Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R89DALoxK6XOV1

Ćwiczenie 1

R1FljgQDzTqrJ1

Ćwiczenie 2

Zaznacz, które informacje są prawdziwe, a które fałszywe.

Radiacyjne utrwalanie żywności nie wpływa na smak, wygląd i teksturę pożywienia. {#PRAWDA}/{FAŁSZ}

Żywność utrwalona radiacyjnie staje się promieniotwórcza. {PRAWDA}/{#FAŁSZ}

W procesie radiacyjnego utrwalania żywności naświetlane produkty nie mają bezpośredniego kontaktu z substancjami promieniotwórczymi. {#PRAWDA}/{FAŁSZ}

Radiacyjne naświetlanie żywności sprawia, że jedzenie traci wszystkie swoje wartości odżywcze. {PRAWDA}/{#FAŁSZ}

Jedzenie poddane procesowi radiacyjnego utrwalania żywności powinno być przechowywane i przygotowywane w taki sam sposób jak jedzenie poddane innym procesom utrwalania. {#PRAWDA}/{FAŁSZ}

Ćwiczenie 3

RkMQk4K2G95qB

Promieniotwórcze źródło cezu-137 emituje promieniowanie gamma o energii 662 keV (kiloelektronowoltów), gdzie 1 keV = 10³ eV. Ile wynosi energia kwantów gamma z tego źródła wyrażona w dżulach? Przyjmij, że 1 eV = 1,602 · 10^-19 J. Podaj wynik z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Odpowiedź:
662 keV = ............ · 10^-13 J

$E_{\gamma}$ = 662 keV = 662 · 10Indeks górny 3 eV = 662 · 10Indeks górny 3 · 1,602 · 10Indeks górny -19 J $\approx$ 1,06 · 10Indeks górny -13 J

Ćwiczenie 4

RMTurJwA2nIG6

Aktywność promieniotwórcza jest wielkością fizyczną informującą o liczbie przemian promieniotwórczych zachodzących w próbce w czasie jednej sekundy. Jednostką aktywności jest bekerel, Bq. Aktywność 1 Bq oznacza, że w próbce zachodzi średnio 1 przemiana promieniotwórcza w czasie 1 sekundy.
Kiur o symbolu Ci jest również jednostką aktywności promieniotwórczej, przy czym 1 Ci = 3,7 · 10¹⁰ Bq (jeden gram radu-226 ma w przybliżeniu aktywność 1 Ci). Kiur jest nadal używaną jednostką, chociaż od 1975 roku to bekerel jest jednostką aktywności w układzie SI. Jeden gram kobaltu-60 ma aktywność 42 TBq (terabekereli), gdzie 1 TBq = 10¹² Bq. Wyraź aktywność promieniotwórczą 1 grama kobaltu-60 w kiurach. Wynik podaj w przybliżeniu do jedności.

Odpowiedź:
Aktywność 42 TBq = ............ Ci.

42 · 10Indeks górny 12 Bq = (42 · 10Indeks górny 12)/(3,7 · 10Indeks górny 10) Ci $\approx$ 1135 Ci

Ćwiczenie 5

RThP7ozSSgmq3

Podstawową wielkością fizyczną używaną w radiologii, radiobiologii i ochronie radiacyjnej jest dawka pochłonięta

D

. Wielkość ta jest stosowana do wszystkich rodzajów promieniowania jonizującego. Dawka pochłonięta,

D

, określa ilość energii dostarczonej substancji przez cząstki jonizujące przypadającej na jednostkę masy napromieniowanego materiału w danym miejscu. Jednostką dawki pochłoniętej jest grej o symbolu Gy. Dawka pochłonięta równa 1 grejowi, odpowiada pochłonięciu przez substancję 1 dżula energii promieniowania w przeliczeniu na kilogram substancji, 1 Gy = 1 J/kg.
W przemyśle spożywczym stosuje się dawki nieprzekraczające 10 kGy (1 kGy = 1000 Gy). Dawki są dobierane w zależności od produktów i celu napromieniowywania. Świeży drób jest zazwyczaj napromieniowywany dawką 3 kGy, która skutecznie eliminuje mikroorganizmy, bakterie i wirusy obecne w mięsie. Czas przechowywania mięsa drobiowego w warunkach chłodniczych wynosi około 8-17 dni. Napromieniowywanie drobiu wydłuża czas przechowywania mięsa o dodatkowe 7-14 dni.
Oblicz, o ile stopni Celsjusza wzrośnie temperatura świeżego mięsa drobiowego w wyniku napromieniowania dawką 3 kGy. Przyjmij, że pochłonięta energia promieniowania jest zamieniana na energię cieplną, a mięso drobiowe ma ciepło właściwe równe ciepłu właściwemu wody

c_{w}

= 4200 J/(kg·K). Odpowiedź: W wyniku napromieniowywania temperatura mięsa drobiowego wzrasta o Tu uzupełnij°C.

Podstawową wielkością fizyczną używaną w radiologii, radiobiologii i ochronie radiacyjnej jest dawka pochłonięta $D$ . Wielkość ta jest stosowana do wszystkich rodzajów promieniowania jonizującego. Dawka pochłonięta $D$ określa ilość energii dostarczonej substancji przez cząstki jonizujące, przypadającej na jednostkę masy napromieniowanego materiału w danym miejscu. Jednostką dawki pochłoniętej jest grej o symbolu Gy. Dawka pochłonięta równa 1 grejowi, odpowiada pochłonięciu przez substancję 1 dżula energii promieniowania w przeliczeniu na kilogram substancji, 1 Gy = 1 J/kg.
W przemyśle spożywczym stosuje się dawki nieprzekraczające 10 kGy (1 kGy = 1000 Gy). Dawki są dobierane w zależności od produktów i celu napromieniowywania. Świeży drób jest zazwyczaj napromieniowywany dawką 3 kGy, która skutecznie eliminuje mikroorganizmy, bakterie i wirusy obecne w mięsie. Czas przechowywania mięsa drobiowego w warunkach chłodniczych wynosi około 8-17 dni. Napromieniowywanie drobiu wydłuża czas przechowywania mięsa o dodatkowe 7-14 dni.
Oblicz, o ile stopni Celsjusza wzrośnie temperatura świeżego mięsa drobiowego w wyniku napromieniowania dawką 3 kGy. Przyjmij, że pochłonięta energia promieniowania jest zamieniana na energię cieplną, a mięso drobiowe ma ciepło właściwe równe ciepłu właściwemu wody $c_{w}$ = 4200 J/(kg·K).
Podaj wynik z dokładnością do jednej cyfry znaczącej.

Odpowiedź:
W wyniku napromieniowywania temperatura mięsa drobiowego wzrasta o ............°C.

Ciepło pobrane przy wzroście temperatury o $\Delta T$ wynosi: $Q=mc_{w}\Delta T$ , gdzie $m$ - masa ciała, $c_w$ - ciepło właściwe.

$Q=mc_{w}\Delta T$ $; E = Dm$

$E = Q$ ; $Dm=mc_{w}\Delta T$ ; $D=c_{w}\Delta T$ ; $\Delta T=\frac{D}{c_{w}}$

Zatem:

$\Delta T=\frac{3\hspace{2mm}\textrm{kGy}}{4200\hspace{2mm}\textrm{J}\cdot\textrm{k}\textrm{g}^{-1}\cdot\textrm{K}^{-1}}=\frac{3000\hspace{2mm}\textrm{J}\cdot\textrm{k}\textrm{g}^{-1}}{4200\hspace{2mm}\textrm{J}\cdot\textrm{k}\textrm{g}^{-1}\cdot\textrm{K}^{-1}}\approx0,7\hspace{2mm}\textrm{K}$

$\Delta T$ = 0,7 K = 0,7°C

Ćwiczenie 6

R1daz4WrimYYM

Punktowe źródło promieniotwórcze o intensywności

I_{0}

emitujące promieniowanie gamma o energii 1 MeV zostało umieszczone metr pod powierzchnią wody. Promieniowanie gamma o energii 1 MeV jest zatrzymywane w wodzie, w taki sposób, że intensywność promieniowania I maleje o połowę po przejściu przez warstwę wody o grubości 10 cm,

I (10 c m) = \frac{1}{2} I_{0}

. Jaki procent z wyemitowanych pionowo w górę kwantów gamma dociera do powierzchni zbiornika? Odpowiedź: Do powierzchni zbiornika dociera Tu uzupełnij% z wyemitowanych pionowo w górę kwantów gamma.

Punktowe źródło promieniotwórcze o intensywności $I_{0}$ emitujące promieniowanie gamma o energii 1 MeV zostało umieszczone metr pod powierzchnią wody. Promieniowanie gamma o energii 1 MeV jest zatrzymywane w wodzie w taki sposób, że intensywność promieniowania I maleje o połowę po przejściu przez warstwę wody o grubości 10 cm, $I (10) = \frac{1}{2} I_{0}$ . Jaki procent z wyemitowanych pionowo w górę kwantów gamma dociera do powierzchni zbiornika? Podaj wynik z dokładnością do jednej cyfry znaczącej.

Odpowiedź:
Do powierzchni zbiornika dociera ............% z wyemitowanych pionowo w górę kwantów gamma.

Po przejściu przez warstwę wody o grubości 10 cm intensywność promieniowania spada o połowę $I$ (10 cm) = $I_{0}$ · (1/2).

Po przejściu przez warstwę wody o grubości 20 cm intensywność promieniowania spada do jednej czwartej intensywności początkowej, $I$ (20 cm) = $I$ (10 cm) · (1/2) = $I_{0}$ · (1/2) · (1/2) = $I_{0}$ · (1/2)Indeks górny 2.

Po przejściu 10 warstw wody o grubości 10 cm intensywność wynosi:

$I$ (100 cm) = $I_{0}$ · (1/2)Indeks górny 10 = $I_{0}/1024$ $\approx$ 0,1 % · $I_{0}$

Ćwiczenie 7

Na rysunku przedstawiono jak aktywność źródła kobaltu‑60 $A (t)$ wyrażona w jednostkach aktywności początkowej AIndeks dolny 0 zmienia się w czasie.

RJQYn0JBOKejB

Aktywność źródła kobaltu‑60

A (t)

wyrażona w jednostkach aktywności początkowej

A_{0}

w funkcji czasu.

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Rrd4GG6RcHSPo

Uzupełnij odpowiedź wpisując wynik z dokładnością do pełnych dziesiątek %.

Odpowiedź:
Po 9 latach aktywność źródła kobatu-60 spada o około ............%.

RLTGsFatztJK51

Ćwiczenie 7

Zaznacz odpowiedź poprawną: Aktywność promieniotwórcze, źródła promieniowania wraz z upływem czasu:

nie zmienia się
rośnie liniowo
rośnie wykładniczo
maleje liniowo
maleje wykładniczo

Ćwiczenie 8

R3r7E66YtUfju

Aktywność źródła promieniotwórczego po czasie

t \geq 0

można opisać funkcją:

A (t) = A_{0} {(\frac{1}{2})}^{\frac{t}{T_{1 / 2}}},

gdzie

A_{0}

to początkowa aktywność źródła, a

T_{1 / 2}

to czas połowicznego zaniku, czyli czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w źródle malej o połowę.

Czas połowicznego zaniku kobaltu-60

T_{1 / 2}

= 5,27 lat. Gdy aktywność przemysłowego źródła kobaltu-60 spada poniżej 10% procent swojej początkowej aktywności, źródło jest zazwyczaj wymieniane na nowe.
Oblicz czas, po jakim aktywność źródła kobaltowego spadnie poniżej 10% swojej pierwotnej aktywności. Odpowiedź: Aktywność źródła spadnie poniżej 10% swojej pierwotnej aktywności po Tu uzupełnij roku.

Aktywność źródła promieniotwórczego po czasie $t \geq 0$ można opisać funkcją:

$A (t) = A_{0} {(\frac{1}{2})}^{\frac{t}{T_{1 / 2}}},$

gdzie $A_{0}$ to początkowa aktywność źródła, a $T_{1 / 2}$ to czas połowicznego zaniku, czyli czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w źródle malej o połowę.

Czas połowicznego zaniku kobaltu-60 $T_{1 / 2}$ = 5,27 lat. Gdy aktywność przemysłowego źródła kobaltu-60 spada poniżej 10% procent swojej początkowej aktywności, źródło jest zazwyczaj wymieniane na nowe.
Oblicz czas, po jakim aktywność źródła kobaltowego spadnie poniżej 10% swojej pierwotnej aktywności. Podaj wynik z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Odpowiedź:
Aktywność źródła spadnie poniżej 10% swojej pierwotnej aktywności po ............ roku.

$A(t)=A_{0}\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}},$

$A(t)=0,1A_{0}$

Podstawiając otrzymujemy, że

$0,1=\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}$

Logarytmujemy stronami. Logarytm może być o dowolnej podstawie.

$\textrm{log}\left(0,1\right)=\textrm{log}\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}$

$\textrm{log}\left(0,1\right)=\frac{t}{T_{1/2}}\textrm{log}\left(\frac{1}{2}\right)$

$\frac{\textrm{log}\left(0,1\right)}{\textrm{log}\left(0,5\right)}=\frac{t}{T_{1/2}}$

Korzystamy ze wzoru na iloraz logarytmów o tej samej podstawie:

\frac{\log_{c} b}{\log_{c} a} = \log_{a} b

Iloraz logarytmów można zamienić na jeden logarytm o podstawie $\frac{1}{2}$ .

$\frac{t}{T_{1/2}}=\textrm{log}_{\frac{1}{2}}\left(0,1\right)$

$\frac{t}{T_{1/2}}=3,322$

$t=3,32\cdot T_{1/2}$

$t\approx17,5\hspace{2mm}\textrm{roku}$

Ćwiczenie 9

Punktowe źródło promieniotwórcze o stałej intensywności emituje promieniowanie gamma we wszystkich kierunkach jednakowo. W pewnej odległości od źródła znajduje się jabłko. Jak zmienia się liczba docierających do powierzchni jabłka promieni gamma w jednostce czasu w zależności od odległości jabłka od źródła promieniotwórczego?

Liczba docierających do jabłka promieni gamma w jednostce czasu maleje z kwadratem odległości jabłka od źródła. Zależność jest typu $1/r^{2}$ , gdzie $r$ to odległość od źródła.

Załóżmy, że powierzchnia jabłka „widziana” przez źródło to $S$ i że jabłko znajduje się w odległości $r$ od źródła. Źródło ma stałą intensywność, co oznacza, że emituje stałą liczbę promieni gamma w jednostce czasu. Intensywność źródła oznaczmy przez $I_{0}$ . Promieniowanie jest emitowane we wszystkich kierunkach jednakowo. W odległości $r$ od źródła przez element powierzchni przechodzi w jednostce czasu $I_{0}/S$ promieni gamma, gdzie $S=4\pi r^{2}$ to powierzchnia sfery o promieniu $r$ . Do powierzchni jabłka dociera zatem $\frac{sI_{0}}{4\pi r^{2}}$ promieni gamma w jednostce czasu. Z otrzymanego wzoru widać, że liczba docierających do jabłka promieni gamma w jednostce czasu maleje z kwadratem odległości. Dwukrotne zwiększenie dystansu powoduje czterokrotny spadek dawki zdeponowanej w jabłku.

Film (standardowy)

Dla nauczyciela