Türler Flashcards

(59 cards)

1
Q

Protonen

A

Ladung +1, Spin 1/2, Masse ~1 u

3 Quarks: 2 up (u) mit Ladung +2/3 & 1 down (d) mit Ladung -1/3

Anzahl Z, Ordungszahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Neutronen

A

Ladung 0, Spin 1/2, Masse ~1 u

nur im Kern stabil

Freie Neutronen zerfallen: n –> p + e + ν_ + Energie

Aus 3 Quarks: 1 up (u) mit Ladung +2/3 und 2 down (d) mit Ladung -1/3

Anzahl N, Neutronenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Elektronen

A

Ladung -1, Spin 1/2, Masse ~5.5 10-4 u

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Nukleonen

A

Teilchen des Kerns

werden durch die starken Kernkräfte gebunden
(Austausch von π-Mesonen)

Anzahl A, Massenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Masse M(Z,A) des Nuklids

A

M(Z,A) = Z * MH + (A-Z) * MN – BE/c2

Z: Ordnungszahl (Protonenzahl)
A: Massenzahl
MH: Masse des neutralen H-atoms
(938.791 MeV/c2)
MN: Masse des Neutrons
(939.573 MeV/c2)
BE: Bindungsenergie (MeV)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hauptsächlichste radioaktive Zerfallsarten

A

Kerne mit Neutronenüberschuss:
β- -Zerfall

Kerne mit Protonenüberschuss:
β+ -Zerfall
EC-Zerfall (electron capture)

Schwere Kerne:
α -Zerfall
SF -Zerfall (spontaneous fission)

Fast alle angeregten Kerne:
γ -Zerfall

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

β- -Zerfall

A

n –> p+ + e- + ν_e

Radionuklide für Biochemiker

mit und ohne γ-Strahlung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

β+ -Zerfall

A

falls MA – MB > 1.022 MeV

p+ –> n + e+ + νe

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

α -Zerfall

A

AZ –> A-4(Z-2)2- + 4He2+

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

EC-Zerfall (electron capture)

A

p (Kern) + e- (Hülle) –> n + νe

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

SF -Zerfall (spontaneous fission)

A

AZ –> A’Z’ + A-A’-x(Z-Z’) + x * n

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

γ -Zerfall

A

AZ* –> AZ + γ

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Isobare

A

Gleiche Massenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Isotope

A

Gleiche Protonenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Isobarenregel 1

A

A ungerade (g,u & u,g) –> nur 1 stabiles Nuklid

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Isobarenregel 2

A

A gerade (u,u & g,g) –> 2 stabile Nuklide (3 bei A=124,136)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

In der Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugte Radionuklide

A

3H, 7Be, 10Be, 14C, 32Si,

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

α -Strahlen

A

Teilchenstrahlung

  • 2-fach positiv geladenes Teilchen (He-Kern)
  • hohes Ionisierungspotential
  • kurze Reichweite

4He, 2-fach positiv, ~4 AMU (Atomic Mass Unit)

Aus dem Kern nach spontaner Umwandlung

diskrete Energieverteilung

Reichweite im Gewebe: einige hunderstel mm

direkte Wirkung: dichte Ionisierung entlang der Bahn in vielen Einzelprozessen

Energieverlust: Bragg Kurve (zuerst exponentielles Wachstum, dann rapider Abfall)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

β-Strahlen

A

Teilchenstrahlung

  • Elektronen oder Positronen
  • kontinuierliche Energieverteilung
  • mittlere Reichweite

Elektron e- eifach negativ, Positron e+ einfach positiv, ~5.5 x 10-4 AMU (Atomic Mass Unit)

Aus dem Kern nach spontaner Umwandlung

kontinuierliche Energieverteilung

Reichweite im Gewebe: einige mm

direkte Wirkung: lockere Ionisierung entlang der Bahn in vielen Einzelprozessen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Neutronen Teilchenstrahlung

A

n, neutral, ~1 AMU (Atomic Mass Unit)

Aus dem Kern nach induzierter Umwandlung oder Spaltung

diskrete oder kontinuierliche Energieverteilung je nach Kernreaktion

Reichweite im Gewebe: stark energie- und materialabhängig

direkte Wirkung: Wechselwirkung mit Atomkernen, Rückstoss-Protonen

indirekte Wirkung: Alpha-Teilchen, Protonen, γ-Quanten

Energieverlust: Bragg Kurve (zuerst exponentielles Wachstum, dann rapider Abfall)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

γ-Strahlen

A

Wellen- oder Photonenstrahlung

  • Photonen
  • niedriges Ionisierungspotential
  • lange Reichweite

Neutral, keine Masse

Aus dem Kern nach Umwandlung (iduziert oder spontan)

diskrete Energieverteilung

Reichweite im Gewebe: einige 10 cm (exponentielle Schwächung, vermindern auf dem Weg durch Materie Anzahl nicht Energie)

direkte Wirkung: Energie wird in einem Vorgan ganz oder teilweise an Hüllenelektronen übertragen

indirekte Wirkung: so entstandene Sekundär-Elektronen ionisieren im Gas oder lösen andere Prozesse in Festkörpern aus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Charakteristische Röntgen-Strahlung

A

Wellen- oder Photonenstrahlung

Neutral, keine Masse

Aus der Hülle nach spontanem Elektronen-Einfang (K-Strahler) oder Platzwechsel eines Elektrons

diskrete Energieverteilung

Reichweite im Gewebe: mm bis cm

direkte Wirkung: Energie wird in einem Vorgan ganz oder teilweise an Hüllenelektronen übertragen

indirekte Wirkung: so entstandene Sekundär-Elektronen ionisieren im Gas oder lösen andere Prozesse in Festkörpern aus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Röntgen-Bremsstrahlung

A

Wellen- oder Photonenstrahlung

Neutral, keine Masse

Beim Abbremsen eines Elektrons im Kernfeld

kontinuierliche Energieverteilung

Reichweite im Gewebe: mm bis cm

direkte Wirkung: Energie wird in einem Vorgan ganz oder teilweise an Hüllenelektronen übertragen

indirekte Wirkung: so entstandene Sekundär-Elektronen ionisieren im Gas oder lösen andere Prozesse in Festkörpern aus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

γ - Spektrometrie

A

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie

Photoeffekt (Absorption)

Comptoneffekt (Streuung)

Paarbildung (Absorption)

25
Photoeffekt
26
Comptoneffekt
27
Paarbildung
28
Flüssigszintillationspektrometrie
Flüssigszintillator besteht i.a. aus einer Mischung verschiedener Bestandteile ("Cocktail"): a) Lösungsmittel für den Szintillator evtl. b) Lösungsmittel für Probe, falls sie in a) nicht löslich ist c) Szintillator evtl. d) Frequenzwandler Quenching um Photonen die den PM (Photomultipliertube) erreichen zu reduzieren.
29
Lösungsmittel für Szintillator
Wird dominant durch die radioaktive Strahlung angeregt. Verwednet vorwiegend aromatische Lösungsmittel (π-Elektronen) wie Toluol oder p-Xylol. Sollte möglichts optimal die Anregungsenergie auf Szinillatormoleküle übertragen und selbst das dann emittierte Licht nur wenig absorbieren.
30
Szintillator
Wichtig das Emissionsspektrum signifikant verschoben relativ zum Absorptionsspektrum um Verluste durch Energieabsorption klein zu halten.
31
Optimale Szintillatoren
Emissionsspektrum abgestimmt auf PM (Photomultipliertube). Hohe Ausbeute für Energietransfer zwischen Lösungsmittel und Szintillator. Optimale Konzentration: Ca. bei 0.1 M (etwa 4g/l). Für höhere Konzentrationen wird Quenching beobachtet.
32
Quenchkorrektur der Flüssigszintillation (Vor- und Nachteile)
Nach Messung der Probe wird ein Aliquot eines absolut bekannten Standards (in ungequenchter Form) zugegeben und die Gesamtprobe nochmals gemessen. Reduziert nicht nur Zählerausbeute, sondern verschiebt auch das Pulshöhespektrum. z.B. tSIE-Methode (transformed Spectral Index of the External standard) **Vorteil**: Sehr genaue Methode * *Nachteile**: - Probe muss zweimal gemessen werden. - Absoluter Standard muss vorhanden sein. - Zerstörende Methode
33
Čerenkov-Strahlung | (Vor- und Nachteile)
für Flüssigszintillation β \> 1/n β = vTeilchen/vLicht n = Brechungsindex in Wasser (n = 1'332): Emin = 263 keV gerichtete Strahlung Vorteile: - kein Szintillationscocktail nötig: Ausbeutebestimmung nach Messung möglich grösseres Probevolumen möglich kein organischer Abfall - kein chemischer Quench - geringer Untergrund - keine Strörung durch niederenergetisch β-Strahlung und α-Strahlung Nachteile: - geringe Effektivität, z.B. 70% für 90Y statt 100% bei LSC - Farbquench
34
(Radio)-Thin Layer Chromatography (TLC)
35
(Radio)-HPLC
Legende der Buchstaben: A = Eluentenreservoirs B = Elektromagnetische Mischventile mit Doppelhubkolbenpumpe C = 6 Wege Ventil D = Druckkompensationsschleife, um Pumpimpulse der Pumpe zu egalisieren E = Mischkammer F = Manuelles Einspritzventil G = Trennsäule H = HPLC-Einheit I = Detektor-Einheit (z.B. UV-Spektrometer) J = Computer-Interface K = PC L = Drucker zur Ausgabe der Ergebnisse
36
Radioaktives Zerfallsgesetz
N: Anzahl Atome t: Zeit [s] A: Aktivität [s-1] T1/2: Halbwertszeit τ: mittlere Lebensdauer λ: Zerfallskonstante
37
Direkt ionisierende Strahlung
Geladene Teilchen, die ihre Energie schnell verlieren
38
Indirekt ionisierende Strahlung
Ungeladene Teilchen, die ihre Energie in einem geringerem Mass verlieren. Sie wechselwirken nur mit Elektronen
39
Offene Quellen für Strahlung
Quelle, bei der ein Kontaminationsrisiko besteht
40
Geschlossene Quelle für Strahlung
Quelle, die so gebaut ist, dass die radioaktive Substanz nicht entweichen kann
41
Energiedosis D
beschreibt die Wirkung der Strahlung D = dE/dm [D] = Gy = Gray 1 Gy = 1 J/kg
42
Äquivalentdosis H
beschreibt die Wirkung der Strahlung auf lebende Materie H = D \* wR [H] = Sv = Sievert D: Energiedosis wR: Wichtungsfaktor, hängt von der Stärke der Ionisierung der Strahlung ab
43
effektive Dosis E
beschreibt die Wirkung der Strahlung auf Organe E = H \* wT [E] = Sv = Sievert H: Äquivalentdosis wT: Wichtungsfaktor, für jedes Organ verschieden
44
3 Arten der Exposition zu Strahlung
1. **Externe Bestrahlung** 2. **Kontamination** 3. **Inkorporation**
45
Externe Bestrahlung
- Durch offene und geschlossene Quellen - γ-, Röntgen- und harte β-Strahlen Führt nicht zu homogener Ganzkörperdosis, weil Gewebe Strahlung absorbiert. Im Körper liegende Organe erhalten kleinere Dosen Man erhält eine Abhängigkeit der Äquivalentdosis von der Tiefe des Organs --\> H = Hp Unterschieden zwischen zwei Arten: Tiefendosis: Hp (0.07) = Hs Oberflächendosis: Hp (10) = Hp Man nimmt an, dass alle Organe des Menschen in einer Tiefe von 10 mm liegen, deshalb wird --\> Hp = E (effektive Dosis) gesetzt
46
Tiefendosis Hp
Bei der Berechnung von Hp (Tiefendosis) kann das quadratische Abstandsgesetz verwendet werden, da nur Röntgen- und γ-Strahlen so tief eindringen können --\> Hp = A \* t \* h10 \* (1m/r)2 t: Expositionszeit A: Aktivität r: Distanz zu Quelle
47
Oberflächendosis Hs
Bei der Berechnung von Hs, die vor allem durch β-Strahlen und Konversionselektronen verursacht wird, gilt das Abstandsgesetz nicht mehr --\> Hs = A \* t \* h0.07 t: Expositionszeit A: Aktivität
48
Kontamination
Durch flüssige und staubförmige Quellen Wenn sich radioaktive Stoffe auf der Haut ablagern und eine bestimmte Fläche kontaminieren. Die Aktivität A pro Fläche F nennt sich Oberflächenkontamination --\> Hs = A/F \* t \* hc0.07
49
Inkorporation
Wenn feste oder gasförmige Stoffe in den Körper gelangen. Drei Wege: 1. Atmung (Inhalation) 2. Nahrung (Ingestion) 3. Haut (Wunden, Diffusion) Die Inhalation ist die Häufigste Inkorporation. Inhalations- und Diffusionsrisiko wird durch Essverbot und Handschuhpflicht im Labor verringert.
50
Wege der radioaktiven Stoffe im Körper: Lunge
Radioaktive Stoffe werden mit dem nächsten Atemstoss ausgestossen. Bleiben in der Lunge hängen, wo sie ins Blut- oder Lymphsystem gelangen. Werden vom Flimmerepithel zum Rachen befördert, wo sie geschluckt oder ausgespuckt werden.
51
Wege der radioaktiven Stoffe im Körper: Magen-Darmtrakt
Werden resorbiert und gelangen ins Blut oder werden ausgeschieden
52
Biologische Halbwertszeit
Einmal im Blutkreislauf gelangen z.B. Jod in die Schilddrüse oder Kalzium, Phosphor und Strontium in die Knochen, wo sie mehr oder weniger lange gespeichert werden. Dies führt zu einer längeren Exposition und somit zu einer höheren Dosis. Die Verweildauer eines Nuklids im Körper. Abhängig von der metabolischen Aktivität. Bsp. 50% des Tritiums wird ausgeschieden bevor die erste Halbwertszeit vorbei ist.
53
Physikalische Halbwertszeit
Die gegebene Halbwertszeit des Nuklids. Aktivität nimmt ab, obwohl das Nuklid lange im Körper gespeichert wird.
54
Effektive Halbwertszeit
T1/2(biol.) \* T1/2(nukl.) (T1/2(biol.) + T1/2(nukl.)) T1/2(biol.): Biologische Halbwertszeit T1/2(nukl.): Physikalische Halbwertszeit
55
Effektive Folgedosis E50
Hängt ab von: - Verweildauer eines Nuklids - Verteilung im Körper - Seiner Strahlenart - Seiner Strahlenhärte 50 bedeutet, dass man die Dosisakkumulation bis 50 Jahre nach der Inkorporation berechnet - -\> E50 = Ainha \*einha - -\> E50 = Ainge \* einge inha: Inhaliert inge: Ingestion
56
Durchschnittliche Strahlenexposition der Schweizer Bevölkerung in mSv/Jahr
insgesammt 4 mSv/Jahr
57
Grundregeln des Arbeitens im Radioaktivitätslabor
1. Schutzkleidung (Kittel, ev. Überschuhe) und Schutzbrille 2. Dosimeter tragen 3. Kein Essen, kein Trinken und keine Kosmetika 4. Verhinderung von Kontaminationen durch Auslaufschutz 5. Arbeitsplanung, Handschuhe! 6. Abschirmung 7. Sammeln radioaktiver und potentiell radioaktiver Abfälle 8. Kontrolle des Arbeitsplatzes auf Kontamination 9. Kontaminationen dem Assitenten melden und nicht verschleppen! 10. Ausgangskontrolle am Hand/Fussmonitor
58
1. Grundregel des Strahlenschutzes
AAA-Regel As low as reasonably achievable
59
2. Grundregel des Strahlenschutzes
AAAA-Regel - **Abstand**: Arbeit weit vom Körper durchführen - **Aufenthaltszeit:** Zügig arbeiten / Arbeit vorbereiten, planen - **Abschirmung**: Je nach Strahlungsart vernünftige Menge - **Atemschutz**: Falls staubförmige radioaktive Materialien auftreten