Физика итог. Документ Microsoft Word. 9. Обыкновенным дифференциальным уравнением nго порядка называется уравнение вида

• Название: 9. Обыкновенным дифференциальным уравнением nго порядка называется уравнение вида
• Анкор: Физика итог
• Дата: 20.12.2019
• Размер: 83.51 Kb.
• Имя файла: Документ Microsoft Word.docx
• Тип: Документы; #101356
• страница: 2 из 3

Акти́вность радиоакти́вного исто́чника — число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени.

А́льфа-распа́д — вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание дважды магического ядра гелия 4He — альфа-частицы

Энергия испускаемых α-частиц практически для всех α-активных изотопов лежит в пределах 4-9 МэВ.

. Электронный β^--распад заключается в превращении одного ядерного нейтрона в протон и электрон. При этом появляется еще одна частица ν' – антинейтрино

Позитронный β⁺-распад заключается в превращении одного ядерного протона в нейтрон и позитрон. При этом появляется еще одна частица ν - нейтрино:

 энергетический спектр β-излучения сплошной

• 
  22. заряженные частицы, проходящие через вещество, взаимодействуют как с орбитальными электронами атома, так и с его ядром;
  
• 
  при взаимодействии с орбитальными электронами, энергия частиц растрачивается на ионизацию атомов, если она не менее 35 эВ и на возбуждение атомов (перевод электрона с ближней орбиты на более удаленную), если она менее 35 эВ;
  
• 
  в процессе ионизации атома образуются заряженные частицы (свободные электроны), а атомы, потерявшие один или несколько электронов, превращаются в положительно заряженные ионы;
  
• 
  при взаимодействии с ядром заряженная частица может или тормозиться электрическим полем ядра и менять свое направление движения или поглощаться ядром. В первом случае происходит испускание тормозного излучения, во втором случае заряженная частица (при достаточно большой энергии) поглощается ядром, при этом выбрасываются элементарные частицы и фотоны. Поглощение частицы ядром обычно происходит, если энергия частицы превышает 1,02 МэВ.
  

ИОНИЗАЦИОННЫЕ ПОТЕРИ - потери энергии заряженной частицей при прохождении через вещество, связанные с возбуждением и ионизацией его атомов.

• 
  альфа-частицы  полностью задерживаются поверхностным слоем кожи;
  
• 
  бета-частицы не могут проникнуть в глубь человеческого организма больше, чем на несколько миллиметров;
  
• 
  гамма-кванты способны вызвать облучение всего тела.
  

23. МРП) и изделия (МРИ. В лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) МРП используются в основном для диагностических целей, которые проводятся в лабораториях радиоизотопной диагностики, а терапевтические процедуры с использованием МРИ – в радиологических отделениях (кабинетах) лучевой терапии.

К МРП относятся радиоактивные фармацевтические препараты (РФП), используемые при проведении радионуклидных диагностических исследований (РНДИ).

К МРИ относятся изделия, в конструкциях которых применяются радиоактивные источники ионизирующего излучения, используемые для проведения терапевтических процедур.

 

При использовании ИИИ в медицинских целях формируется медицинская доза на одного человека населения административной территории. В ЛПУ проводятся диагностические исследования с использованием рентгеновского излучения (рентгенологические исследования – далее РЛИ), излучения радиоактивных изотопов от РФП при выполнении РНДИ и излучения медицинских радионуклидных изделий (МРИ) при проведении лучевых терапевтических процедур (ЛТП).

При использовании ИИИ в медицинских целях основной вклад в дозу облучения на одного человека населения вносит рентгеновская диагностика

Радионуклидная диагностика (ядерная медицина) – применение с диагностической целью меченых радиоактивными нуклидами веществ для исследования функционального и морфологического состояния организма.

Для радионуклидной диагностики используют радиофармацевтические препараты (РФП) и различные типы радиодиагностических приборов.

Лучевая терапия (или радиотерапия)представляет собой воздействие ионизирующей радиации на очаг поражения тканей с целью подавления активности патогенных клеток

Сканирование — это метод радиоизотопной диагностики с помощью сканеров. Применяют для исследования состояния печени, легких, почек, щитовидной железы, спинного и головного мозга, костей, лимфатической системы и др

24. Дозиметрия - раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения

Поглощенная доза - это количество радиации, которое поглощено веществом.

Экспозиционная доза является качественной характеристикой фотонного излучения (рентгеновского и гамма-излучения), она определяется по ионизации воздуха, т.е. когда поглощенная энергия в некотором объеме воздуха равна суммарной кинетической энергии электронов и позитронов, образованных фотонным излучением в том же объеме.

Единица измерения- Рентген

Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы
25. Для источника излучения точечной формы мощность дозы в рентген/час прямо пропорциональна активности А источника, выраженной в мкюри, и обратно пропорциональна квадрату расстоянияRв см от источника излучения до места определения дозы:

Доза эквивалентная (Н) – это поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент (весовой множитель) для данного вида излучения, который относится к дозе для определенного вида вещества

Дозиметрические приборы — дозиметры, устройства, предназначенные для измерения доз ионизирующих излучений или величин, связанных с дозами.

Защита от ионизирующих излучений включает в себя:

• 
  организационные мероприятия (выполнение требований безопасности при размещении предприятий, устройстве рабочих помещений и организации рабочих мест, при работе с закрытыми и открытыми источниками, при транспортировке, хранении и захоронении радиоактивных веществ, проведение общего и индивидуального дозиметрического контроля);
  
• 
  медико-профилактические мероприятия (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск, медицинские осмотры, лечебно-профилактическое питание и др.);
  
• 
  инженерно-технические методы и средства (защита расстоянием и временем, применение средств индивидуальной защиты, защитное экранирование и др.).
  

Биодоза (биологическая доза) — это условная единица, с помощью которой определяют минимальную продолжительность ультрафиолетового облучения кожи, необходимую для возникновения самого слабого (порогового), но ясно очерченного покраснения — эритемы.

Настоящий стандарт устанавливает метод расчета поглощенной материалом дозы на основе данных поля рентгеновского и гамма-излучений и композиционного состава материала. На основе величины поглощенной дозы для одного материала можно рассчитать поглощенную дозу для другого материала, подвергнутого воздействию того же самого поля излучения. Методика ограничивается использованием полей электромагнитного излучения в диапазоне от 0,1 до 3 МэВ. 11. Величины излучений и единицы

26. Способность к делению - наиболее уязвимая функция клетки , поэтому при облучении прежде всего поражаются растущие ткани. Это делает ионизирующее излучение особенно опасным для детского организма, включая период когда он находиться в утробе матери. Губительно действует излучение и на ткани взрослого человека , в которых происходит постоянное или периодическое деление клеток: слизистую оболочку желудка и кишечника , кроветворную ткань, половые клетки и т.д. действия ионизирующего излучения на быстрорастущие ткани используют также при терапевтическом воздействии на ткани опухоли.

При больших дозах может наступить «смерть под лучом», при меньших – возникают различные заболевания (лучевая болезнь и др.).

При облучении водных растворов косвенное поражение макромолекул происходит за счет их взаимодействия с радикалами Н, ОН и перекисью водорода, а также «гидратированного электрона», особой стабилизированной формы электрона, открытой в облученной воде.

За 10^-11 – 10^-10 с вокруг стабилизированного электрона возникает область радиальной поляризации, т.е. поляризованные молекулы воды ориентируются в собственном электрическом поле электрона.

Область радиальной поляризации, обладающая избыточным положительным зарядом около своего центра, служит ловушкой для электрона, обусловливающего поляризацию. Вместе они образуют уникальное образование – гидратированный электрон, который в химическом отношении ведет себя, как очень активный ион, вступая в реакции со многими веществами при первом соударении. Время жизни е^ˉ_гидр. в высокоочищенной воде приближается к 1 мс. Такое большое время жизни позволяет гидратированному электрону диффундировать на значительные расстояния от трека первичной ионизирующей частицы и взаимодействовать с растворенными молекулами.

Первичные реакции, происходящие после возбуждения и ионизации, которые мы обсуждали выше, можно суммировать в виде общей схемы:

Первичные продукты радиолиза воды – радикалы Н▪, ОН▪, еˉ_гидр. – располагаются в пространстве достаточно близко друг от друга, образуя своеобразные скопления «рои» небольшого объема, средний радиус которых около 1,5нм. Радиохимики называют эти скопления шнурами. В среднем на шнур приходится около 6 радикалов. Именно в шнуре происходит рекомбинация радикалов с образованием молекулярных продуктов – Н₂ и Н₂О₂.

Атаковать растворенные молекулы могут лишь те радикалы, которые не рекомбинируют, а выходят из шнура. Эти радикалы, а также молекулярные продукты радиолиза называют продуктами радиолиза воды, образование их отражает следующее суммарное уравнение:

где Н₃О⁺ - принятая форма записи пока Н⁺, уравновешивающего отрицательный заряд гидратированного электрона.

27. Лазер обязательно имеет три основных компонента: 1) активную среду, в которой создаются состояния с инверсией населен­ностей; 2) систему накачки (устройство для создания инверсии в активной среде); 3) оптический резонатор (устройство, вы­деляющее в пространство избирательное направление пучка фотонов и формирую­щее выходящий световой пучок).

Для выделения направления лазерной генерации используется принципиально важный элемент лазера — оптический ре­зонатор.

Лазерное излучение обладает следую­щими свойствами:

1. Временная и пространственная ко­герентность (см. § 171). Время когерент­ности составляет 10^-3с, что соответству­ет длине когерентности порядка 10⁵ м (l_ког=с_ког), т.е. на семь порядков выше, чем для обычных источников света.

2. Строгая монохроматичность (<10^-11м).

3. Большая плотность потока энергии. Если, например, рубиновый стержень при накачке получил энергию W=20Дж и высветился за 10^-3с, то поток излуче­ния Ф_е=20/10^-3Дж/с = 2•10⁴Вт. Фо­кусируя это излучение на площади 1 мм², получим плотность потока энергии Ф_е/S=2•10⁴/10^-6Вт/м²=2•10¹⁰ Вт/м².

4. Очень малое угловое расхождение в пучке. Например, при использовании специальной фокусировки луч лазера, на­правленный с Земли, даст на поверхности Луны световое пятно диаметром примерно 3 км (луч прожектора осветил бы повер­хность диаметром примерно 40000км).

Избирательно облучая участки яйцеклетки, можно изменять направление развития зародыша. Облучая определенные участки хромосом, можно управлять наследственностью. Лазерное излучение вызывает мутации, причем оно более удобно, чем рентгеновское, применяемое в тех же целях, поскольку рентгеновское излучение часто приводит к гибели окружающей хромосомы клеточной среды. Не исключено, что лазеры смогут найти применение в генной инженерии, цель которой — получение организмов с новыми свойствами, не встречающимися в природе, за счет преодоления межвидовых барьеров скрещивания. Суть метода генной инженерия заключается в конструировании из различных фрагментов нуклеиновых кислот нового генетического материала. Отщепление от биологических макромолекул отдельных фрагментов и сшивание их с другими фрагментами нуклеиновых кислот представляет собой исключительно тонкую операцию, при осуществлении которой может оказаться полезным луч лазера.

28. Явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) заключается в резонансном поглощении электромагнитного излучения в диапазоне радиочастот веществами, помещенными в постоянное магнитное поле, и обусловленное квантовыми переходами между энергетическими подуровнями, связанными с наличием магнитного момента у электронных систем.

ЭПР, который может быть использован для изучения жидких сред организма, продуктов выделения органов, обладающих экскреторной функцией (слюны, желчи, соков поджелудочной железы и желудка, мокроты, мочи и т.п.), волос, ног 

тей, кусочков тканей, взятых при биопсии кожи, слизистых оболочек, печени, лекарственных веществ различного происхождения и действия, физиологически активных веществ (антибиотиков, витаминов, гормонов, медиаторов нервного возбуждения), вакцин, сывороток, кровезаменителей, болезнетворных микробов, микробов-сапрофитов, а также для изучения тканей и органов животных в биохимическом, физиологическом и патофизиологическом экспериментах. 

29. Явления переноса — физические явления, вызванные переносом вещества из одной точки в другую. В общем случае явления переноса характерны как для жидкостей и газов, так и для твердых тел.

J=-Dgradn

Диффу́зия — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

J=-DdC/dx=- DgradC

Как известно, между внутренней и наружной поверхностями мембраны существует разность потенциалов dφ, которая обуславливает наличие в мембране толщиной dх электрического поля с напряжённостью:



Активный транспорт — энергозависимый трансмембранный переноспротивэлектрохимическогоградиента

Пассивный транспорт — перенос веществ из области высокой концентрации в область низкой без затрат энергии

Активный перенос осуществляется особыми ферментами-переносчиками – транспортными АТФ-азами (аденозинтрифосфотазами).

Известны три основные системы активного транспорта, обеспечивающие перенос ионов Na⁺, К⁺, Са⁺ и Н⁺ через биологические мембраны живой клетки, работающие за счет свободной энергии гидролиза АТФ. Большое количество работ посвящено исследованию активного переноса ионов калия и натрия. Это объясняется их большой ролью в таких важных явлениях, как генерирование биоэлектрических потенциалов и проведение возбуждения. По мнению ряда ученых в мембранах имеется один общий переносчик ионов калия и натрия. Этот механизм, названный сопряженным «натрий-калиевым насосом», в состоянии физиологического покоя клетки обеспечивает наличие двух встречных потоков ионов натрия и калия через мембрану. Три иона Na⁺, перенесенные из клетки, отщепляются у её наружной поверхности и к переносчику присоединяется чаще всего 2 иона калия, которые переносятся на внутреннюю поверхность мембраны.

30.  потенциал покоя и потенциал действия являются по своей природе мембранными потенциалами, обусловленными полупроницаемыми свойствами клеточной мембраны и неравномерным распределением ионов между клеткой и средой, которое поддерживается механизмами активного переноса, локализованными в самой мембране.

Между внутренней и наружной поверхностями клеточной мембраны всегда существует разность электрических потенциалов. Эта разность потенциалов, измеренная в состоянии физиологического покоя клетки, называется потенциалом покоя.

V=RT/FZlnC0/Ci

при возбуждении аксона кальмара возникает быстрое колебание мембранного потенциала, которое на экране осциллографа имело форму пика (spike). Они назвали это колебание потенциалом действия (ПД)

Изменяя проводимость быстрых натриевых и калиевых каналов, можно влиять на генерацию ПД, а, следовательно, на возбуждение клеток. При полной блокаде натриевых каналов, например, ядом рыбы тетродонта – тетродотоксином, клетка становится невозбудимой. Это используется в клинике. Такие местные анестетики, как новокаин, дикаин, лидокаин тормозят переход натриевых каналов нервных волокон в открытое состояние. Поэтому проведение нервных импульсов по чувствительным нервам прекращается, наступает обезболивание (анестезия) органа. При блокаде калиевых каналов затрудняется выход ионов калия из цитоплазмы на наружную поверхность мембраны, т.е. восстановление МП. Поэтому удлиняется фаза реполяризации. Этот эффект блокаторов калиевых каналов также используется в клинической практике. Например, один из них хинидин, удлиняя фазу реполяризации кардиомиоцитов, урежает сердечные сокращения и нормализует сердечный ритм.

Также следует отметить, что чем выше скорость распространения ПД по мембране клетки или ткани, тем выше ее проводимость.