6. Interakce záření alfa, beta a gamma s látkou

Question 1

Interakce ionizujícího záření

Co je základním projevem interakce ionizujícího záření s látkou?

Answer 1

• přeměna energie

Question 2

Interakce ionizujícího záření

Jaký typ záření vzniká v látce? Čím se liší?

Answer 2

• vzniká sekundární záření
• liší se fyzikální kvalitou od záření primárního

Question 3

Interakce ionizujícího záření

Co vyvolává primární i sekundární záření?

Answer 3

• vyvolává ionizaci prostředí a tvorbu volných radikálů

Question 4

Interakce ionizujícího záření - LET

Co to je LET?

Answer 4

• je to veličina
• je to energie, která je při zpomalování nabité částice předávána elektronům látky

Question 5

Interakce ionizujícího záření - LET

DOPLŇ:
Čím vyšší hodnota LET, tím větší…

Answer 5

… poškození tkáně.

Question 6

Interakce ionizujícího záření

Na čem závisí interakce ionizujícího záření s látkou?

Answer 6

• závisí na účinném průřezu všech atomů v ozařovaném tělese

Question 7

Interakce ionizujícího záření

Co to je útlum záření? Jakou má jednotku?

Answer 7

• je to součet absorpce a rozptylu, tedy dvou jevů, které snižují intenzitu původního svazku záření
• lineární koeficient útlumu má jednotku m^(-1)

Question 8

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ

Vyjmenuj druhy interakce fotonového záření (RTG záření a záření γ).

(5)

Answer 8

• pružný rozptyl
• fotoelektrický jev
• Comptonův rozptyl
• tvorba elektron-pozitronových párů
• jaderný fotoefekt

Question 9

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ

Kde vzniká:
a) RTG záření?
b) záření γ?

Answer 9

a) vzniká v elektronovém obalu
b) vzniká v atomovém jádře

Question 10

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - pružný rozptyl

K čemu dochází při pružném rozptylu?

Answer 10

• dochází k tomu, že atom absorbuje enrgii, přejde do excitovaného stavu a vyzáří stejné kvantum energie

Question 11

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - fotoelektrický j

Popiš fotoelektrický jev.

Answer 11

• foton vyrazí elektron z elektronového obalu, typicky vrstvy K, a zaniká

Question 12

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - fotoelektrický j

Kdo je autorem rovnice pro fotoelektrický jev? Napiš ji.

Answer 12

• Albert Einstein
• h×f = W + 1/2m×v^2

Question 13

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - fotoelektrický j

Vysvětli rovnici:
h×f = W(Ev) + 1/2m×v^2

Answer 13

• h = Planckova konstanta
• f = frekvence
• W (Ev) = výstupní práce elektronu
• m = hmotnost
• v = rychlost

Question 14

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - Comptonův

Co to je Comptonův rozptyl?

Answer 14

• je to fyzikální děj, při kterém se při interakci elektromagnetického záření s atomy pevné látky mění vlnová délka záření v důsledku předání části své energie atomům nebo jejich elektronům

Question 15

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - Comptonův

Co vzniká při Comptonově rozptylu?

Answer 15

• vzniká elektron a foton, které mají nižší energii

Question 16

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - Comptonův

Uveď rovnici Comptonova rozptylu.

Answer 16

• h×f1 = W + hf2 + 1/2m×v^2

Question 17

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - Comptonův

Jak se projevuje Comptonův jev v rentgenové diagnostice? Jak to vyřešit?

Answer 17

• zhoršuje kontrast rentgenových snímků
• řeší se to Buckyho clonou

Question 18

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - e-pozitron pár

Co to je tvorba elektron-pozitronových párů?

Answer 18

• je to proces, kdy foton s vysokou energií (minimálně 1,02 MeV) interaguje s atomem a přemění svou energii na dvě nové částice: elektron a pozitron

Question 19

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ - e-pozitron pár

Co je konečným produktem elektron-pozitronového páru?

Answer 19

• konečným produktem jsou 2 fotony, každý o energii 0,51 MeV

Question 20

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ

Jakými efekty je fotonové záření při interakci s látkou:
a) rozptylováno?
b) absorbováno?

Answer 20

a) pružným a Comptonovým rozptylem
b) fotoelektrickým jevem a Comptonovým rozptylem

Question 21

Interakce ionizujícího záření - RTG záření a záření γ

Co to je celkový hmotností koeficient útlumu fotonového záření?

Answer 21

• je to součet útlumových koeficientů pro fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl a tvorbu elektron-pozitronového páru

Question 22

Interakce ionizujícího záření - Záření β

Jaké záření tvoří záření β?

Answer 22

• tvoří brzdné a charakteristické RTG záření

Question 23

Interakce ionizujícího záření - Záření β

Co se stává po vyražení elektronu?

Answer 23

• atom se stává kladně nabitým
• vyražený elektron se může spojit s jaderným protonem za vzniku neutronu => přebytečná energie je pak vyzářena jako záření γ

Question 24

Interakce ionizujícího záření - Záření α

Jak ionizují částice α?

Answer 24

• ionizují přímo

Question 25

# Interakce ionizujícího záření - Záření α Co znamená, že **částice α** mají **vysokou ionizační schopnost**? Co je jejich nevýhodou?

Answer 25

- znamená to, že jsou **velmi efektivní v ionizaci (tedy v odebírání elektronů)** atomů a molekul v materiálu, kterým procházejí - jejich nevýhodou je to, že **velmi rychle ztrácejí energii** a jejich dráha je **krátká** (mikrometry)

Question 26

# Interakce ionizujícího záření - Záření neutronů Jak **ionizují neutrony**? Jakými mechanismy?

Answer 26

- **nepřímo** - **pružnými** a **nepružnými nárazy**

Question 27

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Comptonův rozptyl je**: a) pružný rozptyl. b) nepružný rozptyl. c) velmi málo závislý na protonovém čísle atomu. d) velmi závislý na protonovém čísle atomu. e) žádná z uvedených možností není správná

Answer 27

**c) velmi málo závislý na protonovém čísle atomu** ## Footnote protože interakce probíhá **mezi fotonem** a **elektrony**

Question 28

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Comptonův rozptyl**: a) je rozptyl fotonů. b) je nepružný rozptyl elektronů. c) závisí na protonovém čísle atomu. d) nezávisí na protonovém čísle atomu. e) žádná z uvedených možností není správná

Answer 28

**a) je rozptyl fotonů** **d) nezávisí na protonovém čísle atomu**

Question 29

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Comptonův jev a fotoelektrický jev se liší:** a) sekundárním zářením. b) primárním zářením. c) tím, že jeden z nich nevzniká při interakci s látkou. d) přítomností neutronů při reakci. e) tím, že energie není pouze pohlcena, ale je vyzářená fotonem o nižší energii. e) žádná z uvedených možností není správná.

Answer 29

**a) sekundárním zářením** **e) tím, že energie není pouze pohlcena, ale je vyzářená fotonem o nižší energii** ## Footnote sekundární - vzniká jako **vedlejší efekt interakce primárního záření se zkoumaným objektem**, je **rozptylováno do okolí**

Question 30

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Co platí pro Comptonův rozptyl?** a) Energie není zcela absorbovaná, ale vyzářená. b) Vzniká foton o vyšší energii. c) Energie není vyzářená, ale absorbovaná. d) Vzniká foton o nižší energii. e) žádná z uvedených možností není správná

Answer 30

**a) Energie není zcela absorbovaná, ale vyzářená.** **d) Vzniká foton o nižší energii.** ## Footnote energie fotonu **NENÍ ZCELA ABSORBOVÁNA**, a proto **vzniká foton o nižší energii**

Question 31

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Fotoelektrický jev je:** a) vyzáření elektronů z kovu prostřednictvím fotonů. b) ztmavnutí fotografického filmu v el. poli. c) vyzáření světla po dopadu elektronů. d) vyzáření energie, ale ne absorpce. e) žádná z uvedených možností není správná

Answer 31

**a) vyzáření elektronů z kovu prostřednictvím fotonů**

Question 32

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Které tvrzení je správné pro fotoelektrický jev**? a) Dopadající foton vyrazí elektron. b) Může při něm dojít k vyzáření světla. c) Je charakterizován vyzářením energie, ne její absorpcí. d) žádná z uvedených možností není správná

Answer 32

**a) Dopadající foton vyrazí elektron.**

Question 33

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Kdy může dojít k tvorbě elektron-pozitronového páru**? a) Při interakci fotonu s energií pod 1,02 MeV. b) Při interakci mezi dvěma elektrony s vysokou energií. c) Při interakci fotonu s energií nad 100 keV. d) Při vysokých teplotách, kde fotony jsou velmi slabé. e) Při interakci fotonu s energií nad 1,02 MeV. f) žádná z uvedených možností není správná

Answer 33

**e) Při interakci fotonu s energií nad 1,02 MeV.**