Номер 3, страница 315 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 66. Биологическое действие радиации. Ответь на вопросы - номер 3, страница 315.

Условие.

3. Одинаковый или различный по величине биологический эффект вызывают в живом организме разные виды ионизирующих излучений? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Разные виды ионизирующих излучений вызывают различный по величине биологический эффект даже при одинаковой поглощенной дозе. Это связано с разной плотностью ионизации, которую создает излучение в веществе. Чем плотнее ионизация, тем сильнее повреждаются биологические ткани и тем сложнее организму восстановить эти повреждения.

Биологический эффект характеризуется величиной, называемой относительной биологической эффективностью (ОБЭ). Она показывает, во сколько раз эффективность данного вида излучения больше, чем эффективность рентгеновского или гамма-излучения при одинаковой поглощенной дозе.

Примеры:

• Альфа-излучение ($\alpha$-частицы) состоит из тяжелых положительно заряженных частиц (ядер гелия). Они имеют малый пробег в тканях, но создают очень высокую плотность ионизации на своем пути. Это приводит к серьезным, часто невосстановимым повреждениям клеток (например, к множественным разрывам обеих нитей ДНК). Поэтому альфа-излучение обладает высокой биологической эффективностью. Попадание альфа-активных изотопов внутрь организма (например, с пищей или при вдыхании) чрезвычайно опасно.
• Гамма-излучение ($\gamma$-кванты) и рентгеновское излучение являются электромагнитными волнами. Они обладают высокой проникающей способностью и создают ионизацию в тканях опосредованно, через выбитые электроны. Плотность ионизации при этом значительно ниже, чем у альфа-частиц. Повреждения, вызываемые гамма-квантами, чаще всего представляют собой одиночные разрывы нитей ДНК, которые клетки могут относительно легко восстановить.

Таким образом, поглощенная доза в 1 грей (Гр) от альфа-излучения нанесет организму примерно в 20 раз больший вред, чем доза в 1 Гр от гамма-излучения.

Ответ:Разные виды ионизирующих излучений вызывают различный по величине биологический эффект. При одинаковой поглощенной дозе альфа-частицы и нейтроны наносят значительно больший вред живому организму, чем гамма-кванты или бета-частицы, из-за более высокой плотности создаваемой ими ионизации.

4.Коэффициент качества излучения (в современной дозиметрии его аналогом является взвешивающий коэффициент излучения $W_R$) — это безразмерная величина, которая используется для учета различной биологической опасности разных видов ионизирующих излучений при одинаковой поглощенной дозе.

Он показывает, во сколько раз радиационная опасность от данного вида излучения выше, чем от рентгеновского или гамма-излучения, принятых за эталон. Коэффициент качества позволяет перейти от физической величины — поглощенной дозы ($D$), измеряемой в греях (Гр), — к биологически значимой величине — эквивалентной дозе ($H$), измеряемой в зивертах (Зв).

Расчет производится по формуле:

$H = K \cdot D$

где $H$ — эквивалентная доза, $K$ — коэффициент качества, $D$ — поглощенная доза.

Значения коэффициента качества для различных видов излучений:

• Для фотонов (рентгеновское и гамма-излучение) и электронов (бета-излучение): $K = 1$.
• Для протонов и быстрых нейтронов: $K$ может достигать 10.
• Для альфа-частиц и тяжелых ионов: $K = 20$.

Использование этого коэффициента позволяет суммировать дозы от разных видов излучения и оценивать их совокупное воздействие на организм.

Ответ:Коэффициент качества излучения показывает относительную биологическую эффективность данного вида излучения по сравнению с гамма-излучением. Он используется для расчета эквивалентной дозы, которая адекватно отражает потенциальный вред для здоровья от облучения.