Учебно-методический комплекс по дисциплине «Радиационная безопасность товаров», составлен в соответствии с примерной образовательной программой по специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»

Скачать 343.87 Kb.

Название	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Радиационная безопасность товаров», составлен в соответствии с примерной образовательной программой по специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»
страница	5/6
Дата публикации	13.07.2013
Размер	343.87 Kb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Право > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6

7. Темы рефератов

1.Рентгеновское излучение.
2.Радиоактивность.
3.Закон радиоактивного распада.
4.Дозиметрические единицы измерения.
5.Оссновные методы измерения ионизирующих излучений.
6.Принцип работы счетчика Гейгера и ионизационной камеры.
7.Поражающее действие излучений на молекулярном, клеточном и организменном уровнях.
8.Действие излучений на организм человека.
9.Острая лучевая болезнь.
10.Допустимые нормы общего облучения человека.
11.Допустимые нормы содержания радионуклидов в основных кормах, в сельскохозяйственном сырье, в основных продуктах питания.
12.Допустимые нормы содержания радионуклидов в изделиях бытового и хозяйственного назначения.
13.Защита от ионизирующих излучений: физическая, химическая, биологическая.
14.Пути поступления радионуклидов в организм человека.
15.мероприятия по уменьшению содержания радионуклидов в продуктах растениеводства и животноводства.
16.Ускоренное выведение радионуклидов из организма.

8. Темы контрольных работ
8.1. Темы контрольных работ для студентов очной формы обучения (определяет преподаватель)

Виды ионизирующих излучений и их характеристики.
Основные методы регистрации и измерения ионизирующих излучений. Дозиметрические единицы.
Биологическое действие излучений на организм человека.
Защита от ионизирующих излучений – физическая, химическая, биологическая.
Допустимые нормы содержащие радионуклидов в основных кормах, в сельскохозяйственном сырье, в основных продуктах питания, в изделиях бытового и хозяйственного назначения.

8.2. Темы контрольных работ для студентов

заочного отделения
Ниже приводится таблица (к) десяти вариантов контрольной работы

«Таблица вариантов к контрольной работе (к)»

Вариант
	1	2	3	4
1	101	111	121	131
2	102	112	122	132
3	103	113	123	133
4	104	114	124	134
5	105	115	125	135
6	106	116	126	136
7	107	117	127	137
8	108	118	128	138
9	109	119	129	139
0	110	120	130	140

В столбце «вариант» указан номер варианта контрольной работы, который равен последней цифре номера зачетной книжки.

В следующих четырех столбцах указаны номера заданий:

101-110- закон радиоактивного распада

111-120 - ядерные реакции

121-130 –типы ионизирующих излучений

131-140- методы регистрации ионизирующих излучений
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ И РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Условия всех задач переписываются полностью, без сокращений.
Все значения величин, заданных в условиях и привлекаемых из справочных таблиц, записываются для наглядности сокращенно(столбиком) в тех единицах, которые заданы, и в единицах той системы, в которой выполняются решения.
Необходимо указать законы, которые должны быть использованы, и аргументировать возможность их применения для решения данной задачи.
Вывод формул и решения задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.
Использованные в формулах буквенные обозначения должны быть согласованы с обозначениями, приведенными в условии задачи. Дополнительные буквенные обозначения следует сопровождать соответствующими объяснениями.
Каждая последующая задача в контрольной работе должна начинаться с новой страницы.
В конце контрольной работы необходимо указать учебные пособия, учебники, использованные при ее выполнении, а также дату сдачи работы и поставить свою подпись.
Если контрольная работа не допущена к зачету, то все необходимые дополнения и исправления представляют вместе с незачтенной работой. Исправления в тексте незачтенной работы не допускаются.
Допущенные к зачету контрольные работы с внесенными уточнениями предъявляются преподавателю на зачете. Студент должен быть готов дать во время зачета пояснения по решению всех выполненных им задач.

Примеры решения задач.

Для решения первой группы задач 101 – 110 необходимо знать, прежде всего, закон радиоактивного распада, а также такие понятия, как постоянная радиоактивного распада, «период полураспада» радиоактивных веществ и «активность» радиоактивных изотопов.
Закон радиоактивного распада имеет вид:

N = N₀e^-λ^t ,

где N₀ – число радиоактивных атомов в начальный момент времени (t = 0); λ – постоянная радиоактивная распада.

Постоянная распада имеет смысл вероятности распада отдельного атома в единицу времени, а обратная ее величина 1/λ = τ определяет среднее время жизни отдельного радиоактивного атома.

Период полураспада T (время, в течение которого распадается половина начального числа атомов) связан с постоянной распада соотношением:

λ = ln2 / T (ln2 = 0,693).
Активностью α радиоактивного изотопа называется произведение числа радиоактивных атомов на постоянную распада:

α = λN.

Активность определяет число распадов в единицу времени и уменьшается со временем по закону радиоактивного распада.

Единицами активности является:

в системе СИ – 1 Беккерель = 1 распад / сек.

Внесистемная единица 1 Кюри = 3,7 ∙ 10¹⁰ Беккерелей характеризует активность 1г радия.

Вес (в граммах) любого радиоактивного изотопа, активности которого a (в Кюри) можно рассчитать на основании соотношения

m = 2,8 ∙ 10^-6ATa, T (годы) – период полураспада и A – атомный вес изотопа.

Активность a (в Кюри) 1грамма любого радиоактивного изотопа может быть найдена из соотношения:
а=3,57 ∙_10⁵

АТ

где Т берется в годах..
Пример №1. (пример решения задач первой группы 101-110)

За какое время распадается 20% атомов радиоактивного изотопа, если его период полураспада равен 4 суткам?

Решение. Из закона радиоактивного распада: N = N₀e^-λ^t определим время распада t, для чего сделаем следующие простые преобразования

N / N₀ = e^-^λt → N₀ / N ∙ e^λt → ln (N₀/ N) = λt → t= =ln (N₀ / N) / λ.
С учетом связи между постоянной распада λ и периодом полураспада T : λ = ln2 / T, находим t = T ∙ ln (N₀ / N) ln2.

По условию за искомое время распадается на 20% от начального числа атомов. Следовательно, N = 0,8N₀ и N₀/N = 1,25.

Представляя численные значения в формулу для t, получим:

t= 4 ∙ ln1,25 / ln2 = 4 ∙ 0,223 / 0,693 = 1,29 суток = 30 ч 55 мин.

Решение задач (111-120)
Для решения заданий 111-120 необходимо как минимум знать, во-первых, смысл и значение индексов, стоящих около символов ядер различных химических элементов _zX^A (например, ₆C¹⁴ или ₁₂Mg²⁴ и т.д.), во-вторых, знать, что такое «дефект масс» в атомных ядрах и, наконец, в-третьих, что такое и как вычисляется «энергия связи» в атомных ядрах.

Ниже дается пояснение этих понятий.

Цифры около символов химических элементов ( _zX^A ) (например, ₆С¹⁴ или ₁₂Mg²⁴ означают следующее : нижняя цифра (помимо порядкового номера элемента в таблице Менделеева) означает количество протонов в соответствующих ядрах – ( ₆C и ₁₂Mg ) – означает соответственно 6 или 12 протонов; верхняя цифра C¹⁴ или Mg²⁴ означает суммарное количество протонов и нейтронов в этих ядрах ( 14 – для C¹⁴ и 24 – для Mg²⁴), т.е массовое число.

Энергия связи любого изотопа ∆W = c²∆m, (закон Эйнштейна) где c – скорость света в вакууме; ∆m – дефект массы, определяемой разностью между суммарной массой частиц, составляющих ядро, и массой самого ядра, т.е.

∆m = [Zm_p + (A – Z)m_n] – m_я ,

где m_p – масса протона; m_n – масса нейтрона, m_я – масса ядра.

Изменение энергии при ядерных реакциях определяется соотношением:

∆W = c²(∑m₁ - ∑m₂),

где ∑m₁ – сумма масс частиц до реакции и ∑m₂– сумма масс частиц после реакции. Если ∑m₁>∑m₂, то реакция идет с выделением энергии. При ∑m₁<∑m₂энергия поглощается.

В ядерной физике в качестве единицы массы применяется атомная единица массы (а.е.м.); 1 а.е.м. = 1,66 ∙ 10^-27кг; 1 а.е.м. эквивалентна энергии равной 931 МЭВ (в соответствии соотношением Эйнштейна E=mc²).

Пример №2.

При бомбардировке альфа – частицей ядер изотопа бора – ₅В¹¹ образуется нейтрон. Написать уравнение соответствующей ядерной реакции. Какой изотоп образуется в результате этой реакции.

Решение. Зарядовое Z и массовое A числа альфа – частицы (изотопа гелия - ₂He⁴) изотопа бора -₅В¹¹и нейтрона соответственно равны: Z =2; Z=5;Z=0; и A = 4; А=11; А=1.

С учетом обозначения химических элементов можно написать:

₅B¹¹ + ₂He⁴→_ZX^A + ₀n¹,

где _ZX^A – изотоп неизвестного элемента.

Так как суммарные зарядовые и массовые числа в отдельности до и после ядерной реакции остаются неизменными, то согласно законам сохранения электрического заряда и массового числа для неизвестного изотопа _ZX^Aпосле несложного подсчета получаем Z = 5+2=7 и А =11+4-1= 14, что соответствует изотопу азота – 14.

В результате этой реакции образуется изотоп азот-14.

Пример №3.

С изотопами плутония ₉₄Pu²³⁹ происходит альфа-распад:

₉₄Pu²³⁹ → ₉₂U²³⁵ + ₂He⁴

При данном распаде освобождается энергия, большая часть которой составляет кинетическую энергию альфа-частиц. Часть этой энергии остается у ядер урана, которые отдают ее, испуская гамма-излучение. Определите скорость, с которой вылетает альфа-частицы при распаде ₉₄Pu²³⁹, если считать, что гамма-излучение уносит 0,09 МэВ энергии. Массы изотопов, участвующих в реакции:

m_Pu = 239,05122 а.е.м., m_U = 235,0299 а.е.м., m_He = 4,00260 а.е.м.

Решение. Изменение массы при распаде изотопа плутония

∆m = m_Pu – (m_U + m_He).

После подстановки численных значений получим:

∆m = 0,00563 а.е.м.

Освобождающаяся энергия ∆E = c²∆m

После перехода к единицам энергии – МэВ, имеем:

∆E = 0,00563 а.е.м. ∙ 931 Мэв/а.е.м. ≈5,24 Мэв

К альфа-частицам переходит часть энергии:

E_He = 5,24 МэВ – 0,09 Мэв = 5,15 Мэв = 5,12 ∙ 1,6 ∙ 10^-13 Дж,

где – (1 МэВ = 1,6 ∙ 10^-13 Дж)

Из формулы кинетической энергии:

m_He ν² / 2 = E_He

находим скорость ν альфа-частиц, принимая во внимание, что масса α-частиц в системе СИ равна 4,026(а.е.м.)=1,66 ∙ 10^-27=6,64 ∙ 10^-27кг, а энергия E_He =8,19 ∙ 10^-13 джоулей. Окончательно V=1.1 ∙ 10⁷ м/с.

Пример №4.

В результате соударения α – частицы с ядром атома бора ₅B¹⁰ образовались два новых ядра. Одним из этих ядер стало ядро атома водорода ₁H¹.

Определите порядковый номер и массовое число второго ядра. Дать символическую запись ядерной реакции и определить ее энергетический эффект.

Решение. Обозначим неизвестное ядро символом _ZX^A. Так как α – частица представляет собой ядро гелия ₂He⁴, запись реакции имеет вид

₂He⁴ + ₅B¹⁰ → ₁H¹ + _ZX^A

Применив закон сохранения числа нуклонов, получим уравнение 4 + 10 = 1 + A, откуда А = 13. Применив закон сохранения заряда, получим уравнение 2 + 5 = 1 + Z, откуда Z = 6. Следовательно, неизвестное ядро является ядром атома изотопа углерода ₆C¹³. Окончательно записываем реакцию:

₂He⁴ + ₅B¹⁰ → ₁H¹ + ₆C¹³

В таблицах обычно указываются массы элементов в атомных единицах массы, а энергия в ядерной физике определяется в мегаэлектронвольтах (МэВ = 10⁶эВ = 1,6 ∙ 10^-13Дж).

В этих единицах c² = 9 ∙ 10¹⁶м²/с² = 931 МэВ/а.е.м.

Тогда, энергетический эффект Q ядерной реакции, выражаемый в мегаэлектронвольтах, определяется по формуле

Q = [(m_Не+ m_B) – (m_p+ m_c)] ∙ 931 МЭВ.

В соответствии с таблицей на стр. 10 массы участвующих в реакции изотопов следующие: m_Не= 4,00260 а.е.м., m_B= 10,01294 а.е.м., m_p= 1,00783 а.е.м., m_c=13,00335 а.е.м.

Подставляя указанные значения масс изотопов в соотношение для определения энергетического эффекта реакции получим: Q = [(4.00260+10.01294)-(1.00783+13.00335)] ∙ 931= +4.06 МЭВ.

Знак + означает, что энергия выделяется.

Задания для очной и заочной форм обучения.

Закон радиоактивного распада (задания 101-110)

Найти постоянную распада радона, если известно, что число атомов радона уменьшается за 1 сутки на 18,2%.

Определить число N атомов радиоактивного препарата йода ₅₃I¹³¹массой m=0.5мкг,распавшихся в течение времени: 1) t₁ = 1мин; 2) t₂ = 7сут.

Определить активность А радиоактивного стронция ₃₈Sr⁹⁸, препарата массой m = 0.1 мкг.

Найти период полураспада Т_1/2радиоактивного изотопа, если его активность за время t = 10 сут. уменьшилась на 24%, по сравнению с первоначальной.

Определить , какая доля радиоактивного изотопа актиния ₈₉Ac²²⁵ распадается в течение времени t = 6 сут.

Активность А некоторого изотопа за время t = 10 сут уменьшилась на 20%. Определить период полураспада T_1/2этого изотопа.

Определить массу m изотопа йода ₅₃I¹³¹, имеющего активность А = 37 ГБк.

Во сколько раз уменьшится активность изотопа фосфора ₁₅P³² через время t = 20 сут.?

За какое время распадается 20% атомов радиоактивного изотопа, если его период полураспада равен 4 суткам?

Определить, какая доля радиоактивного изотопа углерода ₆C¹⁴ распадается за 2000 лет.

II. Ядерные реакции (задания 111-120)

Определите число протонов и нейтронов, входящих в состав двух изотопов углерода: 1) ₆C¹⁴ , 2) ₆C¹⁵ и двух изотопов магния: 3) ₁₂Mg²⁴ и 4) ₁₂Mg²⁵.

Вычислить энергию связи E_св ядра дейтерия ₁H² и трития ₁H³.

Вычислить энергетический эффект Q реакции ₄Be⁹ + ₂He⁴ → ₆C¹² + ₀n¹.

Вычислить энергетический эффект реакции ₃Li⁶ + ₁H¹ → ₂He³ + ₂He⁴.

Определите энергию связи ядра атома гелия ₂He⁴, если масса изотопа ₂He⁴ равна 4,00388 а.е.м., масса протона m_p= 1,00814 а.е.м., масса нейтрона m_n= =1,00899 а.е.м.

Определите энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома бериллия ₄Be⁹, если масса изотопа бериллия ₄Be⁹ равна 9,01505 а.е.м.

Найти энергию, освобождающуюся при ядерной реакции: ₃Li⁷ + ₁H¹ → ₂He⁴ + ₂He⁴, если масса изотопа лития ₃Li⁷ равна 7,01823 а.е.м.

Определите энергию, выделяющуюся при термоядерной реакции: ₁H² + ₂He³ → ₁H¹ + ₂He⁴, если масса изотопа гелия ₂He³ равна 3,01699 а.е.м.

Дописать ядерную реакцию и определить порядковый номер и массовое число второго ядра. Дать символическую запись ядерной реакции и определить ее энергетический эффект. ₈₈Ra²²⁶ → ? + ₂He⁴.

Дописать ядерную реакцию и определить порядковый номер и массовое число второго ядра. Дать символическую запись ядерной реакции и определить ее энергетический эффект. ₉₀Th²³⁰ → ₈₃Ra²²⁶ + ?

III. Различные типы излучений (задания 121-130)

Рентгеновское излучение.

Естественная радиоактивность

Искусственная радиоактивность.

Процессы деления атомных ядер.

Космические лучи.

α – излучение.

β – излучение.

γ – излучение.

Нейтронное излучение.

Взаимодействие γ – излучения с веществом.

IV. Методы регистрации излучений (задания 131-140)

Методы регистрации космических лучей.

Методы регистрации рентгеновского излучения.

Методы регистрации α – излучения.

Методы регистрации β – излучения.

Методы регистрации γ – излучения.

Методы регистрации нейтронов.

Химические методы регистрации излучений.

Фотолюминесцентные методы регистрации излучений.

Регистрация излучений с помощью газоразрядных счетчиков.

Регистрация излучений с помощью сцинтилляционных детекторов.

Основные физические постоянные.

Физическая постоянная	Обозначение	Числовое значение
элементарный заряд	e	1,6 ∙ 10^-19 Кл
гравитационная постоянная	G	6,67 ∙ 10^-11 м³/кг ∙ с²
постоянная Планка	h	6,63 ∙ 10^-34 Дж ∙ с
скорость света в вакууме	c	3 ∙ 10⁸ м/с
масса электрона	m_e	9,1 ∙ 10^-31 кг
1 атомная единица	масса (а.е.м.)	равна 1,66 ∙ 10^-27 кг
масса протона	m_p	1,00763 а.е.м.
масса нейтрона	m_H	1,00867 а.е.м.
масса дейтерия	m(₁H²)	2,01410 а.е.м.
масса трития	m(₁H³)	3,016265 а.е.м.
масса гелия	m(₂He³)	3,01699 а.е.м.
масса гелия	m(₂He⁴)	4,00388 а.е.м.
масса лития	m(₃Li⁶)	6,01512 а.е.м.
масса лития	m(₃Li⁷)	7,01823 а.е.м.
масса бериллия	m(₄Be⁹)	9,01505 а.е.м.
масса бора	m(₅B¹⁰)	10,01294 а.е.м.
масса углерода	m(₆C¹²)	12,0000 а.е.м.
масса радия	m(₈₃Ra²²⁶)	226,02540 а.е.м.
Масса тория	m(₉₀Th²³⁰)	230,03313 а.е.м.

1 2 3 4 5 6

	Учебно-методический комплекс Для специальностей: 080301 «Коммерция... Учебно-методический комплекс «Финансы, денежное обращение и кредит» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...		Учебно-методический комплекс Для специальности: 080401 Товароведение... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Коммерческая деятельность» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...
	Учебной дисциплины «Товароведение и экспертиза в таможенном деле... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Товароведение и экспертиза в таможенном деле» составлен в соответствии с требованиями...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Товароведение и экспертиза ювелирных товаров» «Товароведение и экспертиза товаров» (в сфере производства и обращения непродовольственных товаров и сырья) в соответствии с требованиями...
	Учебно-методический комплекс Для специальностей: 080109 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» «История российского предпринимательства» составлен в соответствии с примерной программой по дисциплине по специальностям 080109...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Товароведение и экспертиза хозяйственных товаров» «Товароведение и экспертиза товаров» (в области таможенной деятельности) в соответствии с требованиями гос впо по данной специальности...
	Учебно-методический комплекс дисциплины ««Товароведение и экспертиза строительных материалов» «Товароведение и экспертиза товаров» (в сфере производства и обращения непродовольственных товаров и сырья) в соответствии с требованиями...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Биотехнология пищевых продуктов» Специальность 080401. 65 «Товароведение и экспертиза товаров» (в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных...
	Руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине «Экспертиза товаров и услуг» Программа рассчитана для студентов специальности 080401. 65 «Товароведение и экспертиза товаров (по областям применения)» всех форм...		Рабочая программа по дисциплине дс 01. 01. 06. «Товароведение и экспертиза... Рабочая программа утверждена на заседании кафедры товароведения и экспертизы товаров
	Рабочая программа по дисциплине дс. 02. 04 «Товароведение и экспертиза... Рабочая программа утверждена на заседании кафедры товароведения и экспертизы товаров		Рабочая программа учебной дисциплины товароведение и экспертиза плодоовощных... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Рабочая программа учебной дисциплины товароведение и экспертиза молочных... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Учебно-методический комплекс Для специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров» Баскаков Владимир Анатольевич, старший преподаватель кафедры Маркетинга и Рекламы
	Товароведение это … (Препринт, апрель 2011 г.) Учебно-методический комплекс по дисциплине «Товароведение и экспертиза в таможенном деле» составлен в соответствии с требованиями...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Оборудование предприятий» Специальность 080401. 65 «Товароведение и экспертиза товаров» (по областям применения)

7. Темы рефератов

Похожие: