W tym module omówimy funkcję, która może albo gwałtownie rosnąć w nieskończoność albo też nieskończenie powoli spadać do zera. Funkcja ta jest wszędzie w fizyce niewiarygodnie użyteczna - opisuje przebiegi wielu procesów fizycznych. Zrozumieć ten moduł łatwiej będzie osobom, które znają podstawy rachunku różniczkowego i na przykład wiedzą, czym jest styczna do krzywej lub wyprowadzali już kiedyś jakiś wzór. Jeśli jednak nie znasz tych pojęć, nie ma problemu. Wyjaśnimy wszystko, co najważniejsze. Na końcu każdy będzie wiedział, jak wygląda wspomniana wyżej funkcja i jak wyprowadza się prawo rozpadu dla radioaktywnych izotopów za pomocą filiżanki cappuccino. Poza tym możemy doprowadzić do rozpadu kilka atomów. Powodzenia!
Read More
Detektory rejestrują promieniowanie jonizujące emitowane z różnych źródeł i urządzeń w miejscach ich przechowywania i stosowania, jednak dla pracowników mających kontakt ze źródłami promieniowania istotne jest przede wszystkim, czy zostali narażeni na działanie promieniowania, w jakiej mierze i na jakie konkretnie cząstki. Ważne jest więc, jaka część energii promieniowania jonizującego została pochłonięta na jednostkę masy człowieka, a więc dawka pochłonięta. Znając rodzaj emitowanego promieniowania oraz najbardziej narażone części ciała można dość dokładnie określić dawkę skuteczną, którą posługujemy się do określenia całkowitego narażenia ciała człowieka. Otrzymywane dawki nie mogą przekraczać pewnych ustalonych wartości granicznych, które są określone w przepisach. Z tego powodu pracownicy najbardziej narażeni na promieniowanie są zobligowani do noszenia dawkomierzy indywidualnych, czyli małych urządzeń pozwalających ocenić dawkę skuteczną, jaką otrzymali od źródeł promieniowania jonizującego. Dawkomierz jest więc przyrządem służącym do oceny skutków biologicznych ekspozycji na promieniowanie jonizujące.
Read More
Prostym licznikiem Geigera-Müllera możemy określić, czy promieniowanie jonizujące jest czy go nie ma, a także określić aktywność promieniotwórczą (w Bequerelach) otaczających nas źródeł promieniowania, ale nie możemy ich zidentyfikować. Ponieważ poszczególne izotopy promieniotwórcze mogą być, w mniejszym lub większym stopniu, niebezpieczne dla człowieka, należy je umieć zidentyfikować – jest to bardzo ważne z punktu widzenia ochrony radiologicznej (ochrony przed promieniowaniem jonizującym).
Read More
Wkrótce po tym, jak wynaleziono tranzystor półprzewodnikowy, powstały pierwsze detektory półprzewodnikowe: w zasadzie jest to nic innego jak diody z przejściem p-n, czyli dwie warstwy półprzewodników o różnym domieszkowaniu. W warstwie p (positive) znajdują się „dziury” o ładunku dodatnim, a w warstwie n (negative) nadmierna ilość nośników ładunku ujemnego – elektronów. W przejściu z jednej warstwy do drugiej ładunki wyrównują się. Jeśli jednak wpadnie tu promieniowanie jonizujące, to może ono wytworzyć pary elektron-dziura, które można wykryć jako przepływ prądu. Liczba powstałych par elektron-dziura jest wprost proporcjonalna do energii cząstki promieniowania. Przepływ prądu w detektorach półprzewodnikowych zauważalny jest także w temperaturze pokojowej, powodującej ruchy termiczne elektronów, co jest zjawiskiem niekorzystnym, nazywanym szumem. Aby go ograniczać półprzewodnik jest chłodzony ciekłym azotem, który trzymany jest w naczyniu Dewara (termosie) zamontowanym najczęściej bezpośrednio pod detektorem.
Read More
Do najstarszych urządzeń wykrywających promieniowanie jonizujące należą liczniki scyntylacyjne: jeśli cząstki o określonej energii kinetycznej wpadną do kryształu (np. jodku sodu NaI), to zostają zahamowane i tracą swą energię, wzbudzając elektrony w atomach kryształu. Wzbudzone atomy z kolei wypromieniowują tę energię w postaci fotonów promieniowania elektromagnetycznego z obszaru widzialnego, czyli błysków świetlnych („scyntylacji”), co da się zauważyć nawet gołym okiem.
Read More
W latach 20-tych XX wieku fizyk, Hans Geiger, wraz ze swoim doktorantem, Walterem Müllerem, wynaleźli proste urządzenie, zazwyczaj niewiele większe niż kilka centymetrów - licznik Geigera-Müllera.
Read More
Część z detektorów wytwarza impuls elektryczny w wyniku przepływu powstałych przez jonizację ładunków, umożliwiając niejako policzenie wytworzonych nośników prądu (detektory aktywne). Tego typu detektory to m.in. licznik Geigera–Müllera, czy komora jonizacyjna – wypełnione gazem oraz licznik scyntylacyjny czy półprzewodnikowy, w których elementem czynnym jest ciało stałe. Sygnał docierający do detektora jest tutaj mierzony w czasie rzeczywistym, a detektor wymaga zasilania. Innym typem detektorów są detektory pasywne, które zbierają informacje przez pewien czas ekspozycji na promieniowanie, po czym poddawane są odpowiedniej obróbce mającej na celu oszacowanie wielkości mierzonego sygnału. Nie wymagają przy tym zasilania. Przykładami detektorów pasywnych są klisze fotograficzne, detektory termoluminescencyjne, optoluminescencyjne, folie (płytki) CR–39.
Read More
Promieniowanie jonizujące to promieniowanie o bardzo wysokiej energii, które może powodować uszkodzenie materii, na którą działa. Wydawać by się mogło, że to bardzo negatywna cecha, ale okazuje się, że promieniowanie jonizujące może być pomocne w wielu aspektach życia człowieka. Ze względu na swoją zdolność przenikania materii jest w stanie wejść w głąb nawet najtwardszych i najgęstszych materiałów. Tym bardziej łatwo przenika ciało człowieka, co jest wykorzystywane w medycynie, gdzie promieniowanie jonizujące ma bardzo wiele zastosowań – od diagnozy (prześwietlenia rentgenowskie, wykrywanie lokalizacji nowotworów), po planowanie leczenia (ustawienie i zweryfikowanie pozycji pacjenta przed napromienieniem), aż do terapii (leczenie chorób nowotworowych, prowadzenie zabiegów medycznych przy wspomaganiu wiązkami rentgenowskimi). Promieniowanie jonizujące wykorzystywane jest również w wielu jednostkach naukowych (np. do konstruowania materiałów osłonnych, badań nieniszczących, produkcji radiofarmaceutyków) oraz przemyśle (np. do prześwietlania spawów, czy mierzenia grubości materiałów).
Read More
Gdy pojawia się termin „promieniowanie jonizujące”, chcielibyśmy uzyskać odpowiedzi na kilka prostych pytań: Czy pojawiło się wokół nas? – wystarczy czasem odpowiedź typu „tak/nie”. Jaka jest natura tego promieniowania? Czy są to cząstki? A może jakieś fale? Jeżeli to są cząstki, to jaką mają masę? Jaką niosą energię? Jeżeli są to fale elektromagnetyczne, to o jakiej długości/częstotliwości? Jaką niosą energię? Czy to promieniowanie jonizujące działa na nasze ciało? Jakie są skutki spotkania z promieniowaniem jonizującym? Szkodzi? Nie szkodzi? Czy ewentualny rezultat oddziaływania można zmierzyć? Jeżeli może nam zaszkodzić, to chcielibyśmy wiedzieć: Gdzie napotykamy promieniowanie jonizujące? Jak uchronić się przed niechcianym promieniowaniem jonizującym?
Read More
Po lekturze poprzednich rozdziałów może się wydawać, jakby niemalże cały świat był promieniotwórczy! Czy nie należy w takim razie nie wchodzić więcej do piwnicy? I nie wędrować już po górach, gdyż ryzykuje się napromieniowanie przez granit i ewentualnie poprzez późniejsze zdjęcie rentgenowskie z powodu złamania kości?
Read More
