Типовой
Физика

Лекции

Контрольная

Курс

На главную

Сборник задач по ядерной физике

Спины и четности ядер в модели оболочек

Задача В спектре возбужденных состояний ядра 17О указать уровни, соответствующие одночастичным возбуждениям.

Спектр ядра 17О

5.08-------------¦ 3/2+

4.55-------------¦ 3/2-

3.85-------------¦ 5/2-

3.06 ------------¦ 1/2-

0.87------------- 1/2+

0 ------------- 5/2+

E, МэВ                 Jp

Основное состояние 17О соответствует одному нейтрону над замкнутой оболочкой:

|1s1/2>4 |1p3/2>8| 1p1/2>4 | 1d5/2>1n

Переходы неспаренного нейтрона с подоболочки 1d 5/2 на более высокие подоболочки 2s1/2 и 1d3/2 соответствуют возбужденным состояниям 1/2+ и 3/2+ в спектре 17О.
Разность энергий 3/2+ и 5/2+ уровней в спектре 17О является следствием спин-орбитального расщепления. Константу а в (3.14) можно оценить из этой разности энергий.

Поведение радионуклидов в организме животного или человека.

Поведение радионуклидов в организме животного или человека характеризуется биологическим периодом полувыведения. Биологический период полувыведения (Тб) – время, за которое выводится из организма биологическим путем половина радиоактивного вещества накопленного в нем.

Время Тэф, за которое число радионуклидов, накопленных в организме, уменьшается наполовину за счет биологического выведения и физического распада, называется эффективным периодом полувыведения.

Тэф = (Т ∙ Тб) / ( Т + Тб)

Значение Тб и Тэф для цезия и стронция, для отдельных органов и мышечной ткани, приведены в таблице 5 в приложении.

Уменьшение содержания радионуклидов в различных органах (за исключением желудочно-кишечного тракта) происходит по экспоненциальному закону.

Накопление радионуклидов в организме или отдельных органах при длительном поступлении описывается формулой:

А = 1,45 F Тэф [1 – exp(-0,693t/ Тэф)],

где А - активность радионуклидов в рассматриваемом органе (Бк), F – скорость поступления радионуклидов в организм (орган) (Бк/сут.), Тэф – эффективный период полувыведения (сут.), t – время накопления (сут.).

При хроническом поступлении радионуклида его общее содержание в организме увеличивается, но довольно скоро (для цезия примерно через год) наступает равновесие. Это означает, что ежедневное поступление радионуклидов уравновешивается их биологическим выведением и распадом. Однако стронций-90 относится к тем радионуклидам, который не достигает равновесия в организме человека или животного даже в течение 50 лет. Стронций-90 обладает большей экологической и биологической опасностью, чем цезий-137. Специфическое скелетное распределение стронция-90 в живых организмах приводит к более интенсивному по отношению к другим органам и тканям тела, облучению костей и красного костного мозга, которое может вызвать развитие лейкозов. Этот радионуклид обладает высокой радиотоксичностью. При его большом внутреннем поступлении возникают эффекты острого лучевого поражения

Энергия Еэф передаваемая органу при распаде каждого ядра с учетом биологической опасности излучения, называется эффективной энергией. Эквивалентная доза Н (Зв) внутреннего облучения организма или органа определяется по формуле:

Н = АЕэф t / m,

где А- активность радионуклидов в рассматриваемом органе (Бк), Еэф – эффективная энергия радионуклида (Дж), t – время облучения (сут.), m – масса облученного организма или органа (кг). Еэф находиться эксперементально, её значение для различных радионуклидов приведено в таблице 6 в приложении.

Внутреннее облучение цезием-137 может стать причиной лейкемии, рака почек, печени, легких, кишечника, подавление лимфоидного кроветворения, угнетения функций косного мозга. Хроническое внутреннее облучение стронцием-90 заметно влияет на функции печени и почек, нейроэндокринную систему, иммунитет, частоту возникновения доброкачественных и злокачественных опухолей мягких тканей.

Количественным показателем, характеризующим переход радионуклидов из рациона животных в 1 кг продукции, является коэффициент перехода:

Кп= Апрод . 100/ Арац, (%)

где Апрод – содержание радионуклидов (удельная активность) в продуктах животноводства (Бк/кг), Арац –суммарное содержание радионуклидов (активность) в суточном рационе животных (Бк).

Справочник