4,990
edits
Difference between revisions of "Opetus: Fysiikka"
From cod3v
→Säteilysairaudet
| Line 286: | Line 286: | ||
=== Säteilysairaudet === | === Säteilysairaudet === | ||
Mullerin kirja Physics for Future Presidents, kpl 4: Radioativity https://muller.lbl.gov/teaching/Physics10/PffP_textbook/PffP-04-radioactivity-5-27.pdf | |||
Tiivistelmä. Laintoin boldilla niitä, mitkä voit kirjoittuttaa vihkoon. Muutakin saa, tietenkin. | |||
# Pulpettisi on radioaktiivinen | |||
# Sinä olet radioaktiivinen | |||
# Yhdysvaltain alkoholivirasto testaa alkoholijuomien radioaktiivisuuden. Jos se ei säteile tarpeeksi, sitä ei saa myydä. | |||
# Hiroshiman pommituksessa n 2% kuolleista kuoli säteilystä johtuvaan syöpään. | |||
Radioaktiivisuus tarkoittaa atomin ytimen räjähtämistä. Siinä vapautuva energia on mieletön verrattuna tavallisiin kemiallisiin prosesseihin: n 1 000 000 –kertainen. Ydin koostuu protoneista ja neutroneista. Niistä tuli jo viimeksi vähän standardimallin yhteydessä (kvarkit ja gluonit). | |||
Atomin järjestysluku on protonien lukumäärä. Vedyllä 1, heliumilla 2, uraanilla 92. Neutronien lukumäärä voi vaihdella: saadaan isotooppeja. | |||
* Vety 1 p + 1e | |||
* Deuterium 1p + 1n + 1e. 1/6000 vedystä on deuteriumia: raskasta vettä. | |||
* Tritium 1p + 2n + 1e; 10^{-18} on tritiumin lkm. Tritium on radioaktiivinen. Käytetään lääketieteessä ja vetypommissa. | |||
Oma nimi näillä isotoopeilla. | |||
Over 99% of uranium found in the Earth has a nucleus with 92 protons and 146 neutrons, making up a total of 92+146 = 238 particles in the nucleus. This is called U-238. But about 0.7% of the uranium has only 143 neutrons in the nucleus instead of 146. This is a different “isotope” of uranium called U-235. It is very important, because U-235 plays a key role in the atomic bomb and nuclear reactors. | |||
'''Säteily ja säteet.''' | |||
Yleensä pieni hiukkanen lentää isosta ytimestä. Kun se aluksi läydettiin, kukaan ei tiennyt, mitä tulee ulos. . . Vaikuttivat samalta kuin Röntgen-säteet, jotka oli lydetty hieman aiemmin (1895). Huomattiin, että ytimestä tulee kolmenlaisia hiukkasia, joille annettiin nimet | |||
* alpha : pysähtyy paperiin. He-atomin ydin: He^{2+} (2p+2n) | |||
* beta: pysähtyy alumiiniin? Elektroni: | |||
* gamma: läpäisee 3m teräsbetonia: smg-säteilyä, gamma-oli jo viime tunnilla. | |||
Hiukkaset eivät pysähdy heti. Ne kimpoavat atomeista useita kertoja ennen kuin pysähtyvät. Jokaisessa törmäyksessä ne voivat kimmottaa molekyyliun tai mutatoida geenin (mikä on geeni? – oli jo). Vaikutus on pieni, mutta. . . | |||
Mutta gammasäteily pruukaa absorpoitumaan atomiin, mutta atomi virittyy ja viritystilan purkautuessa lähettää uutta säteilyä, mikä tekee suurimman vaurion. | |||
'''Säteily ja kuolema: REM / Sievert; 100 rem = 1 Sievert.''' | |||
Säteilyn aiheuttamaa biologista vahinkoa kutsutaan nimellä REM. Jos jokaisen ihon neliösentin läpäisee 2 miljardia gammasädettä, vaikutus on 1 REM. 1 mrd ei ole suuri luku, koska atomit ovat pieniä. Yleensä keho korjaa vahingot. | |||
Säteilymyrkytys. Lievän säteilysairaudet oireet: väsymys, energiamattomuus, hiusten lähtö. | |||
* Alle 100 rem: ei | |||
* 100 rem: solun aineenvaihdunta ei toimi: tulet sairaaksi | |||
* 100 – 200 rem lievät | |||
* 300 rem 50% tn kuolemalle 2 kk sisällä, jos ei hoideta. 300 rem on LD50. Lethal Dose | |||
* 1000 rem: kuolema 1-2 tunnissa. | |||
Säteily ja syöpä. Paradoksi: keskimäärin syövän saa 2500 rem:llä, mutta 1000 rem tappaa parissa tunnissa? | |||
Suurin osa mutaatioista on harmittomia. | |||
Syöpä on todennäköisyyssairaus. | |||
Oikeasteen ei tiedetä: syöpä on yleinen sairaus. Ilman säteilyä, 20% kuolee syöpään. (joka viides – laske luokassa). Lisätään 1 rem: 1 uusi syöpätapaus (2500 ihmistä -> 501 syöpää keskimäärin). | |||
Chernobyl 1986. PALJON JUTTUA alkuperäisessä | |||
* Paljon radioaktiivista materiaa | |||
* Useat palomiehet kuolivat säteilysairauksiin: useita satoja rem | |||
* Tuuli vei radioaktiivista ainetta; 25000-40000 ihmistä sai 45 rem. | |||
* (Lopulta: 24000 -> 4000 ylimääräistä syöpätapausta maailmanlaajuisesti! ) | |||
Hiroshima | |||
* Vain 2% kuoli syöpään: räjähdys, tuli, etc. | |||
* n 52000 pelastui tulesta ja sai 0.5 rem tai enemmän; keskimäärin 20 rem: silloin syöpään kuolleita olisi 52000 x 20 /2500 = 416 kpl | |||
Hammasröntgen | |||
* Röntgenhoitaja poistuu tilasa | |||
* Lyijylevy suojaamaan | |||
* Yleensä annos on 1 mrem: tn saada syöpä on n 1/250000000 | |||
Säteily parantaa syövän | |||
* Eräs tehokkaimmista syövän | |||
Tehtäviä. Tai tehkää kirjasta se säteilykappale | |||
* Laske: Ihmisessä on 40g kaliumia (K). Suurin osa on K-39 (stabiili), mutta 0.01% on K-40 (radioaktiivinen). Kuinka monta mg kehossasi on K-40? | |||
* Noin 1000 K-40 atomia räjähtää sisälläsi joka sekunti. Se tuottaa 16 mrem säteilyannoksen 50 vuoden aikana. Mikä on tn saada syöpä, olettaen, että syövän saa 2500 rem:llä? | |||
* Entäpä Yhdysvalloissa (Suomessa). USAssa on 300 miljoonaa asukasta. Kuinka moni | |||
* Hiili-14, C14. C-14 hajoaa keskimääri 5730 vuodessa. . . . Miksi alkoholissa on oltava radioaktiivisuutta? | |||
=== Säteily === | === Säteily === | ||
