___________

План-конспект

уроку фізики  у 9 класі

Тема уроку:  Іонізуюча дія радіоактивного випромінювання. Дозиметри.

Мета уроку: навчальна – ввести поняття іонізуючої дії радіоактивного випромінювання

 розвивальна – формувати в учнів вміння користуватися науково-популярною літературою та виявлення творчих здібностей при розв’язуванні вправ;

виховна – виховати трудолюбивість, точність і чіткість при відповідях  і розв’язуванні завдань та навчити дітей  «бачити» фізику навколо себе.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

План уроку

1.        Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання
2.        Еквівалентна зона йонізуючого випромінювання
3.        Експозиційна зона йонізуючого випромінювання
4.        Потужність дози випромінювання
5.        Дозиметри

І. Організаційна частина (привітання, перевірка д/з)

ІІ. Мотивація пізнавальної діяльності учнів

Оголошення теми і мети уроку

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання
 З попередніх тем ви дізналися про деякі пристрої, що допомогли вченим зрозуміти загальну природу певних процесів у ядерній фізиці.

Даємо визначення поглинутої дози йонізуючого випромінювання. Потрапляючи в ту чи іншу речовину, радіоактивне випромінювання передає їй енергію. У результаті поглинання цієї енергії деякі атоми і молекули речовини йонізуються, унаслідок чого змінюється їхня хімічна активність. Життєдіяльність будь-якого організму забезпечується хімічними реакціями, що відбуваються в його клітинах, тому радіоактивне опромінення призводить до порушень функцій майже всіх органів.
Чим більшою є поглинута речовиною енергія випромінювання, тим більший вплив цього випромінювання на речовину.

Поглинута доза йонізуючого випромінювання — це фізична величина, яка чисельно дорівнює енергії йонізуючого випромінювання, поглинутій речовиною одиничної маси.

Визначаємо еквівалентну дозу йонізуючого випромінювання
Біологічний вплив різних видів випромінювання на живі організми є неоднаковим при однаковій поглинутій дозі. Наприклад, за однакової енергії а-випромінювання є значно безпечнішим, ніж р- або у-випромінювання. З огляду на зазначене вчені ввели спеціальну фізичну величину для характеристики біологічного впливу поглинутої дози — еквівалентну дозу йонізуючого випромінювання. Її позначають символом.

Існує також позасистемна одиниця — бер: 1 бер = 0,01 Зв.

Дізнаємося про експозиційну дозу йонізуючого випромінювання Фізична дія будь-якого йонізуючого випромінювання на речовину пов'язана передусім з йонізацією атомів та молекул. Тому крім поглинутої дози, що характеризує енергію випромінювання, існує фізична величина, яка визначається йонізаційною дією випромінювання. Цю величину називають експозиційною дозою йонізуючого випромінювання.

Вивчаємо потужність дози йонізуючого випромінювання Зрозуміло, що доза йонізуючого випромінювання залежить від часу опромінення: чим більший час опромінення, тим більшою є доза випромінювання. Фізики кажуть, що доза випромінювання накопичується з часом.

Відношення дози йонізуючого випромінювання (Б) до часу опромінення (і) називають потужністю дози (Рв) йонізуючого випромінювання.
Одиниця потужності поглинутої дози йонізуючого випромінювання — грей на секунду Гр ,• одиниця потужності експозиційної дози йонізуючого випромінювання — рентген на се-кунду — ; одиниця потужності еквівалентної дози йонізуючого випромінювання — зиверт Зв на секунду.

Знайомимося з особливостями ушкоджень організмів унаслідок радіації Дослідження показали, хцо ушкодження організмів, зумовлені впливом радіації, мають низку особливостей.

По-перше, глибокі порушення життєзабез-печувальних функцій організму викликає навіть невелика кількість поглинутої енергії. Пояснюється це тим, що енергія випромінювання влучає в особливо чутливу «мішень» — клітину. А найбільш чутливими до радіації є ті клітини, що швидко діляться. Так, першим відчуває дію радіоактивного випромінювання кістковий мозок, унаслідок чого порушується процес кровотворення.

По-друге, різні типи організмів мають різну чутливість до того чи іншого радіоактивного випромінювання. Найстійкішими, наприклад, є одноклітинні.
По-третє, наслідки впливу однакової поглинутої дози випромінювання залежать від віку організму.
Перелічені вище особливості стосуються зовнішнього опромінення. Але для вищих тварин і людини є небезпечним й внутрішнє опромінення, адже радіонукліди в організм можуть потрапити, наприклад, з їжею. Підвищена небезпека внутрішнього опромінення зумовлена кількома причинами.

По-перше, деякі радіонукліди здатні вибірково накопичуватися в окремих органах. Наприклад, 30% йоду накопичуються в щитовидній залозі, маса якої становить лише 0,03 % маси тіла людини. Радіоактивний Іод, таким чином, усю свою енергію віддає невеликому об'єму тканини.

По-друге, внутрішнє опромінення є тривалим: радіонуклід, який потрапив в організм, не відразу виводиться з нього, а зазнає низки радіоактивних перетворень усередині організму. Радіоактивне випромінювання, яке виникає при цьому, чинить руйнівну дію, йонізуючи молекули й тим самим змінюючи їхню біохімічну активність.
Вивчаємо конструкцію та принцип дії йонізаційного дозиметра.

Для вимірювання дози йонізуючого випромінювання та її потужності використовують дозиметри. Основною складовою будь-якого дозиметра є детектор — пристрій, що слугує для реєстрації йонізуючого випромінювання. Залежно від типу детектора розрізняють йонізаційний, люмінесцентний та інші види дозиметрів

Так, у йонізаційних дозиметрах детектором є лічильник Ґейґера- Мюллера, дія якого ґрунтується на властивості радіоактивного випромінювання значно збільшувати провідність газів.  Датчик лічильника Ґейґера - Мюллера являє собою скляний циліндр,який зазвичай заповнюють розрідженим інертним газом.

Стінки циліндра вкриті металевою плівкою, що є катодом. Усередині циліндра натягнуто металевий дріт — анод. Між дротом і стінками циліндра існує сильне електричне поле.

Коли радіоактивне випромінювання потрапляє всередину циліндра, відбувається йонізація атомів газу. Вільні електрони та йони, що виникають унаслідок йонізації, розганяються електричним полем і після ударів об нейтральні атоми розбивають їх на електрони та йони. У результаті в об'ємі циліндра кількість електронів та йонів лавиноподібно зростає. Під дією електричного поля електрони спрямовуються до дроту — через коло проходить імпульс струму, який підсилюється й передається на приймач.  Зазвичай приймачем слугує цифровий вимірювальний пристрій. У такому випадку на дисплеї дозиметра з'являється числове значення дози йонізуючого випромінювання.

IV. Підбиваємо підсумки.

Фізичну величину, яка чисельно дорівнює енергії йонізуючого випромінювання, поглинутій речовиною одиничної маси, називають поглинутою дозою йонізуючого випромінювання £).

Поглинуту дозу вимірюють у греях.

Біологічний вплив йонізуючого випромінювання на організми залежить не тільки від поглинутої дози, але й від особливостей самого випромінювання.

 Характеристика цього впливу одержала назву еквівалентної дози йонізуючого випромінювання (Н): Н = К В , де К — коефіцієнт якості; £) — поглинута доза. Вимірюється еквівалентна доза випромінювання в зивертах.

Чим триваліший час опромінення, тим більшою є доза йонізуючого випромінювання. Відношення дози £> йонізуючого випромінювання до часу і опромінення називають потужністю дози Рв йонізуючого випромінювання:
Для вимірювання дози йонізуючого випромінювання та її потужності використовують дозиметри.

 V. Домашнє завдання: Опрацювати § 34 Дати відповіді на питання після параграфа