7. kolo soutěže "oZáření" (20. 2. - 5. 3. 2024)
Otázka č. 1: A do třetice se vraťme k našemu příkladu o nešťastné události v brazilské Goianie. V minulých kolech jsme vypočítali absorbovanou dávku D [Gy], která popisuje, kolik energie z ionizujícího záření je absorbováno látkou o hmotnosti m. Představte si ale situaci, kdy stejnou energii ionizujícího záření pohltí ruka a hrudník. Obě části těla obdrží stejnou absorbovanou dávku, ale určitě je vám jasné, že účinek na celý organismus bude jiný - zatímco „bez ruky se dá žít“, v hrudníku máme životně důležité orgány. Dalším důležitým faktorem je druh záření - v našem případě cesiového zdroje máme fotonové záření, ale lišil by se biologický účinek, kdybychom stejnou dávku doručili jiným druhem záření, např. zářením alfa? Rozhodně ano! Zatímco fotonové záření je nepřímo ionizující a hustota ionizace v látce je menší (tzn. poškození jsou více rozložena v prostoru), záření alfa je přímo ionizující s vysokou hustotou ionizace (tzn. poškození jsou blízko u sebe). Na celkový organismus to má obrovský vliv a biologický účinek (přestože způsobený stejnou absorbovanou dávkou) bude úplně jiný.
Absorbovaná dávka tak není vhodná pro popis biologických účinků. K tomu se používá Efektivní dávka [Sv]. Vaše úkoly jsou následující:
a) Nastudujte, jak se z absorbované dávky D [Gy] dostaneme k efektivní dávce E [Sv].
b) Jak se liší jednotky Gy a Sv z hlediska soustavy SI a z hlediska svého významu?
c) Vyberte si libovolný orgán v těle a libovolný druh záření. Předpokládejte, že tento orgán obdrží od vámi zvoleného záření při celotělovém ozáření absorbovanou dávku takovou, jako jsme spočítali v 1. příkladu 5. kola. Vypočítejte efektivní dávku v tomto orgánu.
Otázka č. 2: Jak jsme si vysvětlili v jednom z předchozích kol, přeměna beta může probíhat i na volném nukleonu. Konkrétně na neutronu, který se přemění na proton.
a) Zapište rovnici přeměny beta na volném neutronu.
b) Předpokládejte, že neutron je v klidu, a vypočítejte celkovou kinetickou energii částic (v jednotce MeV), které při rozpadu vznikají.
c) vysvětlete, proč je spektrum beta částic spojité (na rozdíl např. od spektra alfa částic)
Otázka č. 3: Kolik mg beta aktivního P-32 je potřeba přidat k 1 mg neaktivního fosforu tak, aby hmotnostní aktivita byla 1017 Bq/kg?
Odpovědi zasílejte na e-mail: kamil.augsten@fjfi.cvut.cz. Můžete přiložit soubor s výpočtem - např. dokument, scan, fotku (pdf, obrázek). V případě většího souboru využijte Cloudové úložiště, soubor(y) pojmenujte dle čísla kola a vaší přezdívky nebo jména.