Презентация на тему " Применение ядерной энергии "

Проект по физике на тему: «Применение ядерной энергии» Подготовила : Ученица 11класса Попович Е. Проверила: Рязанцева В.А. 2011 год

Ядерная энергия (атомная энергия) — это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при  ядерных реакциях. Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер урана-235  или плутония. Ядра делятся при попадании в них  нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.

Впервые на уран как новый источник энергии обратил внимание академик В. И. Вернадский в 1914 г. «...источник огромной энергии в миллион раз превышает все источники сил, какие рисовались человеческому воображению. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение?».

ЯЯдерное оруЯжие (или аЯтомное оруЯжие) — это совокупность ядерных  боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления; относится к  оружию массового поражения наряду с  биологическим и химическим оружием. Ядерный боеприпас — оружие взрывного действия, основанное на использовании  ядерной энергии, высвобождающейся при цепной ядерной реакции  деления тяжёлых ядер или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер. При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются: ударная волна световое излучение проникающая радиация радиоактивное заражение электромагнитный импульс (ЭМИ) рентгеновское излучение

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений. Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.

Ядерная энергетика (Атомная энергетика) — это отрасль  энергетики, занимающаяся производством электрической  и тепловой энергии путём преобразования  ядерной энергии. Ядерная энергия производится в  атомных электрических станциях, используется на  атомных ледоколах,  атомных подводных лодках; США  осуществляют  программу по созданию ядерного д вигателя для космических корабле й  (СССР на момент своего распада уже имел рабочий образец, кроме того, предпринимались попытки  создать ядерный двигатель для са молётов

Меченые атомы (изотопные индикаторы) содержат изотопы, которые по своим свойствам ( радиоактивности, атомной массе ) отличаются от других изотопов данного элемента. Их добавляют к химическому соединению или смеси, где находится исследуемый элемент; поведение меченых атомов характеризует поведение элемента в исследуемом процессе. В качестве меченых атомов используют как стабильные (устойчивые) изотопы, так и радиоактивные (неустойчивые) изотопы. Для регистрации радиоактивных меченых атомов применяют счетчики, ионизационные камеры; нерадиоактивные изотопы регистрируют с помощью  масс-спектрографов. Метод меченых атомов применяют в химии, биологии, медицине,  металлургии. Они позволяют проследить круговорот какого- либо элемента в природе, в процессе обмена веществ в организме, в химических реакциях,

ПозитроЯнно-эмиссиоЯнная томограЯфия (позитронная эмиссионная томография, сокращ.ПЭТ), она же двухфотонная эмиссионная томография — радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при  аннигиляции позитронов. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде  радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием. Позитронно-эмиссионная томография — это развивающийся диагностический и исследовательский метод  ядерной медицины. В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон- излучающими радиоизотопами

На сегодняшний день в ПЭТ в основном применяются позитрон- излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы: • углерод-11 (T½= 20,4 мин.) • азот-13 (T½=9,96 мин.) • кислород-15 (T½=2,03 мин.) • фтор-18 (T½=109,8 мин.)

Однофотонная эмиссионная  компьютерная томография — техника ядерной медицинской томографии, использующей рентгеновские лучи. Очень близка к обычной гамма-камере, однако может формировать 3-мерные изображения. Информация как правило представляется в виде поперечных разрезов, но может быть легко перестроена по требованию.

Гамма-камера — основной инструмент современной  радионуклидной диагностики. Гамма-камеры предназначены для визуализации и исследования кинетики радиофармпрепаратов во внутренних органах и физиологических системах организма пациента с целью ранней диагностики онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний человека. Гамма-камеры применяются в лабораториях радиоизотопной диагностики городских клинических больниц, научно- исследовательских медицинских институтов, онкодиспансерах и других медицинских учреждений.

Радиобиология опухолей (радиационная  онкология) — лабораторные и  клинические исследования  биологических процессов в опухолевых тканях; оценка эффективности лечения злокачественных новообразований при помощи  ионизирующих излучений (методами лучевой терапии); одно из направлений радиобиологии и  радиологии.

Протонная терапия является одним из видов корпускулярной терапии ( Particle therapy), которая использует  протоны для облучения больной ткани, причем наиболее часто при терапии канцерогенных заболеваний. Протонная терапия, подобно другим видам радиотерапии воздействует нацеливанием ускоренных ионизирующих частиц (в данном случае, протонов, разогнанных в ускорителе частиц) на облучаемую опухоль. Эти частицы повреждают ДНК клеток, вызывая в конечном случае их гибель. Раковые клетки, из-за высокого темпа их деления и из-за меньшей способности к восстановлению поврежденной ДНК особенно болезненно воспринимают атаку на носителя их наследственности.

Благодаря их относительно огромной массе, протоны испытывают небольшое поперечное рассеяние в ткани, а дисперсия их продольного пробега очень невелика; пучок можно сфокусировать на опухоль, не внося неприемлемых повреждений в окружающие здоровые ткани. Все протоны заданной энергии имеют совершенно определенный пробег; ничтожное их число превышает это расстояние  Более того, практически вся радиационная доза выделяется в ткани на последних миллиметрах пробега частиц; этот максимум называют Брегговским пиком. Местоположение Брегговского пика зависит от энергии, до которой были разогнаны частицы в ускорителе, эта энергия в большинстве случаев должна находиться в диапазоне от 70 до 250 миллионов электронвольт (Мэв). Следовательно, появляется возможность сфокусировать область разрушения клеток протонным пучком в глубине здоровой ткани, окружающей опухоль; ткани, расположенные до Брегговского пика получают некоторую незначительную дозу. Более того, эта доза может быть еще уменьшена за счет прецизионного вращения либо самого пучка вокруг пациента (gantry), либо прецизионного вращения всего тела пациента при

Брахитерапия (контактная лучевая терапия, кюри-терапия (уст.)) — вид радиотерапии, когда источник излучения (Ra-226, Ir-192, I-125,  Cs-137, Co-60) вводится внутрь поражённого органа. Смысл метода заключается в возможности подведения максимальных доз лучевой терапии непосредственно на опухолевый очаг и в зону интереса при минимизации воздействия на критические органы и смежные ткани. Широко используется в лечении опухолей шейки матки, тела матки, влагалища, пищевода, прямой кишки, языка и др.

Внутриполостная брахитерапия используется при локализации опухоли в органах имеющих полостное строение. Радиоактивный источник помещается в специально предназначенный носитель (имплант) и фиксируется в зоне облучения. Эта форма брахитерапии особенно распространена при опухолях матки и влагалища, но, вместе с тем не теряет своей ценности и в случае поражения других полостных органов. Рассматриваемая технология также имеет место в процессе лечения органов, образующих просвет — пищевода, бронхов, желчных протоков и пр. В настоящее время внутриполостная брахитерапия осуществляется с помощью совершеннейших медицинских технологий, что дает возможность грамотно рассчитать необходимую лечебную дозу, необходимую для борьбы с тем или иным видом злокачественного новообразования.

Внутритканевая брахитерапия применяется с целью лечения органов, преимущественно обладающих тканевой структурой. В этом случае радиоактивный микроисточник внедряется в пораженную ткань при помощи микроскопических игл, которые впоследствии удаляются, оставляя «зерна», содержащие радиоизотоп Йод-125. Данный метод успешно используется для лечения онкологических заболеваний молочных желез и простаты, которые при отсутствии своевременной квалифицированной помощи, уносят жизни большого числа мужчин и женщин. Одним из достоинств внутритканевой лучевой терапии является низкая вероятность осложнений, чего нельзя сказать при рассмотрении плюсов и минусов дистанционного облучения.

Сосудистая брахитерапия является эффективным способом лечения рестеноза коронарных сосудов. Для достижения данной цели применяется источник, β- или γ- излучения, который на некоторое время интегрируется в просвет сосуда. Метод сосудистой брахитерапии успешно применяется во всем мире. Однако при этом специалистами отмечается сложность практической реализации такого лечения в связи с необходимостью применения специализированной медицинской аппаратуры и высоких степеней радиационной защиты персонала. В настоящее время активно ведутся научные разработки, направленные на расширение доступности этого эффективного метода воздействия.

Нейтрон-захватная терапия или нейтронозахватная терапия— метод радиотерапии. Метод лечения рака с использованием реакций, возникающих между радиочувствительными  медикаментами и нейтронами. При этом в опухоли предварительно накапливают бор, гадолиний (в эксперименте кадмий), что повышает ее чувствительность к нейтронному излучению. Затем опухоль облучают потоком тепловых нейтронов. В онкологических клиниках уже применяется терапия на основе бора. Остальные варианты находятся в фазе экспериментов. Нейтронозахватная терапия более безопасна чем стандартная рентгенотерапия. Однако этот вид лечения находится в фазе развития и имеет свои ограничения.

Ресурсы: • http://images.yandex.ru • http://ru.wikipedia.org