لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 83
فهرست و توضیحات:
انرژی هستهای چیست؟
مقدمه
قسمت اول: فیزیک پایه 2
تابش الکترومغناطیسی
قانون عکس مجذرو
ماده
تابش و ماده
فوتون یا موج؟
ساختار اتمی و هسته ای
اتم
انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی الکترونها در پوسته‌ها
تابش مشخصه
بستگی شیمیایی
نظریه‌های جدید درباره ساختار اتم
ساختار هستهای
نیروی هستهای
پوسته‌های هستهای
نوکلید
ایزوتوپها
پرتوزایی
ناپایداری هسته
آهنگ واپاشی و نیم عمر
ثابت تبدیل و معادلة واپاشی
نیم‌عمر
عمر متوسط
اندازه‌گیری فعالیت
فعالیت ویژه
غلظت پرتوزایی
محاسبات واپاشی پرتوزا
ساز و کارهای واپاشی پرتوزا
واپاشی پرتوزا
نوکلیدهایی که نوترون اضافی دارند
واپاشی بتا
تابش گاما
نوکلیدهایی که کمبود نوترون دارند
گسیل پوزیترون
تابش نابودی
گیراندازی الکترون (گیراندازی الکترون K)
گیراندازی الکترون یا گسیل پوزیترون؟
تبدیل داخلی (IC)
واپاشی ید 131
الکترونهای اوژه
واپاشی
واپاشی آلفا
شکافت هسته
گذارهای ایزومری
برهم کنش‌الترون‌ها با ماده
برانگیختگی و یونش
برد الکترون
چشمه‌های نقطه‌ای
انتقال خطی انرژی (LET)
تابش ترمزی
سایر ذرات
ذرات آلفا
پوزیترون
فوتون
انرژی هستهای چیست؟
انرژی آزاد شده از هسته اتم‌هایی است که با ناپایدار کردن و شکافتنشان توسط پرتوهای یون ساز ذره‌ای و غیره ذره‌ای، تولید می‌شود.
مقدمه
پزشکی هستهای را تقریباً می‌توان به صورت کاربرد روشهای نوکلید پرتوزا در تشخیص و درمان بیماری‌های انسان تعریف کرد. گرچه فقط در حدود چند سال است که پزشکی هستهای به عنوان یک تخصص پزشکی شناخته شده است، ولی بیش از شصت سال قبل برای نخستین بار از رادیوم 226 جهت درمان تومورها و از یدپرتوزا اولین بار درست قبل از جنگ جهانی دوم برای تشخیص بیماری‌های تیروئید استفاده شد.
روشهای استفاده از نو کلیدهای پرتوزای بالینی را می‌توان به سه بخش بزرگ تقسیم کرد که بزرگترین آنها بخش روشهای تشخیصی است، مانند تصویر گیری از اعضای بدن که در آن یک نو کلید پرتوزا با ترکیب شیمیایی مناسب را به بیمار تجویز می‌کنند و توزیع مادة پرتوزا در بدن را به وسیله یک آشکار ساز تابش از خارج بدن تعیین میکند. این روشها، علاوه بر به دست دادن تصویر ساده‌ای از یک عنصر یا تمام بدن، اطلاعاتی دربارة عملکرد برخی از اعضا، مانند غدة تیروئید و یا کلیدها را نیز فراهم می‌کنند. در حال حاضر کاربرد صرفاً درمانی نو کلیدهای پرتوزایی که به بیماران تجویز می‌شود فقط قسمت کوچکی از کاربرد پزشکی هستهای را تشکیل می‌دهد. در دومین بخش پزشکی هستهای که هر روز بر اهمیت آن افزوده می‌شود، مادة نو کلید پرتوزا به بیمار تجویز نمی‌شود، بلکه از تکنیکهای آن برای اندازه گیری غلظت هورمونها، پادتنها، داروها، و سایر مواد مهم (از نظر بالینی) در نمونه‌های خون یا نمونه‌های بافت استفاده می‌شود. بخشهای اصلی پزشکی هستهای در جدول 101 نشان داده شده‌اند.
تصویر گیری از اعضا به وسیله نو کلید پرتوزا تنها روشی نیست که در آن از تابش استفاده می‌شود. رادیولوژی قدیمترین روش و توموگرافی محوری کامپیوتری جدیدترین روش تصویرگیری با استفاده از تابش هستند. در هر دوی این روشها و روش فراصوتی، که در آن برای کسب اطلاعات تشریحی از امواج صوتی استفاه می‌شود، تابش از بدن عبور میکند. در حالی که، گرمانگاری امواج فروسرخ گسیل شده از بدن را آشکار میکند. از تمام این روشهای تحقیقاتی برای کسب اطلاعات تشریحی با درجة حساسیت و قدرت تفکیک متفاوت استفاده می‌شود. انواع مختلف اطلاعات به دست آمده در شکلهای 101 تا 601 نشان داده شده‌اند، هر تکنیکی کاربرد مخصوص به خود دارد و به طور کلی اطلاعاتی که این روشها به دست می‌دهند بیشتر مکمل همدیگرند تا در مقابل یکدیگر. در حالی که تصاویر به دست آمده از پرتوهای X یا فراصوت به قابلیتهای متفاوت اعضای بدن و بافتها در انتقال جذب یا پراکندگی تابش فرودی بستگی دارند، پزشکی هستهای اصولاً بر پایه عملکرد اعضا استوار است، زیرا تصویر به دست آمده به قابلیت عضو یا بافت در متمرکز کردن نو کلید پرتوزاها در خود بستگی دارد. توزیع هر نوع مادة پرتوزایی که وارد بدن می‌شود به عوامل فیزیولوژیکی چون شارش خون، حجم شاره‌های درون وریدی و برون وریدی، فعالیت سوخت و سازی یا حضور یاخته‌های بیگانه خوار در بدن بستگی دارد. از این رو، توزیع یک مادة پرتوزا به طور قابل توجهی به خواص شیمیایی آن ماده بستگی دارد. مواد پرتوزایی را که در پزشکی هستهای به کار می‌برند به طور کلی داروهای پرتوزا می‌نامند. در همة روشهای پزشکی هستهای دو جزء ضروری وجود دارد. یکی دستگاه آشکارساز تابش که حساسیت و قدرت تفکیک کافی داشته باشد، و دیگری داروی پرتوزا که بتواند به مقدار قابل قبول در عضو یا بافت مورد نظر جایگزیده شود. در نتیجه بر هر کس که به کار پزشکی هسته ای اشتغال دارد لازم است که دربارة فیزیک پایة پرتوزایی و دستگاه‌های آشکارساز تابش و همچنین شیمی داروهای پرتوزا و سازوکار جایگزینی آنها در بافتها یا عضوهای بخصوص، اطلاعاتی داشته باشد.
مطالب بالا و مباحث عملیاتی مربوط مانند روشهای آزمایشگاهی، تابش و سایر در بایست‌های ایمنی، در فصل‌های بعد بررسی می‌شوند.
قسمت اول: فیزیک پایه 2 تابش و ماده
تمام روش‌هایی که در فصل اول مورد بحث قرار گرفتند، با تابش در ارتباط بودند. در این مبحث تابشهای گسیل شده از مواد پرتوزا را مورد توجه قرار می‌دهیم. این تابش‌ها بر دو نوع‌اند، تابش ذره‌ای و تابش الکترومغناطیسی. تابش نوع اول نقش مهمی در درمان با مواد پرتوزا دارد، و تابش نوع دوم اساساً برای تصویرگیری از عضوها بکار برده می‌شود.
تابش الکترومغناطیسی
ماهیت و مشخصة تمام تابشهای الکترومغناطیسی یکسان است و تنها تفاوت آنها در مقدار انرژی است. به این تابش‌ها بر حسب گسترة انرژی یا نحوة تولیدشان نام‌های گوناگونی داده می‌شود. پرتوهای X و پرتوهای گاما می‌توانند انرژی یکسانی داشته باشند و فرق آنها فقط در نحوة تولیدشان است. پرتوهای x هنگامی تولید می‌شوند که انرژی الکترونها تغییر کند و معمولاً در اثر بمباران هدف با الکترونهای تند از هدف گسیل می‌شوند، در حالی که منشأ تابش گاما هستة اتم‌های پرتوزاست. سایر انواع شناخته شدة تابش الکترومغناطیسی عبارت‌اند از نور مرئی، امواج رادیویی، تابش فرو سرخ (که در گرمانگاری به کار می‌رود) و تابش فرابنفش. همان طوری که در شکل 2. 1 دیده می‌شود میان تابشهای گامای با انرژی بالا یا تابشهای پرتو X و امواج رادیویی با انرژی پایین اختلاف انرژی فاحشی وجود دارد. یکای متعارف برای اندازه گیری انرژی ژول (J) است ولی از الکترون‌ولت (eV) نیز هنوز استفاده می‌شود. این مقدار انرژی برابر است با تغییر در انرژی بار الکترونی هنگامی که پتانسیل آن به اندازة یک ولت تغییر کند. یکeV تقریباً برابر است با
J19-10×6/1 برای آشنایی با یکاهای اصلی و نمادهای آنها به پیوسته 3 مراجعه کنید.
تابشهای الکترومغناطیسی را می‌توان به شکل «بسته‌های انرژی» به نام فوتون در نظر گرفت. به عنوان مثال، یک لامپ صدواتی در حدود 1020 فوتون نور در ثانیه گسیل میکند. به‌همین ترتیب یک مادة پرتوزا هنگام گسیل تابش الکترومغناطیسی، فوتونهایی با انرژی مشخصه از خود خارج میکند، اما در اینجا تعداد فوتونها بسیار کمتر است؛ یک آزمایش پزشکی هستهای ممکن است با گسیل کمتر از یک میلیون فوتون در ثانیه از مادة پرتوزای به کار رفته، انجام شود. معمولا فقط کسر بسیار کوچکی از فوتونهای گسیل شده آشکار می‌شوند و این فوتونها هم تک‌تک شمارش می‌شوند. فوتونها بار ندارند و انرژی آنها هر چه باشد، همه درخلأ با سرعت نور حرکت می‌کنند.
در بعضی شرایط بهتر است تابشهای الکترومغناطیسی را به شکل موج در نظر بگیریم. شکل موجی بیشتر در مواردی به کار می‌رود که تعداد بسیار زیادی فوتون موجود باشد، مانند نور مرئی از یک لامپ الکتریکی، ولی در مورد تک فوتونهای با انرژی بالای تابش گاما به کار نمی‌رود با وجود این، این دو روش مکمل یکدیگرند. هر حرکت موجی با طول موج ، یعنی فاصله میان دو ستیغ متوالی، و بسامد، یعنی تعداد نوسانات موج در ثانیه مشخص می‌شود. یکای اندازه گیری بسامد هرتز است، که برابر با یک دور در ثانیه است. بسامد و طول موج با یک ثابت بنیادی، یعنی با سرعت نور به هم مربوط می‌شوند. یک ثابت دیگر، به نام ثابت پلانک بسامد را به انرژی مربوط میکند. این روابط در جدول 102 نشان داده شده‌اند.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق کامل درمورد انرژی هستهای و کاربردهای آن در بیولوژی
