kärnfysik Flashcards
Vad är fusion?
sammanslagning av atomer. Krävs högt tryck och hög energi, kärnorna måste komma tillräckligt nära för att övervinna den elektriskt repulsiva kraften. Kan ej ske naturligt på jorden, sker i solen där väteatomer slås ihop där helium och energi skapas.
Iter är den forsat fusions reaktorn som ska skapa mer energi än den konsumerar. Den är belägen i Frankrike och är en kolaboration mellan ett flertal länder. bygget påbörjades 2010 och den ska träda i kraft 2025. Det är en tokamak reaktor som kommer uppnå temperaturer upp emot 150 miljoner grader.
Vad är fission?
Delning av atomkärnor, Kan ske naturligt men största användningsområdet är i kärnkraftverk. ex när U-235 klyvs av en neutron där två lättare atomkärnor skapas och neutroner frigörs. Dessa neutroner kan kollidera med andra uran atomer och en kedjereaktion skapas.
För fission krävs långsamma neutroner, det är därför kärnkraftverk har vatten, snabba neutroner kommer bara absorberas.
Vad är alfa sönderfall?
Vad är beta sönderfall?
Vad är alfa partiklar?
En stor partikel (Kort räckvidd) som inte kan tränga in så långt i material innan den kolliderar med atomer.
kolliderar med elektroner och saktar in samtidigt som elektronen accelererar och sänder ut röntgenstrålning. Då elektronen har liten massa får den hög hastighet elektroner kolliderar med andra elektroner och nya joniserade atomer skapas
Vad är beta partiklar
Beta partiklar framkommer i två olika partiklar, positivt laddade positroner och negativt laddade elektroner,
Beta- är snabb och små elektroner som lätt kan tränga in i materia och har lång räckvidd, Kolliderar med andra elektroner och dessa accelereras och röntgen strålning skapas, original partikeln skatas In. denna elektron kolliderar många gånger innan energin fördelats ut över andra elektroner.
Beta+ eller positroner är små och snabba partiklar som lätt tränger in i materia, den kolliderar med andra elektroner och original partikeln saktar in. Långsamma positroner som kolliderar annihileras och fotoner skapas. elektron + foton bildar 2 fotoner.
Vad är neutroner?
Stora partiklar (lång räckvidd) som ej påverkas av elektriska krafter och därför kolliderar med atomkärnan, överför lite energi och neutronen saktas in, den energin som överförs innebär att atomkärnan existerar energi i form av fotoner
Vad är fotoner?
y- och röntgenstrålning, tränger långt in i materialet och har mycket lång räckvidd
om de har hög energi kan de parbildas och 1 positron och 1 elektron skapas, dsv motsatsen annihilation.
Om de har medelhög energi kan de kollidera med elektroner och en del av energin överförs, comptonspridning.
Vid låg energi kan de absorberas av en atom och en elektron flyttas till en bana längre ut, dvs fotoelektrisk effekt.
Vad är den joniserade strålningens räckvidd?
alfa-partiklar stoppas väldigt lätt ex A4 papper den kan inte tränga igenom huden då räckvidden i biologiskt material är mindre än 0.1 mm
Beta-partikel, har en räckvidd på flera meter i luft men stoppas enkelt med hjälp av tjocka kläder, husväggar och fönster räckvidden i biologiskt material är ca 1-2 cm
Y- eller röntgenstrålning har långräckvid och stoppas bara med flera cm bly eller flera dm betong.
Vad är absorberad dos?
Hur mycket strålnings energi som absorberas per massenhet
absorberad dos = Energi/massa ==> D=E/m
enheten är gray, 1 Gy = 1 J/Kg
akut strålsjuka är ca 1 Gy om hela kroppen exponerats
Vad är ekvivalent dos?
Olika strålningar orsakar olika mycket strålning
Skalan för detta kallas kvalitetsfaktor (Q)
Ekvivalensdos = Absorberad dos * Kvalitetsfaktor = H = D * Q
Enhet = Sievert (Sv)
som en genomsnittlig svensk absorberar man ca 4 mSv
vad är kvalitetsfaktor?
Kvalitetsfaktorn eller Q
Där Alfa-strålning och protoner har en kvalitetsfaktor på 20 Q
Neutroner har mellan 5-20 beroende på energin
Beta-strålning har 1 Q
y- och röntgenstrålning har en kvalitetsfaktor på 1 Q
Vad är strålbehandling?
Inom medicinsk vård används olika former av strålning för undersökningar och behandlingar.
Strålbehandling används oftast på cancerpatienter då cancerceller är känsligare för strålskador, sämre på att reparera skador samt har snabbare delningscykler än normala celler
Extern behandling:
Vid externbehandling används oftast ett antal gamma strålar fokuserade på en punkt, detta för att den ackumulerade strålningen ska bli så hög som möjligt i den punkten men inte påverka omkringliggande vävnad för mycket, man använder gammastrålning då den lätt färdas genom biologisk materia
Ibland används beta strålning användas vid lokala och ytlig cancer där man ofta har preparat som breds ut över en yta.
man kan även operera in radioaktiva isotoper inne i kroppen.
Intern behandling:
Om det behövs intern behandling kan man behöva svälja olika isotoper för att behandla problemet inneifrån ex jod-131 för behandling av sköldkörtelsjukdom eller fosfor-32 vid behandling av röd benmärg
Vad är röntgenstrålning och vart tillämpas det?
Röntgenstrålning har mycket energi och tränger lätt igenom kroppen.
Olika mycket absorberas beroende på densitet, det är därför ben är enkelt att se då det har en högre densitet än hud, dvs att en kontrast skillnad skapas
Det går även att få 3 dimensionella bilder genom skiktröntgen/datortomografi/CT
Vad är SPECT och PET?, vart tillämpas det?
Ett radioaktivt ämne injiceras i patientens blodomlopp och genom användning av en gamma kamera kan man se sönderfallet. Då kan en typ av datortomografi bilda en 3d bild då gammastrålningen detekteras i olika riktningar.
SPECT, singel photon emission computed tomography, gamma strålning från ett y-strålande preparat detekteras
PET positronemissiontomografi: använder ett B+-strålande preparat
alla dessa preparat har relativt korta halveringstider och låg emission för att minimera expositionen
