دانلود پاورپوینت آموزش فیزیک پرتوها-کمیت های پرتوی و برخورد های پرتوها با ماده

پاورپوینت های آموزش فیزیک پرتوها کمیت های پرتوی و برخورد های پرتوها با ماده در اینجا برای دانلود قرار داده شده است

فیزیک بهداشت(Health Physics) :

شاخه‌ای از فیزیک پزشکی است که با حفاظت افراد و جوامع در برابر آثار زیانبار پرتوهای یونیزاسیون و غیر یونیزاسیون سر و کار دارد.

متخصصین در این زمینه مسئول جوانب حفاظتی بهداشتی در طراحی فرایندها ، تجهیزات، و آزمایشگاه‌هایی که از منابع پرتوی و ضایعات هسته ای استفاده می‌کنند می‌باشد به‌طوری‌که تابش پرتو وارده به افراد و پرسنل کمینه گشته و همواره در حد قابل قبول باشد. و همچنین نیز بایستی در هر حال این محیط‌ها را تحت کنترل داشته باشد تا از وضعیت فوق در تمام حالات اطمینان خاطر داشته باشد در غیر اینصورت مسٌولین حفاظت در برابر اشعه بایستی ارزیابی و توصیه‌های لازم را برای رفع هر چه سریع تر سوانح بنمایند.

جوانب علمی و مهندسی فیزیک بهداشت عموماً با این فعالیت‌ها سر و کار دارند:

• دزیمتری و سنجش فیزیکی پرتوها و مواد پرتوزای متفاوت.

• برقراری روابط کمی بین تابش پرتوها.

• پخش و حرکت رادیواکتیویته در محیط زسیت.

• طراحی و محاسبات جوانب حفاظتی تجهیزات، فرایند ها، و محیط‌های مناسب رادیولوژیکی.

مطالب این پاورپوینت برای:

 دانشجویان رشته های مهندسی هسته ای در تمامی گرایشها و مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد وهمچنین رشته رادیوبیولوژی و حفاظت پرتویی و همچنین تکنولوژی پرتو شناسی درمقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد می تواند مفید واقع گردد.

فهرست مطالب ارایه شده درپاورپوینتها:

پاورپونت اول:

پاورپوینت اول به طور خلاصه به بحث در باره ساختار اتم و اجزای تشکیل دهنده آن – انرژی الکترونها – پرتوهای ایکس و ترمزی- نیروهای هسته ای انرژی نوکلئونها- ایزوتوپها و هسته های پایدارو....... می پردازد.

فهرست مطالب پاور پوینت اول

• اجزاي تشكيل دهندة‌ اتم
• اجزاء تشكيل دهندة اتم
• الكترون ها فقط روي لايه ها خاصي حركت مي كنند.
• تعداد لایه های مجاز برای حرکت الکترون ها محدود است. 
• لایه ها با حروف K، L، M، N و..  نشان داده می شوند. 
• حد اکثر تعداد الکترونها در هر لایه بترتیب 2، 8، 18، 32 و ... می باشد.
• با دور شدن از هسته،‌انرژي الكترون مداري افزايش مي يابد اما قدر مطلق انرژي آن كاهش مي يابد.
• يون سازي ( يونش)
•     اگر انرژی منتقل شده به اتم بیشتر از قدر مطلق انرژي الكترون مداري باشد:
• برانگيختگي
• اگر انرژی دریافتی برای آزاد سازی الكترون از ميدان هسته کافی نباشد، 
• ايكس مشخصه (1)
• در اتمهای برانگیخته شده، الكترون از لايه بالاتر به حفره سقوط می کند و انرژی ازحاصل از سقوط الکترون بصورت فوتون از اتم گسیل مي شود.
• ايكس مشخصهXa  و Xb
• در 80% موارد الكترون از يك لايه بالاتر،  حفره را اشغال ميكند. در اين صورت:
•  فوتون ايكس گسيلي را  X نامیده می شود.
• اگر الكترون از دو لايه بالاتر حفره را اشغال كند، در اینصورت :
• ‌فوتون ايكس گسيلي  X    نامیده می شود.
•      
• ايكس ترمزي
• هسته
• چه عاملي سبب مي شود كه نوكلئون ها  در هسته در كنار هم باقي بمانند؟
• نيروي هسته اي
• از نوع نيروي جاذبه است.
• بين هر دو نوكلئون وجود دارد.
• كوتاه برد است. (در حدود ابعاد هسته)
•  نيروي هسته اي دو نوكلئون وقتي اثر دارد كه فاصلة آن ها از هم بسيار كم باشد (كمتر از قطر هسته) .
• انرژي پيوندي هسته
• مقدار انرژيي كه  بايد به هستة ‌اتم داده شود تا نوكلئون ها از هم جدا شوند.
• انرژي نوكلئون ها
• هر نوكلئون فقط تراز های خاصی از انرژي را قبول می كند.
• تراز های انرژي  نوكلئون گسته هستند.
• تراز انرژي نوكلئون،  در محدودة بین چند keV تا چند MeV قرار دارد.
• انرژي نوكلئون ها (2)
• اگر يك نوكلئون از تراز بالاتر انرژي به تراز پايين تر برود ،‌ يك فوتون آزاد مي كند كه انرژي آن مساوي اختلاف انرژي دو تراز فوق است.
• فوتون آزاد شده بسيار پر انرژي است و از نوع  فوتون گاما است.
• منشاء توليد پرتوهاي گاما، تغيير ساختار هستة اتم است .
•  بنابر اين:
• منشاء توليد پرتوي گاما هسته اي است.
• نمايش اختصاري اتم
• در اتم خنثي تعداد الكترون ها با تعداد پروتون ها برابر است. 
• اگر در يك اتم تعداد الكترون ها با تعداد پروتون ها برابر نباشد اتم ، يون ناميده مي شود.  يون از نظر بار الكتريكي خنثي نيست.
• طبقه بندي هسته ها
• ايزوتوپ ها: هسته هايي با عدد اتمي مساوي و عدد هاي نوتروني و جرمي متفاوت هستند.
• ايزوتون ها: هسته هايي هستند كه عدد نوتروني آنها مساوي و عدد  اتمي و جرمي آنها متفاوت است
• ايزو بار ها: هسته هايي هستند كه عدد جرمي آنها مساوي ولي اعداد اتمي و نوتروني آنها متفاوت است.
• ايزومرها: هسته هايي كه فقط انرژي آنها متفاوت است. 
• هسته هاي پايدار و هسته هاي ناپايدار
•  هسته هاي پايدار هسته هايي هستند كه حداقل تا 21 10 سال تغيير نكنند     (تركيب پروتون و نوترون آنها تغيير نكند).
• هسته هاي ناپايدار واپاشي مي كنند و طي يك چند فرآيند به هسته هاي پايدار تبديل مي شوند. (تركيب پروتون و نوترون آنها با گذشت زمان تغيير و به هسته هاي جديد تبديل مي شوند).
• هسته هاي ناپايدار پرتوزا يا راديواكتيو هستند.
• برخي عوامل مؤثر در پايداري هسته ها
• زوج يا فرد بودن تعداد نوترون ها (N) و پروتون ها (Z)
• نسبت تعداد نوترون هاي هسته به تعداد پروتون هاي آن 
• تاثير زوج يا فرد بودن تعداد نوترون ها(N) وپروتون ها(Z) در پايداري هسته
• تاثير نسبت تعداد نوترون به پروتون(      )در پايداري هسته
• در هسته هاي پايدار :
• نسبت نوترون ها به پروتون ها بزرگتر يا مساوي يك است.
• نمودار Segreاز ترسيم تعداد نوترون(N) بر حسب تعداد پروتون (Z) به دست مي آيد.
• توضيحات مربوط به نمودار سگره
• ايزوتوپ هاي واقع در منطقة پايداري ، راديواكتيو نيستند.
• ايزوتوپ هاي واقع در ناحية ناپايداري 1، فروپاشي بتا انجام مي دهند
• ايزو توپ هاي واقع در ناحية‌ ناپايداري  2 ، فروپاشي پوزيترون يا گير اندازي الكترون انجام مي دهند.
• ايزوتوپ هاي واقع در ناحية  ناپايداري3 ،‌فروپاشي آلفا انجام مي دهند.
• نمايش تراز انرژي فرآيندهاي واپاشي(يك مثال)
• واپاشي يا استحاله(Decay) چيست؟
• واپاشي واكنشي است  كه: 
• يك هستة‌ پرتوزا جهت نيل به سمت پايدار شدن (رسيدن  به ايزوتوپ پايدار) انجام مي دهد.
• در اين نوع واكنش هسته اي ممكن است هستة پرتوزا بلافاصله به ايزوتوپ پايدار تبديل شود و يا پس از چند تبديل به هستة‌ پايدار  تبديل شود.
•  در واپاشي علاو ه بر ايزوتوپ توليد شده يك ذره نيز توليد مي شود و واپاشي را با نام همان ذره نام گذاري مي كنند.
• اصل هايي كه در يك واكنش هسته اي مراعات مي شود.
• مجموع جبري عدد هاي بار دو طرف رابطه  بايد يكسان باشد.
• مجموع عدد هاي جرم دو طرف رابطه بايد يكسان باشد.
• مشخصات برخي از پرتوها كه در واكنش هاي هسته اي توليد مي شوند.
• واپاشي بتا
• واپاشي پوزيترون (بتاي مثبت)
• مثال
• مثال
• گيراندازي الكترونP +e-           n
• واكنش هسته اي است ولي واپاشي نيست.
• مثال
• توليد گاما
• 5- هسته هاي برانگيخته با گسيل اشعه گاما انرژي از دست مي دهند.
• مثال:   
• توليد نوترون (1)
• در واپاشي ها نوترون توليد نمي شود.
• روش هاي توليد نوترون
• شكافت خود به خود
• شكافت در اثر گيراندازي
• در شتاب دهنده هاي ذرات
• توسط چشمه هاي پرتوزا    
• توليد نوترون (2)
• 1- شكافت خود بخود
•      عناصر واقع در منطقة شكافت خود به خود ممكن است شكافت انجام دهند .  محصول شكافت هسته هايي با جرم كمتر از هستة اوليه است كه  پاره هاي شكافت خوانده مي شوند و معمولا تعدادي نوترون و مقداري انرژي نيز توليد مي شود. 
• توليد نوترون (3)
• 2- شكافت در اثر گير اندازي
• در اثر برخورد نوترون به هسته هاي راديواكتيو ، هسته برانگيخته مي شود و سپس شكافت صورت مي گيرد.
• توليد نوترون (4) 
• 3- شتابدهنده ها: 
• در اثر بمباران برخي عناصر سبك مثل بريليوم توسط يون هاي سبك مثل دوترن ، نوترون توليد مي شود.
• توليد نوترون (5)
• 4- چشمه هاي پرتوزا 
• در اثر بمباران برخي عناصر ي مثل بريليوم و دوتريم  توسط ذرات آلفا يا گاما ، نوترون توليد مي شود.
• پرتوزايي
• تعريف پرتوزايي يا اكتيويته( (A:
• - تعداد هسته هايي كه در واحد زمان ( يك ثانيه ) واپاشي ( فروپاشي ) مي كنند.
• يكاها: 
• يكاي جديد= بكرل(Bq) = يك فروپاشي در هر ثانيه
• يكاي قديمي= كوري  (Ci) = 1010 ×3/7 فروپاشي در هر ثانيه
• يك كوري= 1010 ×3/7 بكرل
• پرتوزائي
• ثابت فروپاشي( واپاشي) هسته
• تعريف: احتمال فروپاشي هسته در واحد زمان ( يك ثانيه)،  ثابت فروپاشي نام دارد و با علامت ג نشان داده مي شود.
• يكاي ثابت فروپاشي: عكس زمان است. ( عكس ثانيه،‌  عكس روز،  عكس سال و ...)
• ثابت فروپاشي براي هر ايزوتوپ راديو اكتيو يك عدد ثابت است و    مقادير آن در جدال داده شده است .
• مثال:  اگر ثابت فروپاشي يك ايزوتوپ برابر 2/0 در سال باشد، يعني احتمال فروپاشي هر يك از هسته هاي اين ايزوتوپ در مدت يك سال2/0 است.
• رابطة بين پرتوزايي و ثابت فروپاشي
• در اين رابطه:
• اكتيويته يا پرتوزايي A= 
•        تعداد هسته هاي پرتوزا N= 
•           ثابت فروپاشي (احتمال واپاشي در واحد زمان) =ג
• رابطة‌فروپاشي هسته هاي راديواكتيو
• تعداد هسته هاي راديواكتيو اوليه = N0
•      تعداد هسته هاي راديو اكتيو باقي مانده پس از t ثانيه  = N
•      عدد نپرين= 718 /2   = e
• ثابت فروپاشي   = ג 
• اكتيويتة چشمة پرتوزا پس از مدت زمان t
• نيمه عمر مادة  ‌راديو اكتيو
• تعريف: مدت زماني كه طول مي كشد تا نيمي از هسته هاي پرتوزا فروپاشي كنند. همچنين :
• نيمه عمر مدت زماني است كه طي آن پرتوزايي به نصف مقدار اوليه مي رسد.
• نيمه عمر هر عنصر راديواكتيو معلوم و مشخص است.
• رابطة بين نيمه عمر و ثابت فروپاشي يك هستة پرتوزا
• ادامه (نیمه عمر ماده رادیو اکتیو) 
• رابطة فروپاشي هسته هاي پزتوزا پس از n  نيمه عمر
• A = اكتيويته پس از n نيمه عمر  يا پس از مدت زمان t
• A0 = اكتيويته اوليه
• T1/2  =  نيمه عمر
• N = تعداد هسته هاي راديواكتيو پس از n نيمه عمريا پس از مدت زمان t
• N0 = تعداد هسته هاي راديواكتيو  اوليه
• T1/2  =  نيمه عمر
• پرتوزايي ويژه (Sa) 
• تعريف: پرتوزايي واحد جرم يا واحد حجم چشمة پرتوزا
•                 sa = پرتوزايي ويژه
•                    A = پرتوزايي چشمه
•                    m = جرم چشمه
•        V = حجم چشمه
• يكا در SI: بكرل بر كيلوگرم يا بكرل بر مترمكعب يا يكاهاي فرعي 
• پايان

پاورپونت دوم

پاورپوینت دوم به طور خلاصه به بحث درمورد اثرات پرتوها بر بافت – شناخت اصول کار آشکار سازی پرتوها – چگونگی حفاظت در برابر پرتوها – کاربرد پرتوها در امور تشخیصی و درمان و همچنین سازوکار تولید پرتوها می پردازد.

فهرست مطالب پاور پوینت دوم

• کمیت ها و یکاهای پرتو
• ‍ كميت ها و یکاهای حفاظت در برابر اشعه
• 1- كميت هاي فيزيكي
• 1- كميت هاي فيزيكي
• 1-پرتوزايي (ACTIVITY)
•  تبديل بكرل به كوري و به عكس
• كوري به بكرل:  کمیت در 1010 ×7/3 ضرب شود.
• بكرل به كوري: کمیت بر 1010 ×7/3  تقسيم شود.
• 2- انرژی
•  انرژی عبارت است از توانایی انجام کار (توانائی جابجائی نقطه اثر نیرو).
•  در دستگاه بین المللی یکاها:
• یکای نیرو : نیوتون متر (N.m)
• یکای کار و انرژی : ژول (J)
• 1 juol =1 N.m
•  برای بیان انرژی پرتو ها معمولا از یکای الکترون ولت  eV)) استفاده می شود.
• 1 ev =1.6 x10-19 J
• 3- پرتودهی
• پرتودهی (x): بیانگر بار الکتریکی ایجاد شده در اثر برخورد پرتو های ایکس یا گاما در یک حجم یا جرم مشخص از هوا می باشد. 
• پرتودهی برابر است با مجموع بار الکتریکی الکترونهای آزاد شده  که در واحد جرم هوا تولید و بطور کامل متوقف می شوند.  
• نکته: کمیت پرتودهی 
• فقط برای پرتو های ایکس و گاما بکار می رود.
• فقط برای یونسازی در هوا تعریف شده است.
• منظور از کل بار الکتریکی ایجاد شده، فقط بارهای هم علامت می باشد. 
•  پرتودهی
•  یکاهای پرتودهی
• یکای قدیم :رونتگن (R )
•  آن مقدار پرتو ایکس یا گاما است که بتوانند در یک cm3 هوا در شرایط متعارفی (20oC  و 760mmHg) یک واحد بار الکتریسیته ساکن ایجاد کنند. 
• یکای جدید: کولن بر کیلوگرم (C/Kg) 
•  آن مقدار پرتو ایکس یا گاما است که بتوانند در یک کیلوگرم هوا یک کولن بار الکتریکی ایجاد کنند. 
• 1R=2.58x10-4 C/kg air      
• 1 C/kg air =3876 R
• دز جذبی (D) : عبارت است از انرژی پرتوها که در المان حجم ماده به جرم dm جذب می شود:
• D= dέ/dm
• از کمیت دز جذبی برای بیان جذب انرژی انواع پرتوهای یونساز در کلیه مواد استفاده می شود.
• یکای جدید : گری(Gy) 
• جذب یک ژول انرژی از انواع پرتوها در یک کیلوگرم ماده .
• یکای قدیم: راد (RAD)
• جذب صد ارگ انرژی از انواع پرتوها در یک گرم ماده.
• D (دز جذبی) = f. X (پرتودهی)
• ضریب f به انرژی پرتو و جنس ماده جاذب بستگی دارد.
• در مورد بافت نرم و پرتو ایکس با انرژی 100keV،  ضریب f  برابر است با  0.95Rad/R
• D(RAD)=0.95 X(R)
• مثال: دز جذبی بافت در میدان 1R  برابر است با :
• D(RAD)=0.95 RAD/R x 1(R) = 0.95 RAD= 9.5 mGy
• در مورد هوا برای پرتو های ایکس و گاما در کلیه انرژی ها ضریب f برابر است با 0.87RAD/R 
•  D(RAD)=0.87 X(R)
• مثال: دز جذبی بافت در میدان 1R  برابر است با :
• D(RAD)=0.87 RAD/R x 1(R) = 0.87 RAD= 8.7 mGy
• 2- كميت هاي حفاظتي
• 2- كميت هاي حفاظتي
• 1- دز جذبي بافت (Tissue Absorbed Dose) DT
• دز جذبي بافت DT برابر است با میانگین انرژی جذبی در حجم بافت تقسيم بر جرم بافت،  يا بعبارت ديگر ميانگين دز جذبي در بافت مورد نظر است. 
• دز جذبي در بافت،  به مواد تشكيل دهنده بافت بستگي دارد.
• از رابطه زير با استفاده از مقدار دز جذبي در هوا ميتوان مقدار دز جذبي در بافت نرم  را  براي پرتوهاي ايكس با ولتاژ80 kV  و فيلتر 2.5 mm Al  تعيين كرد:
• Dose in soft tissue = 1.06 Dose in air
• 2- دز معادل بافت  (Tissue Equivalent Dose, HT)
• ضريب توزين پرتو, WR
• تفاوت معادل دز و دز معادلبراساس تعریف ICRP-60
• فاکتور کیفی (Quality Factor)
• تفاوت معادل دز و دز معادلبراساس تعریف ICRP-60
• دز وزنی Radiation Weighted Dose
• ضريب توزين بافت wT
•  3- دز موثر Effective dose, E
• E = T wT.HT
• E: دز موثر
• wT : ضریب توزین بافت T
• HT : دز معادل در بافت T
• پرتوهاي كم نفوذ
• حد دز کمیت های حفاظتی و كميت هاي كاربردي جایگزین

پاورپوینت سوم

پاورپوینت سوم به طور خلاصه در ارتباط با کمیت ها و یکاهای پرتو می باشد که به بحث در ارتباط با کمیت-ها و یکاهای حفاظت در برابر اشعه و روابط بین آنها می پردازد. 

هدف

فهرست مطالب پاور پوینت سوم

• تعاریف تقسیم بندی پرتوها
• تعاريف
• تعاريف
• مشخصات پرتوهای مستقیم یونساز
• یونشیونیزه شدن اتم ها در اثر جذب انرژی
• تحریک (برانگیزش) جابجا شدن الکترونهای اتم از یک لایه به لایه دیگر
• فر آ يند حاصل از تحريك اتم 
• پرتو ایکس ترمزی
• برخورد پرتوهای بتا با ماده
• برخورد پرتو بتا با ماده
• برد بیشینه بتا
• برد بتا در مواد مختلف
• عوامل موثر در تولید پرتو ايكس ترمزي
• حفاظ برای پرتوهای بتا
• برخورد ذره آلفا با ماده
• برخورد ذره آلفا با ماده
• برخورد ذره آلفا با ماده
• برد آلفا
• مقایسه برد پرتوهای مستقیم یونساز
• واژه ها
• یونسازی ویژه 
• تاثير انرژي پرتو در يونسازي ويژه
• فروپاشی فوتونی Photodisintegration (PD (
• ضریب کاهش خطی و جرمی
• جذب فوتون ها
•  لایه نیمه کنندهHalf Value Layer
• HVLلایه نیمه کننده  
• Build-up Factor
• برخورد نوترون با مواد
• برخورد نوترون با مواد
• برخورد نوترون با مواد
• تقسيم بندي نوترون بر حسب انرژي
• برخورد نوترون با مواد1- برخورد هاي پراكندگي
• برخورد نوترون با مواد 2- برخورد هاي گير اندازي 

مرجع پاورپوینت ها

این پاورپوینت ها مربوط به مرکز آموزش نیروگاه اتمی و دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات می باشد که توسط جناب آقای مهندس غلامرضا قهرمان برای وب سایت پرتویار ارسال شده است.