HỌC • • • • • • • • • Ngoài ra hạt nhân còn phát ra các loại tia sau : + Tia proton : Xuất hiện trong các phản ứng hạt nhân Ví dụ : Khi bắn... trong nguyên tử • Năng lượng của tia Rơnghen • ε = hν = h.e/λ = E L.M – EK • Ek =Mức năng lượng của điện tử ở vành k • ELM= Mức năng lượng của điện tử ở vành L,M • PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.2.Những đơn vị đo lường cơ bản trong phóng xạ sinh vật • 8.2.1.Rơnghen (R) • Rơnghen là liều lượng bức xạ Rơnghen hay bức xạ γ cần thiết để có thể tạo ra trong 1 cm3 không khí 2,08.109 cặp ion, hay khi chiếu liều lượng... tố phóng xạ không bền PHÓNG XẠ SINH HỌC • Trong quá trình phân rã hạt nhân từ các đồng vị phóng xạ sẽ phát ra tia (β), tia alpha (α)và tia gama (γ) • + Phân rã beta âm - negaton ( β-) • Trong hạt nhân của những đồng vị có số nơtron nhiều hơn số proton có thể xảy ra hiện tượng biến một nơtron thành một proton đồng thời phát ra một hạt electron ( hạt β- ) Electron này sinh ra từ trong lòng hạt nhân và... n p +β- + Q ) PHÓNG XẠ SINH HỌC + Phân rã beta dương – pozitron ( β+) Trong hạt nhân số proton nhiều hơn số nơtron có thể xảy ra hiện tượng một proton thành nơtron đồng thời phát ra hạt pozitron (β+)) còn gọi là điện tử dương ( e+ ) Sơ đồ phân rã như sau : N13(10 phút) A zX 7 β+ YA Z-1 β+(1,2.MeV) 6 C13 Phương trình phân rã như sau : zXA z-1YA + β+ + Q ( p n +β+ + Q ) PHÓNG XẠ SINH HỌC • + Phân rã (α)... vessel, creating high-pressure steam that is directed to a turbine Pressurized Water Nuclear Fission Reactor (PWR) Nuclear Fission (Splitting) Nhà máy điện nguyên tử ở St LaurentDes Eaux, France PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.1.2 Tia Rơnghen • • • • • Năm 1895 nhà bác học Rơnghen người Đức trong quá trình nghiên cứu sự phóng điện trong khí kém đã phát hiện ra một loại tia có khả năng đâm xuyên qua lớp vật chất... 12V +Biến thế tăng thế để cung cấp hiệu điện thế cao (100kV) giữa anot và katot +Các thiết bị điều khiển điện thế và cường độ dòng điện Ống Rơngen • • • Tia X K A Cao thế Hạ thế Bóng Rơnghen PHÓNG XẠ SINH HỌC • b Bản chất tia X • Tia X có bản chất là sóng điện từ ( < 10A0 ) • Trong ống các điện tử nhanh bay từ katot được nung đỏ sẽ hãm lại ở vùng anot và phát tia rơnghen Theo điện động lực học cổ điển,... xung quanh Điện tử ở bóng rơnghen có gia tốc rất lớn nên đã phát sóng điện từ, đó là tia Rơnghen • Khi điện tử đập vào anot thì 0,2% biến thành năng lượng tia rơnghen và 99,8% biến thành nhiệt • PHÓNG XẠ SINH HỌC Một số điện tử khi đập vào anot sẽ làm bật các điện tử từ quỹ đạo bên trong của nguyên tử anot, vì năng lượng liên kết của các điện tử với hạt nhân ở từng quỹ đạo có giá trị khác nhau, năng lượng . CHƯƠNG VIII PHÓNG XẠ SINH HỌC • 8.1.Bản chất của một số loại bức xạ ion hóa 8.1.1.Tia phóng xạ 8.1.2.Tia Rơnghen ( X) • 8.2. Những đơn vị đo lường cơ bản trong phóng xạ sinh học • 8.3. Tương. Tác dụng của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống 8.5. Ứng dụng của bức xạ ion hóa trong y sinh học PHÓNG XẠ SINH HỌC 8.1.Bản chất của một số loại bức xạ ion hóa 8.1.1.Tia phóng xạ a/ Cấu tạo. gamma. PHÓNG XẠ SINH HỌC • Sơ đồ phân rã phóng xạ phát ra tia γ • 27 Co 60 (5,2 năm ) • β - (0,31MeV) • • γ 1 = 2,5MeV • γ 2 = 1,33MeV • 28 Ni 60 • PHÓNG XẠ SINH HỌC + Khi