Курсовая работа: Методика вивчення методів практичного виявлення та вимірювання радіоактивного випромінювання
Вільні радикали й окислювачі, маючи високу хімічну активність, вступають в хімічні реакції з молекулами білка, ферментів й інших структурних елементів біологічної тканини, що приводить до зміни біохімічних процесів в організмі. У результаті порушуються обмінні процеси, придушується активність ферментних систем, сповільнюється й припиняється ріст тканин, виникають нові хімічні сполуки, не властивіорганізму, токсини. Це приводить до порушення життєдіяльності окремих функцій або систем й організму в цілому.
Індуковані вільними радикалами хімічні реакції розвиваються збільшим виходом і втягують у цей процес багато сотень і тисячі молекул, не порушених випромінюванням. У цьомускладається специфіка дії іонізуючого випромінювання на біологічні об'єкти, щополягає в тім, що створений ними ефект обумовлений не стільки кількістю поглиненої енергії, скількитією формою, у якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична й ін.), поглинені біологічним об'єктом у тій же кількості, не приводять до таких змін, які викликає іонізуюче випромінювання.
Наприклад, смертельна доза іонізуючого випромінювання для ссавців дорівнює 5 Гр (500 рад), відповідає поглиненій енергії випромінювання 5 Дж/кг. Якщо цю енергію підвести у вигляді тепла, то вона нагріла б тіло лише на 0,001°С. Саме іонізація атомів і молекул середовищаобумовлюють специфіку дії іонізуючого випромінювання.
2.3. Методи виявлення та вимірювання радіоактивного випромінювання
Для вимірювання рівня радіоактивного випромінювання використовують прилади, які отримали загальну назву дозиметри. Дозиметричні прилади можна класифікувати за призначенням, типу датчика, вимірюванню типу випромінювання, характеру електричних сигналів, тощо.
Дозиметри розділяють на декілька груп:
1. Дозиметричні прилади, призначені для вимірювання потужності дози (рівнів радіації), що іноді називають фоном.
2. Радіометричні прилади, за допомогою яких визначають радіоактивне забруднення поверхні різних предметів, а також їхню питому активність (радіоактивність).
3. Портативні пристрої, мініатюрні переносні прилади, призначені для індивідуального дозиметричного контролю.
Для визначення рівнів радіації, ступеня радіоактивності або дози випромінювання використаютьодин з методів: фізичний, хімічний, фотографічний, біологічний або математичний (розрахунковий).
В основі роботи дозиметричних приладіввикористаються наступні методи індикації:
· іонізаційний;
· сцинтиляційний;
· люмінесцентний;
· фотографічний;
· хімічний;
· калориметричний;
· нейтронно-активаційний.
Як же влаштований дозиметричний прилад?
Принципова схема будь-якого дозиметричного й радіометричного приладу однакова. Вона включає три обов'язкових блоки: детекторний пристрій (детектор), реєструючий прилад (індикатор) і блок живлення (акумулятори, батарейки, елементи, електромережа й ін.). Без кожного з них дозиметра або радіометра просто не може бути. Хоча сучасний прилад має безліч додаткових, допоміжних блоків, пристроїв, систем (підсилювачі, перетворювачі, формувачі імпульсів, стабілізатори, і ін.).
Типова блок-схема дозиметричного пристрою зображена на рисунку 1.1.
Рис 1.1. Типова блок-схема дозиметра.
Розділ 3. Методика вивчення основних понять дозиметрії
Розглянемо методику вивчення основних понять дозиметрії, які вводять при розгляді теми.
3.1. Методика вивчення поняття «доза випромінювання»
При введенні понять доза випромінювання потрібно зупинитися на встановленні особливостей кожного із типів доз опромінення. Дати характеристику експозиційної, поглинутої, біологічної дози. Дані дози відрізняються одна від одної по характеристиках тому, для кращого засвоєння матеріалу можна запропонувати, наприклад, викладений матеріал систематизувати за допомогою таблиці, де відобразити назву дози випромінювання, системні на позасистемні одиниці її вимірювання, прехід між одиницями вимірювання, тощо. Створена таблиця міститиме всі основні характеристики випромінювання і сприятиме закріпленню матеріалу.
3.2. Методика вивчення біологічної дії іонізуючого випромінювання
Вивчення біологічного впливу радіоактивного випромінювання повинно враховувати те, що схожі питання учні вже розглядали під час вивчення курсів біології, органічної хімії. Основ безпеки життєдіяльності. Тому потрібно лише нагадати їм про біологічну дію радіоактивного випромінювання. Також при розгляді даного питання потрібно зробити наголос на практичній цінності цього питання та на формування вмінь та навичок безпечного поводження із радіоактивними речовинами.
3.3. Методика вивчення методів практичного виявлення та вимірювання радіоактивного випромінювання
Вивчення методів практичного виявлення та вимірювання радіоактивного випромінювання передбачає користування дозиметричними приладами. Але головним у цій темі буде забезпеченість школи та кабінету фізики дозиметричними приладами. Потрібно перевірити на наявність дозиметрів шкільний кабінет військової підготовки, заводські лабораторії, формування цивільної оборони, де повинен бути радіометр-рентгенметр ДП-5А. якщо його не буде виявлено то можна скористатися будь-яким побутовим дозиметром. При викладанні даної теми доцільно розглянути класифікацію дозиметричних приладів за характером вимірювання радіоактивних випромінювань, узагальнену схему дозиметра на основі лічильника Гейгера, а далі розглянути практичну роботу із одним із виявлених дозиметричних пристроїв. При проведенні даного уроку потрібно роботи наголос на практичній складовій отриманих учнями знань. Показати їх практичну цінність для вимірювання рівня радіоактивного забруднення, визначення радіоактивного фону територій. Для цього слугує і запропонована лабораторна робота в складі лабораторного практикуму із фізики.
Розділ 4. Формування міжпредметних зв’язків під час поглибленого вивчення основних понять дозиметрії в 11 класі
Вивчення основних питань дозиметрії являється метою ще кількох інших шкільних предметів, які їх вивчають із ціллю не визначення рівня радіоактивного випромінювання, а для встановлення способів та методів захисту від нього, що є метою основ безпеки життєдіяльності, а також біології, де вивчають вплив іонізуючого випромінювання на живу клітину та її генетичні структури.
При вивченні питань дозиметрії вчитель фізики повинен використовувати інформацію про радіоактивні випромінювання, яку учні отримали із інших навчальних предметів, що дозволить поглибити їх знання із предмету, сформувати між предметні зв’язки, тощо.