Номер 865, страница 128 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Биологическое действие радиации. Термоядерная реакция - номер 865, страница 128.

Условие.

865. Что означает: коэффициент качества $K$ для $\alpha$-излучения равен 20?

Решение.

Коэффициент качества (К), также известный как взвешивающий коэффициент излучения, — это безразмерная величина, используемая в дозиметрии для оценки биологического эффекта различных видов ионизирующего излучения. Он показывает, во сколько раз биологическая эффективность данного вида излучения выше, чем у эталонного излучения (обычно рентгеновского или гамма-излучения, для которого К = 1).

Эквивалентная доза $H$, характеризующая биологический ущерб для организма, связана с поглощенной дозой $D$ (энергией излучения, поглощенной единицей массы вещества) через коэффициент качества $K$ следующей формулой:

$H = D \cdot K$

Здесь $H$ измеряется в зивертах (Зв), а $D$ — в греях (Гр).

Утверждение, что коэффициент качества К для α-излучения равен 20, означает, что при одинаковой поглощенной дозе α-излучение наносит биологическим тканям в 20 раз больший вред, чем рентгеновское или гамма-излучение.

Это объясняется физическими свойствами α-частиц (ядер атомов гелия). Они являются тяжелыми и несут двойной положительный заряд, из-за чего они очень интенсивно взаимодействуют с веществом. Вся их энергия поглощается на очень коротком расстоянии в биологической ткани, создавая высокую плотность ионизации. Такая концентрация повреждений на клеточном уровне (например, множественные разрывы молекул ДНК) гораздо опаснее и труднее поддается восстановлению организмом по сравнению с более распределенными повреждениями от γ-квантов или рентгеновских лучей. Таким образом, α-излучение обладает значительно более высокой биологической эффективностью.

Ответ: Коэффициент качества $K=20$ для α-излучения означает, что его способность вызывать биологические повреждения в 20 раз выше, чем у рентгеновского или гамма-излучения при одинаковом количестве поглощенной энергии (одинаковой поглощенной дозе).