Файл: Гбоу впо московский государственный медико стоматологический университет им. А. И. Евдокимова минздравсоцразвития рф.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 297
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ КРИТЕРИИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ И ВОСПРИЯТИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЯМР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ РАДИОНУКЛИДОВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЯМР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ РАДИОНУКЛИДОВ
6. Решение.
| Дано: = 120 МГц μ N = 5,0508 ·10 –27 А·м2(Дж/Т) gN = 5,585 h = 6,6262 · 10-34 Дж∙c | Ядерным магнитным резонансом называется явление резонансного поглощения квантов энергии переменного электромагнитного поля (h· ) системой, содержащей парамагнитные ядра (ядра, имеющие магнитный момент) и помещённой в постоянное магнитное поле (индукция которого B). |
| -? |
Условие ядерного магнитного резонанса: , откуда: . Подставляя числовые значения, получим:
.
Ответ: .
7. Решение.
Ядра атомов, у которых отсутствует спин (равен нулю) не являются парамагнитными и с них не получить сигналов ЯМР. Такие ядра имеют спиновое квантовое число I = 0 , а в их состав входит чётное число протонов и чётное число нейтронов. Среди перечисленных в условии ядер атомов такими чётно-чётными ядрами являются ядра:
и .
Ответ: с ядер и не получить сигналов ЯМР.
8. Решение.
| Дано: B = 1 Т μ N = 5,0508 ·10 –27 А·м2(Дж/Т) gN = 1,405 h = 6,6262 · 10-34 Дж∙c | Ядерным магнитным резонансом называется явление резонансного поглощения квантов энергии переменного электромагнитного поля (h· ) системой, содержащей парамагнитные ядра (ядра, имеющие магнитный момент) и помещённой в постоянное магнитное поле (индукция которого B). |
| -? |
Условие ядерного магнитного резонанса: , откуда: . Подставляя числовые значения, получим:
МГц.
Ответ: МГц.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ РАДИОНУКЛИДОВ
1. Решение.
| Дано: лет | Радиоактивность является свойством атомного ядра и для данного типа ядер, находящихся в определенном энергетическом состоянии, вероятность радиоактивного распада за единицу времени постоянна. |
| Найти: -? |
Считая, что при t = 0. N = N0, получим
т.е. число ядер убывает по экспоненциальному закону.
Этот закон относится к статистическим средним величинам и справедлив лишь при достаточно большом числе частиц. Величина λ называется постоянной радиоактивного распада, имеет размерность dim{T-1} , единицу в СИ [1/c], и характеризует вероятность распада одного атома в секунду.
Вероятность распада Pt :
,
При экспоненциальном законе радиоактивного распада в любой момент времени t имеется отличная от нуля вероятность найти ещё не распавшиеся ядра. Время жизни этих ядер превышает t. Наоборот, другие ядра, распавшиеся к к этому времени, прожили разное время, меньшее t. Среднее время жизни для данного радиоактивного нуклида определяется так:
.
Обозначив λt через x, получим
откуда
.
Следовательно, среднее время жизни τ радиоактивного ядра равно обратной величине от постоянной распада λ. За время τ первоначальное число ядер уменьшается в e раз.
Из основного закона радиоактивного распада
легко установить связь между периодом полураспада и постоянной радиоактивного распада. , ,
, , . Тогда: .
Подставив численные данные, получим:
.
Ответ:
2. Решение.
| Дано: лет t = 1 мин | В соответствии с основным законом радиоактивного распада, число ещё не распавшихся ядер к моменту t . По определению классической вероятности вероятность атома подвергнуться распаду в течении промежутка времени промежутка времени t: |
| Найти: -? |
.
Подставив численные данные, получим:
.
Ответ: .
3. Решение.
| Дано: M = 40 лет m = 75 кг (а.е.м.) = 1,67 ∙10-27 кг | По определению активность радиоактивного препарата = . Число атомов (нуклидов ) в теле человека можно найти разделив массу нуклидов калия в теле человека |
| Найти: А -? |
на массу одного атома калия (M∙(а.е.м.)): и
. Подставив численные данные, получим, что в момент включения часов ( :
.
Ответ: Бк.
4. Решение.
| Дано: схема распада радионуклида | И з рисунка – схемы распада радионуклида ясно, что при каждых ста распадах испускается восемьдесят пять бета-частиц с энергией 0,60 МэВ и пятнадцать бета-частиц с энергией 0,32 МэВ. Всего при 100 распадах испускается 100 бета-частиц. |
| Найти: -? |
Ответ: 100
5. Решение.
| Дано: схема распада радионуклида | Из рисунка – схемы распада радионуклида ясно, что при каждых ста распадах испускается восемьдесят пять гамма-квантов с энергией 0,364 МэВ и пятнадцать гамма-квантов с энергией 0,638 МэВ. Всего при 100 распадах испускается 100 гамма-квантов. |
| Найти: -? |
Ответ: 100
6. Решение. Протон - протон, протон - нейтрон, нейтрон - нейтрон — это те пары, между которыми действуют ядерные силы притяжения.
7.Решение: Нуклид – это иное название ядра атома. Этот термин обозначает вид ядер с данным атомным номером (зарядовым числом Z), числом нейтронов N (массовым числом A = Z + N) и находящимся в определённом ядерном энергетическом состоянии.
Когда ядро в возбуждённом состоянии переходит в основное состояние, излучается электромагнитное излучение, называемое γ – излучением. Энергия кванта этого излучения равна разности энергий двух состояний ядра. В большинстве случаев ядро находится в возбуждённом состоянии только в течение очень короткого промежутка времени 10-6 ─ 10-14с. Иногда ядра могут существовать в возбуждённом энергетическом состоянии в течение минут или часов. Энергетическое состояние в этом случае называется метастабильным, а энергетический уровень, соответствующий метастабильному состоянию – метастабильным уровнем. Если ядро находится в основном состоянии, то используется та же символика, как и для химического элемента. Например, - обозначает ядро элемента технеция с массовым числом 99 и зарядовым числом 43 (обозначенный таким образом нуклид содержит 43 протона и 56 нейтронов). Нуклид отличается от нуклида тем, что ядро находится в метастабильном состоянии и превращается в нуклид , излучая гамма - кванты с периодом полураспада 6,02 часа. и являются нуклидами - мезомерами.
Ответ. Вид ядер, которые имеют определённое число протонов, определённое число нейтронов и находятся в определённом ядерном энергетическом состоянии, называется нуклид.
8. Ответ. Вид ядер, которые содержат разное число протонов, но одинаковое число нейтронов, называются изотонами.
9. Ответ. Вид ядер, которые имеют разный состав, но содержат одинаковое число нуклонов, называются изобарами.
10.
Ответ. Вид ядер, одного элемента, но различающихся массами атомных ядер или числом нейтронов в ядре, называются изотопами.
11. Решение. Альфа-частица является ядром атома гелия ( или . Это ядро содержит четыре нуклона, два нейтрона и два протона. Альфа-частица не является элементарной частицей.
Ответ. Альфа-частица является ядром атома гелия.
12. Ответ. Из атомного ядра в результате самопроизвольного превращения вылетело ядро атома гелия. Альфа-частица является ядром атома гелия ( или . Такое превращение атомных ядер называется альфа распадом.
13. Решение. При распаде в ядре атома происходит превращение нейтрона в протон с испусканием электронов ( частиц, со сплошным распределением частиц по энергиям) и антинейтрино. При этом сохраняется лептонный заряд.
Ответ. Появляются в результате превращения нейтрона ядра (одного из нуклонов) в протон (другой нуклон).
14. Решение. Процесс превращения нуклидов при бета-минус распаде: . Протон остаётся в ядре, из ядра освобождаются электрон и антинейтрино.
Ответ. При бета-минус распаде из атомного ядра освобождаются электрон и антинейтрино.
15. Решение. Процесс превращения нуклидов при бета-плюс распаде: . Нейтрон остаётся в ядре, из ядра освобождаются позитрон и нейтрино.
Ответ. При бета-плюс распаде из атомного ядра освобождаются позитрон и нейтрино.
16. Решение. Когда ядро в возбуждённом состоянии переходит в основное состояние, излучается электромагнитное излучение, называемое γ – излучением. Энергия кванта этого излучения равна разности энергий двух состояний ядра. В большинстве случаев ядро находится в возбуждённом состоянии только в течение очень короткого промежутка времени 10-6 ─ 10-14с. Иногда ядра могут существовать в возбуждённом энергетическом состоянии в течение минут или часов. Энергетическое состояние в этом случае называется метастабильным, а энергетический уровень, соответствующий метастабильному состоянию – метастабильным уровнем. Если ядро находится в основном состоянии, то используется та же символика, как и для химического элемента. Например, - обозначает ядро элемента технеция с массовым числом 99 и зарядовым числом 43 (обозначенный таким образом нуклид содержит 43 протона и 56 нейтронов). Нуклид отличается от нуклида тем, что ядро находится в метастабильном состоянии и превращается в нуклид , излучая гамма- кванты с периодом полураспада 6,02 часа. и являются нуклидами - мезомерами.