Гбоу впо московский государственный медико стоматологический университет им. А. И. Евдокимова минздравсоцразвития рф

• Название: Гбоу впо московский государственный медико стоматологический университет им. А. И. Евдокимова минздравсоцразвития рф
• Анкор: Fzl.med
• Дата: 14.04.2023
• Размер: 7.93 Mb.
• Имя файла: FOVvMEDITsINE.docx
• Тип: Документы; #1062502
• страница: 5 из 16

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЯМР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

1. В соответствии с теорией Бора в невозбуждённом атоме водорода электрон движется вокруг ядра по круговой траектории. Магнитные моменты атомов измеряют в магнетонах Бора. Один магнетон Бора равен μ _B= 9,28 ·10 ^–24 А·м², r = 0,53 ·10^-8 см, v = 2,19 · 10⁶ м/с. Где r - радиус траектории (орбиты), v - скорость электрона на орбите. Определите силу тока, обусловленную орбитальным движением электрона.

2. В соответствии с теорией Бора в невозбуждённом атоме водорода электрон движется вокруг ядра по круговой траектории. Магнитные моменты атомов измеряют в магнетонах Бора. Один магнетон Бора μ _B= 9,28 ·10 ^–24 А·м², r = 0,53 ·10^-8 см, v = 2,19 · 10⁶ м/с. Где r - радиус траектории (орбиты), v - скорость электрона на орбите. Определите магнитный момент, обусловленный орбитальным движением электрона.
3. Круговой виток радиуса r = 3 мм с током силы I = 100 мкА ориентирован так, что его магнитный момент направлен вдоль силовой линии однородного магнитного поля с индукцией B = 40 мТл. Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть виток на угол 120 градусов.
4. Круговой виток радиуса r = 2 мм с током силы I = 200 мкА ориентирован так, что его магнитный момент направлен против силовой линии однородного магнитного поля с индукцией B = 50 мТл. Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть виток на угол 30 градусов.
5. В однородном магнитном поле свободно с периодом T = 60 с колеблется рамка с током силы I = 0,2 А. Площадь рамки с током S = 10 см², момент инерции J = 0,002 кг·м². Определите магнитную индукцию поля. Максимальный угол отклонения рамки мал.

6. Рассчитайте индукцию магнитного поля, необходимую для того, чтобы протонный магнитный резонанс наблюдался при частоте 120 МГц. g-фактор для протонов равен 5,585.
7. Укажите ядра атомов из перечисленных в скобках ( , с которых не удастся получить сигналы ядерного магнитного резонанса.

8. Найдите резонансную частоту ЯМР для ядер . Спин ядра = ½, ядерный g-фактор — g_N = 1,405. Ядра находятся в постоянном магнитном поле, индукция которого B = 1 Т.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ РАДИОНУКЛИДОВ

1. Период полураспада радия 1600 лет. Вычислите среднюю продолжительность жизни атомов радия.

2. Период полураспада радия 1600 лет. Вычислите вероятность для одного атома распасться в течение 1 мин.

3. Радионуклид калия имеет период полураспада 4,5∙10⁸ лет. На долю калия приходится 0,35% массы человека. Вычислите активность калия, находящегося в теле человека, если калий сорок составляет в природе 0,012% от общего числа калия. Масса человека составляла 75 кг.

4. Радионуклид йода является бета - излучателем. На рисунке изображена схема его распада, по оси абсцисс — атомный номер, по оси ординат — энергия атома .

Найдите число бета частиц испускаемых при ста распадах ядер .

5 . Радионуклид йода является бета - излучателем. На рисунке изображена схема его распада, по оси абсцисс — атомный номер, по оси ординат — энергия атома. Найдите число гамма-квантов, испускаемых при ста распадах ядер .

6. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Назовите пары частиц внутри ядра, между которыми действуют ядерные силы притяжения.
7. Вид ядер, которые имеют определённое число протонов, определённое число нейтронов и находятся в определённом ядерном энергетическом состоянии, называется ..……… .
8. Вид ядер, которые содержат разное число протонов, но одинаковое число нейтронов, называются ..……. .

9. Вид ядер, которые имеют разный состав, но содержат одинаковое число нуклонов, называются …....… .

10. Вид ядер, одного элемента, но различающихся массами атомных ядер или числом нейтронов в ядре, называются …...... .
11. Альфа-частица является ….......... .

12. Из атомного ядра в результате самопроизвольного превращения вылетело ядро атома гелия. Такое превращение атомных ядер называется …...... ….... .

13. При бета -распаде испускаются быстрые электроны. Опишите их происхождение.

14. При бета-минус распаде из атомного ядра освобождаются …........ .

15. При бета-плюс распаде из атомного ядра освобождаются ..... .

16. Определённые нуклиды испускают гамма излучение, потому что: ………………… .

17. Опишите изменение химической природы элемента при испускании гамма лучей его ядрами.

18. При облучении углерода С-12 протонами образуется изотоп углерода С-13. Определите частицу, которая выбрасывается в этом процессе.

19. Атом лития содержит 3 электрона, 3 протона и 4 нейтрона. Определите массовое число нуклида лития.

20. Ядро атома состоит из 90 протонов и 144 нейтронов. Определите состав ядра, получившегося из исходного, после испускания двух бета-частиц, а затем одной альфа-частицы.
21. Изотоп кобальта (Со-60) известен как источник ионизирующего излучения. Излучение определяется соответствующим прибором. Когда кусок свинца толщиной 20 мм установлен как поглотитель между кобальтовым источником и этим прибором, излучение продолжает фиксироваться прибором. Это излучение представляет собой: …………. .

22. При осуществлении ядерной реакции деления ядер урана около 165 МэВ освобождается в форме кинетической энергии движения осколков ядра. Работу по приращению кинетической энергии осколков ядра при этом совершили ...... ........ .

23. Опираясь на основной закон радиоактивного распада, определите среднее время жизни произвольного радиоактивного нуклида.

24. Докажите, что основной закон радиоактивного распада, записанный в виде эквивалентен, тому же закону, но записанному в форме .

25. Подсчитайте процент распавшихся ядер радиоактивного нуклида за промежуток времени, равный двум периодам полураспада.

26. Подсчитайте процент ещё не распавшихся ядер радиоактивного нуклида за промежуток времени, равный половине периода полураспада.

27. Определите число периодов полураспада, по истечении которых останется менее 1% ещё не распавшихся радиоактивных ядер.
28. Определите вероятность распада радиоактивного нуклида I – 131 за промежуток времени 8,04 суток, если его период полураспада составляет 8,04 суток.

29. Определите возраст, найденных при раскопках, фрагментов дерева, используя радиоуглеродный метод. Известно, что число ядер радиоактивного изотопа (углерод - 14) в этих фрагментах составляет 5 / 7 от содержания этого изотопа в только что срубленных деревьях. Период полураспада ядер углерода -14 составляет 5570 лет.

30. Зная основной закон радиоактивного распада , где N_t - число ещё не распавшихся ядер в момент времени t, получите выражение для зависимости от времени активности A(t) радиоактивного препарата, которая является абсолютной величиной скорости радиоактивного препарата.

31. 1 Бк (беккерель) равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором происходит ... .

32. При определении назальной ликвореи по методу интралюмбального введения радиоактивного технеция в результате измерения скорости счета импульсов от марлевой турунды, извлечённой из средних носовых ходов, получено ; фоновая активность счета импульсов . Определите скорость счета импульсов, обусловленных нозальной ликвореей.

33. При определении периода полураспада короткоживущего радиоактивного вещества использован медицинский счётчик импульсов типа Б-2. В течение одной минуты было зарегистрировано 262 импульсов, а спустя 4 час после начала первого измерения - 104 импульса в минуту. Средний счёт фона составил 12 импульсов в минуту. Определите период полураспада радиоактивного вещества

34. Изотоп стронция (стронций -90) испускает бета-частицы и имеет период полураспада составляющий 28 лет. Определите время, необходимое для того, чтобы распалось 60% первоначального количества стронция-90.

35. Активность радиоактивного элемента уменьшилась в четыре раза за 18 суток. Определите период полураспада.

36. Период полураспада радиоактивного изотопа радона (массовое число 222) 3,82 суток. Определите отношение первоначальной активности изотопа к активности через 7 суток.

37. За 5,91 суток активность препарата радона уменьшилась в 3 раза. Определите период полураспада изотопа.

38. Определите долю радиоактивных ядер некоторого элемента, распавшихся за время, равное 1/3 периода полураспада.

39. Среди радиоактивных загрязнений, вызванных аварией на Чернобыльской АЭС, наиболее опасными являются долгоживущие продукты деления, такие как цезий-137. Определите промежуток времени до момента, когда активность загрязнения по этому изотопу уменьшится в 20 раз. Если период полураспада 30 лет.

40. В среднем поглощённая доза излучения, получаемая врачом рентгенологом, равна 7 мкГр за 1 час. Определите, какую часть от допустимой дозы получит врач, если он должен проработать 232 дней в году, а рабочий день длится 6 часов. Предельно допустимая доза облучения равна 50 мГр в год.

41. В среднем поглощенная доза излучения, получаемая врачом рентгенологом, равна 7 мкГр за 1 час. Определите эквивалентную дозу, которую получит врач за год, если он должен проработать 239 дней в году, а рабочий день длится 6 часов.

42. Определите мощность поглощённой дозы при полном облучении тела, которую получит больной массы 73 кг при облучении его кобальтовым источником. Активность источника 6,3 ТБк, на больного попадает 27 % гамма-излучения. Изотоп Со-60 испускает гамма кванты с энергиями 1,33 и 1,17 МэВ (те и другие в равных количествах). Примерно 50% гамма излучения взаимодействует с тканями тела и выделяет в них всю энергию. (Остальное излучение проходит, не вызывая биологического эффекта.) Примерно 50% гамма излучения взаимодействует с тканями тела и выделяет в них всю энергию. (Остальное излучение проходит, не вызывая биологического эффекта.)
43. Сравните степени ослабления монохроматических γ – лучей при прохождении через свинцовый экран толщиной d = 1 см, для излучения с длиной волны λ₁ = 4,1∙10^-13 м и излучения с длиной волны λ₂ = 8,2∙10^-13 м. Воспользуйтесь данными из рисунка, отражающего зависимость линейного коэффициента ослабления гамма излучения для различных материалов от энергии гамма квантов.
44. Определите энергию гамма квантов монохроматического излучения, если при прохождении через слой железа толщиной d = 3,15 см интенсивность излучения ослабляется в четыре раза. Воспользуйтесь данными из рисунка, отражающего зависимость линейного коэффициента ослабления гамма излучения для различных материалов от энергии гамма квантов.