Rádiókémia és izotóptechnika

Tartalom

1. Az atommag. Izotópia 5
1.1. Az atommag alkotórészei: a nukleonok 5
1.1.1. Jelölések 5
1.1.2. A nukleonok 6
1.1.3. Izotópok és izobárok 7
1.2. Az atommag kötési energiája 7
1.3. Az atommag mérete és sűrűsége 9
1.4. Az atommag stabilitása 10
1.5. A magerők 14
1.6. Magmodellek 16
1.7. Az atommag spinje és mágneses nyomatéka. Paritás 20
1.8. Izotóp effektus. Izotópok szétválasztása 22
1.9. Stabil izotóp analízis 26
2. Spontán magátalakulások. Radioaktivitás 28
2.1. A bomlás sebessége. Az aktivitás, az intenzitás és a beütésszám 28
2.2. A felezési idő illetve a bomlási állandó meghatározása 31
2.3. Összetett radioaktív bomlás 37
2.4. Bomlási sorok 37
2.5. Alfa-bomlás 43
2.5.1. Az alfa-sugárzás 44
2.5.2. Alfa-sugarak spektruma 45
2.5.3. Az alfa-bomlás elmélete 46
2.6. A béta-bomlás 49
2.6.1. A neutrínó kimutatása 51
2.6.2. A beta-sugárzás energiaspektruma 53
2.6.3. Pozitron-bomlás 55
2.6.4. K-befogás 57
2.7. Izomer átalakulás 57
2.8. Spontán maghasadás 50
2.9. Természetes radioaktív izotópok 61
3. Mesterséges magátalakítások. Magreakciók 67
3.1. A magreakciókról általában 67
3.2. A magreakciók végbemenetelének valószínűsége: a hatáskeresztmetszet 70
3.3. Az atommagreakciók mechanizmusa. Az átmeneti mag 73
3.4. A radioaktív izotópok előállításának (felaktiválás) időtörvényei 82
3.5. A magreakciók osztályozása 86
3.6. Magreakciók protonokkal 88
3.7. Magreakciók deuteronokkal 89
3.8. Magreakciók alfa-részekkel 92
3.9. Magreakciók fotonokkal 93
3.10. Magreakciók neutronokkal 93
3.10.1. Rugalmas ütközés 93
3.10.2. Rugalmatlan szóródás 94
3.10.3. Neutron befogás 94
3.11. (n, f) reakciók, (maghasadás) 100
3.12. Atomreaktorok 103
3.12.1. Atomreaktorok felépítése. Az üzemanyag 103
3.12.2. Az atomreaktor működése 106
3.12.3. Radioaktiv izotópok előállítása atomreaktor segítségével. Atomreaktorok mint
neutronforrások 110
3.13. Gyorsítóberendezések 112
3.13.1. Sztatikus gyorsítók 113
3.13.2. A ciklotron 114
3.13.3. Radioaktív izotópok előállítása gyorsítókkal 116
3.14. Néhány fontosabb radioaktív izotóp előállítása 118
Radioaktív sugárzások és a sugárzások kölcsönhatása az anyaggal 121
4.1. Általános vonatkozások 121
4.2. Az alfa-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 125
4.3. A béta-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 129
4.3.1. A sugárgyengülés függése az abszorbens rétegvastagságától 131
4.3.2. A tömegabszorpciós együttható függése az abszorbens anyagi minőségétől és a sugárzás maximális energiájától 134
4.3.3. A béta-sugárzás abszorpciós görbéje 133
4.3.4. A béta-sugárzás önabszorpciója 137
4.3.5. Béta-sugarak szóródása, visszaszóródása 141
4.4. A gamma-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 146
4.4.1. Compton szórás 148
4.4.2. Fotóeffektus (1.a) 152
4.4.3. Párképzés (3a) 154
4.4.4. A gamma-sugárzás gyengülése és abszorpciója 155
4.5. Dózis és dozimetria 161
4.6. A radioaktív sugárzás kémiai hatása (sugárkémia) 165
5. Radioaktív sugárzások detektálása 173
5.1. Sugárzások detektálásának módszerei 174
5.1.1. Gázionizáción alapuló detektorok 174
5.1.1.1. Az ionizációs kamra 175
5.1.1.2. A GM-cső 176
5.1.1.3. Proporcionális számlálók 182
5.1.2. Szcintillációs módszer 183
5.1.3. Egyéb módszerek 198
5.1.3.1. A kristálydetektor 199
5.1.3.2. Magfizikai emulzió 200
5.2. Elektronikus segédberendezések 200
5.2.1. Sugárdetektorok, mint elektromos jelforrások 201
5.2.2. Erősítők 203
5.2.2.1. Impulzus erősítők. Linearitás 203
5.2.2.2. Egyenáramú erősítők 205
5.2.3. Amplitudó-diszkriminátorok 206
5.2.4. Impulzus számlálók (Scalerek) 207
5.2.5. Beütésszám-szintmérők (Ratemeterek) 210
5.2.6. Koincidencia-antikoincidencia berendezések 211
5.2.7. Tápegységek 213
5.2.8. Nukleáris mérések gyakorlata 214
5.3. Dózis mérő berendezések 216
5.3.1. Ionizációs kamra 216
5.3.2. Filmdóziméter 217
5.3.3. Kémiai dóziméterek 219
5.3.4. Kaloriméter 220
5.3.5. Dózisteljesítményt mérő eszközök (szintmérők) 221
5.4. Radioizotópok méréstechnikája 222
5.4.1. A radioaktív bomlás statisztikus jellege. A mérések pontossága 223
5.4.1.1. A bomlás statisztikus jellege okozta szórás. A binomiális eloszlás alkalmazása a radioaktív bomlásra 225
5.4.1.2. Az impulzus (részecske) számlálás szórása 229
5.4.1.3. A háttér okozta hiba figyelembevétele 230
5.4.1.1.4. A mérőeszköz "jósága" 233
5.4.2. A feloldási idő okozta hiba figyelembevétele 234
5.4.3. Az egyes sugárzások detektálása 235
5.4.3.1. Az alfa-sugárzás detektálása 235
5.4.3.2. A béta-sugárzás detektálása 235
5.4.3.3. A gamma-sugárzás mérése 239
5.3.4. Neutron detektálás 245
6. A sugárzás elleni védekezés 249
6.1. Biológiai károsodás 250
6.1.1. Sugárártalmak a sejtben és a szervezetben 251
6.1.2. Genetikai károsodás 252
6.2. A természetes (háttér-) sugárzás és mesterséges sugárzások dózisa 253
6.3. Munkavédelem 254
6.3.1. Megengedhető dózisszintek 254
6.3.2. Inkorporálható mennyiségek 255
6.3.3. Külső sugárforrások elleni védekezés 258
6.3.4. Munkavédelmi előírások és szabályok 263
7. Radioizotópok alkalmazása 267
7.1. Radioindikáció 267
7.1.1. Alapelvek 267
7.1.2. Izotópok kicserélődése 270
7.1.3. Izotóp hígítás 273
7.1.4. Radioaktív izotópok 279
7.2. Radioizotópok, mint sugárforrások 285
7.2.1. Abszorpciós módszerek 285
7.2.1.1. Vastagságmérés 285
7.2.1.2. Sűrűségmérés 288
7.2.1.3. Szintmérés 288
7.2.1.4. Szintjelzés 289
7.2.1.5. Defektoszkópia 291
7.2.2. Jeltovábbítás zárt falon át 291
7.2.2.1. Szintmérés 292
7.2.2.2. Áramlási sebesség mérése 292
7.2.3. Visszaszóráson alapuló mérőmódszerek 293
7.2.4. Szelektív abszorpción alapuló módszerek 294
7.2.5. Sterilizálás 294
7.2.6. Radioizotópos szabályozás 295
7.3. Az aktivitás gyengülésének hatása 295
Radioaktív izotópok. Táblázat 297

Témakörök