Atomun yapısı

Atomun yapısı

• Atomun yapısı

• Temel terimler

• Radyasyon türleri

• Radyasyonun madde ile etkileşimi

Atom, bir elementin bütün kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimidir. Dairesel yörüngeler üzerinde dolaşan negatif yüklü elektronlarla, pozitif yüklü çekirdekten oluşmaktadır

• Atom, bir elementin bütün kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimidir. Dairesel yörüngeler üzerinde dolaşan negatif yüklü elektronlarla, pozitif yüklü çekirdekten oluşmaktadır

• Çekirdek, pozitif yüklü protonlarla, nötr olan nötronlardan oluşur. İkisinin toplamı atomun kütle numarasını verir. Proton sayısı atom numarasını (Z) verir. Çekirdeğin çevresinde proton sayısı kadar elektron bulunur

Atomun yapısı

• Atomun yapısı

• Temel terimler

• Radyasyon türleri

• Radyasyonun atomla etkileşimi

• Tedavide kullanılan teknik malzemeler

Radyoaktivite:

• Radyoaktivite:

• Maddenin herhangi bir dış etki altında kalmaksızın kendiliğinden yüksek enerjili ışınlar yaymasıdır.
• ilk olarak Fransız Fizikçi Henry Becquerel tarafından 1896 yılında saptanmış, çok geçmeden Pierre ve Marie Curie Polanyum ve Radyum’u keşfetmiştir. Daha sonra sayıları artan bu elementlere radyoaktif madde denmiş.
• Tüm radyoaktif elementler Uranyum, Thorium, Aktinium ve Neptunium’dan oluşmaktadır. Tüm bu elementler peryodik cetvelin atom numarası Z=81-95 arasında yer alırlar.

Radyoaktif bozunma:

• Radyoaktif bozunma:

• Bir çekirdek kendiliğinden radyoaktif olarak bozunarak
• alfa parçacığı (2He4),
• beta parçacığı (bir elektron) veya
• gamma ışını (bir foton) yayınlayarak uyarılmış bir enerji düzeyinden kurtularak daha kararlı duruma geçerler, böylece yeni çekirdeklerin oluşmasına yol açarlar

Radyasyon

• Radyasyon

• Yüksek hızda parçacık ve elektromanyetik dalgayı taşıyan enerjidir.
• Bizler hayatımızın her evresinde elektromanyetik dalgalara maruz kalmaktayız. Bunlar; ışık, radyo televizyon dalgaları, ultraviole ve mikrodalgalardır.
• Bu elektromanyetik dalgalar atomdan elektron koparmaya yetecek enerjiye sahip olmadıklarından atomda iyonizasyona neden olamazlar.

İyonizan radyasyon: enerjisi yeterli olan radyasyondur. Böylece atomdan elektron koparabilir ve atomu yükleyebilir.

• İyonizan radyasyon: enerjisi yeterli olan radyasyondur. Böylece atomdan elektron koparabilir ve atomu yükleyebilir.

• (Ör: gamma ışınları, x ışınları)

• Non-iyonizan radyasyon: enerji yeterli olmadığından atomdan elektron koparamaz ve iyonizasyona neden olamaz

• (Ör: mikrodalga, görünen ışık)

Doz: genel bir terimdir. Bazı maddelerin belirli bir birimde toplanan iyonizan radyasyonun enerji miktarının ölçümüdür. Absorbe dozun birimi Gray’dir (Gy).

• Doz: genel bir terimdir. Bazı maddelerin belirli bir birimde toplanan iyonizan radyasyonun enerji miktarının ölçümüdür. Absorbe dozun birimi Gray’dir (Gy).

• Gray: bir gray, maddenin 1 kg’da 1 joul’lük enerji bırakan radyasyon miktarıdır.

• Röntgen: havadaki x ışını ve gamma ışınının miktarını açıklamak için kullanılır. Bir röntgen kuru havanın 1 kilogramında 2.58x10-4 coulombs birikmeye eşdeğerdir.

Atomun yapısı

• Atomun yapısı

• Temel terimler

• Radyasyon türleri

• Radyasyonun atomla etkileşimi

• Tedavide kullanılan teknik malzemeler

Elektromanyetik Radyasyonlar

• Elektromanyetik Radyasyonlar

• 1) X ışınları

• 2) Gama ışınları

• Partiküler (Parçacık) Radyasyonlar

• 1) Elektronlar

• 2) Protonlar

• 3) Alfa partikülleri

• 4) Nötronlar

• 5) Ağır yüklü iyonlar

• (Karbon, Neon, Argon, Demir)

Elektromanyetik radyasyonlar

• Elektromanyetik radyasyonlar

• Elektromanyetik radyasyon birbirine dik yönde hareket eden elektrik (E) alan ve manyetik (H) alan bileşenlerinden oluşmaktadır.

• Enerjinin etkinliği frekans ile doğru, dalga boyu ile ters orantılıdır.

• X ve gama (Y) ışınları özelikleri açısından benzerdir ancak meydana geliş şekilleri farklıdır.

Radyasyon türleri

• Radyasyon türleri

X ışınları:

• X ışınları:

• Alman Fizikçi Wilhelm Röntgen tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir.

• X ışınlarının elde edilmesinde sıcak katotlu röntgen tüpleri kullanılır. Basıncı düşürülmüş bu tüplerin içine katot ve erime sıcaklığı yüksek bir anot yerleştirilir. Yüksek gerilim verildiğinde katodu terk eden hızlı elektronlar anota çarparak x ışınlarını oluşturur.

• Dalga boyları küçük girginlik derecesi fazla olan x ışınları sert, dalga boyu büyük girginlik derecesi az olan x ışınları yumuşak ışın kabul edilir

• Düşük enerjili x ışınları (50-500 KV); röntgen cihazlarında elde edilir daha çok teşhiste kullanılır

• Yüksek enerjili x ışınları (4-25 MV); linear hızlandırıcılardan elde edilir ve tümör tedavisinde kullanılır.

Gamma ışınları (Y):

• Gamma ışınları (Y):

• Radyoaktif bir çekirdeğin kararlı hale geçmesi için parçalanması sırasında açığa çıkan fazla enerjinin çekirdekten dışarı atılması sonucunda oluşur (Cobalt 60)

Co-60 Bozulma Şeması:

• Co-60 Bozulma Şeması:

• 27 CO-60

Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Alfa parçacıkları: atomun çekirdeğinden salınır. Uranyum, radyum, toryum gibi elementlerin parçalanması ile çekirdek tarafından dışarı atılan 2 proton 2 nötrondan oluşan bir helyum çekirdeğidir.

• Beta partikül: atomun çekirdeğinden salınan elektrona eşdeğer yüksek hızlı bir partiküldür.

Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Elektronlar: Küçük, negatif yüklü parçacıkladır

• Lineer hızlandırıcılar ve betatronlarda hızlandırılarak kullanılırlar.

• Protonlar: Elektronlardan 2000 kat daha fazla kütleye sahip (+) yüklü parçacıklardır.

• Kütleleri nedeni ile hızlandırılmaları için oldukça karmaşık makineler gerekir (siklotron). Tedavide kullanılmaları pahalı ve komplekstir.

Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Nötronlar: Kütleleri proton ile benzer. Yüksüz parçacıklardır

• Ağır radyoaktif atom çekirdeklerinin fizyonu sırasında yayımlanırlar

• Nükleer reaktörlerde üretilirler

• Uzaydaki radyasyonun ana komponentidir

Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Partiküler radyasyonlar (parçacık)

• Ağır yüklü parçacıklar: Karbon, neon, argon gibi elementlerin çekirdekleridir

• Tedavi amaçlı kullanılmaları için binlerce milyon volt seviyesinde hızlandırılmaları gerekir

• Oldukça gelişmiş özel birkaç merkezde kullanılmakta

• Uzay yolculuklarında astronotların maruz kaldığı radyasyon

Atomun yapısı

• Atomun yapısı

• Temel terimler

• Radyasyon türleri

• Radyasyonun atomla etkileşimi

• Tedavide kullanılan teknik malzemeler

Fotonlar elektromanyetik kuvvet taşıyıcılarıdır ve madde ile iyonlaşmayla ve ortama enerji depolamayla etkileşme yaparlar

• Fotonlar elektromanyetik kuvvet taşıyıcılarıdır ve madde ile iyonlaşmayla ve ortama enerji depolamayla etkileşme yaparlar

• Gama ışınları atomun elektronları ile etkileşmelerinde enerjisinin büyük bir kısmını hatta tamamını bir tek olayda kaybedebilir

Fotoelektrik olay: Foton atomun en iç yörüngesindeki sıkı bağlı orbital è ile etkileşir.

• Fotoelektrik olay: Foton atomun en iç yörüngesindeki sıkı bağlı orbital è ile etkileşir.

• Gelen foton enerjisinin tümünü elektrona aktarır ve è’u bağlanma enerjisinden daha düşük bir enerji ile atomdan koparır.

• Oluşan boşluk üst orbitallerdeki veya ortamdaki serbest è tarafından doldurulur. Bu sırada elektronların enerji seviyesindeki değişiklik x-ışını olarak yayımlanır (Karakteristik x-ışınları).

Compton saçılması: foton enerjisi geçtiği ortamdaki atomun en dış yörüngesindeki zayıf bağlı elektronla etkileşir elektronu yerinden kopararak radyoaktif enerji oluşturur

• Compton saçılması: foton enerjisi geçtiği ortamdaki atomun en dış yörüngesindeki zayıf bağlı elektronla etkileşir elektronu yerinden kopararak radyoaktif enerji oluşturur