6: مبانی علوم هسته ای
- Page ID
- 215762
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)فیزیک هستهای رشتهای از فیزیک است که به مطالعه هستههای اتمی و اجزای تشکیل دهنده و فعل و انفعالات آنها میپردازد. اکتشافات در فیزیک هسته ای منجر به کاربردهایی در بسیاری از زمینه ها شده است. این شامل انرژی هسته ای، سلاح های هسته ای، پزشکی هسته ای و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، ایزوتوپ های صنعتی و کشاورزی، کاشت یون در مهندسی مواد و تاریخ گذاری رادیو کربن در زمین شناسی و باستان شناسی است. چنین کاربردهایی در زمینه مهندسی هستهای مورد مطالعه قرار میگیرند.
- ۶.۱: کشف تشعشعات
- آنری بکرل، ماری کوری، و پیر کوری کشف رادیواکتیویته را به اشتراک گذاشتند.
- 6.2: طیف الکترومغناطیسی
- آنچه ما به عنوان نور می شناسیم به درستی تابش الکترومغناطیسی نامیده می شود. ما از آزمایشات می دانیم که نور به عنوان یک موج عمل می کند. به همین ترتیب، می توان آن را به عنوان داشتن فرکانس و طول موج توصیف کرد. طول موج نور فاصله بین نقاط مربوطه در دو چرخه نوری مجاور است و فرکانس نور تعداد چرخه های نور است که یک نقطه معین را در یک ثانیه عبور می دهند.
- ۶.۳: انواع تشعشعات
- در واپاشی رادیواکتیو طبیعی، سه انتشار معمول رخ میدهد. هنگامی که این انتشارات در ابتدا مشاهده شد، دانشمندان قادر به شناسایی آنها به عنوان برخی از ذرات شناخته شده نبودند و بنابراین آنها را ذرات آلفا (α)، ذرات بتا، (β) و اشعه گاما (γ) نامگذاری کردند.
- 6.4: تابش یونیزان و تابش غیر یونیزه
- تمام هسته های رادیواکتیو ذرات پر انرژی یا امواج الکترومغناطیسی را منتشر می کنند. هنگامی که این تابش با سلول های زنده برخورد می کند، می تواند باعث گرم شدن، شکستن پیوندهای شیمیایی یا یونیزه شدن مولکول ها شود. جدی ترین آسیب بیولوژیکی هنگامی رخ می دهد که این انتشار رادیواکتیو مولکول ها را قطعه قطعه یا یونیزه کند.
- 6.5: اصول اولیه سرطان پوست
- از بین انواع پرتوهای یونیزان، مردم بیشتر با اشعه ماوراء بنفش تماس می گیرند، که به طور طبیعی توسط خورشید و به طور مصنوعی توسط لامپ ها و تخت برنزه تولید می شود. تحقیقات علمی انواع خاصی از سرطان های پوست (عمدتا سلول های بازال و سنگفرشی) را با استفاده از این دستگاه ها مرتبط کرده است. علاوه بر سرطان پوست، تخت های برنزه باعث پیری زودرس و آسیب به چشم شما می شوند. اگر یک تخت برنزه بین استفاده ها به درستی تمیز نشود، بیماری های پوستی می توانند از یک مصرف کننده به
- 6.6: اندازه گیری تابش
- دستگاه های مختلفی از جمله شمارنده های گایگر، سوسوزن ها و دزیمترها برای تشخیص و اندازه گیری تابش و نظارت بر قرار گرفتن در معرض تابش استفاده می شوند. ما از چندین واحد برای اندازه گیری تابش استفاده می کنیم: بکرل یا کوری برای میزان پوسیدگی رادیواکتیو؛ خاکستری یا راد برای جذب انرژی؛ و rems یا sievert برای اثرات بیولوژیکی تابش. قرار گرفتن در معرض اشعه می تواند طیف گسترده ای از اثرات سلامتی، از جزئی تا شدید و از جمله مرگ را ایجاد کند.
- 6.7: محاسبه نیمه عمر
- در طی واپاشی رادیواکتیو طبیعی، تمام اتمهای یک عنصر به صورت آنی به اتمهای عنصر دیگر تبدیل نمیشوند. فرآیند پوسیدگی زمان می برد و توانایی بیان سرعت وقوع یک فرآیند ارزش دارد. یک مفهوم مفید نیمه عمر است که زمان لازم برای تغییر یا پوسیدگی نیمی از ماده اولیه است.
- 6.8: استفاده از علم هسته ای برای تشخیص بیماری
- زمینه پزشکی هسته ای تا حد زیادی در بیست سال گذشته گسترش یافته است. بخش زیادی از گسترش در زمینه تصویربرداری صورت گرفته است. این بخش بر پزشکی هسته ای شامل انواع پرتوهای هسته ای که در این فصل معرفی شده است، تمرکز خواهد کرد.
- 6.9: پرتو درمانی
- پرتو درمانی به عنوان یک درمان برای کنترل سلول های بدخیم در بیماران سرطانی استفاده می شود. انکولوژیست ها به طور مکرر از پرتودرمانی برای کمک به کند کردن یا درمان گسترش سرطان در داخل بدن استفاده می کردند. اشعه به طور خاص به تومورهای بدخیم اعمال می شود تا آنها را در اندازه کوچک کند، در حالی که امیدوارم باعث آسیب بیشتر به سلول های سالم اطراف نشود.
- 6.10: کاربردهای غیر پزشکی علوم هسته ای
- ایزوتوپهای پرتوزا کاربردهای گوناگونی دارند. با این حال، به طور کلی، آنها مفید هستند زیرا یا می توانیم رادیواکتیویته آنها را تشخیص دهیم یا می توانیم از انرژی آزاد شده آنها استفاده کنیم.
- 6.E: مبانی علوم هسته ای (تمرینات)
- اینها تمرینات مشق شب برای همراهی با فصل 5 LibreText دانشگاه فورمن برای CHE 101 - شیمی و آگاهی جهانی است.