Pytania: Fizyka promieniowania jonizującego

82 pytań z kategorii „Fizyka promieniowania jonizującego" na egzamin na operatora akceleratora medycznego (S-A). Przy każdym pytaniu widać poprawną odpowiedź, a jego strona ma też wyjaśnienie „po ludzku" i podstawę, na której opiera się odpowiedź.

1. 1Od czego zależy energia linii promieniowania charakterystycznego w widmie lampy rentgenowskiej?Odpowiedź: Od materiału anody
2. 2Które z wymienionych promieniowań jest promieniowaniem niejonizującym?Odpowiedź: Fale radiowe stosowane w rezonansie magnetycznym
3. 3Cząstka alfa (ładunek +2e) została przyspieszona różnicą potencjałów 2 MV. Jaką energię kinetyczną uzyskała?Odpowiedź: 4 MeV
4. 4Co dzieje się z fotonem w zjawisku fotoelektrycznym?Odpowiedź: Zostaje całkowicie pochłonięty przez elektron związany w atomie
5. 5Od jakiej najmniejszej energii fotonu możliwe jest tworzenie par elektron-pozyton?Odpowiedź: 1,022 MeV
6. 6Dlaczego cząstki alfa ze źródła znajdującego się poza ciałem praktycznie nie stanowią zagrożenia?Odpowiedź: Zatrzymuje je zewnętrzna, martwa warstwa naskórka
7. 7Jak prawdopodobieństwo zjawiska fotoelektrycznego zależy w przybliżeniu od liczby atomowej Z ośrodka i energii fotonu E?Odpowiedź: Jak Z³/E³
8. 8Okres połowicznego rozpadu I-131 wynosi około 8 dni. Ile wynosi stała rozpadu?Odpowiedź: Około 0,087 d⁻¹
9. 9Które oddziaływanie fotonów przeważa w betonie przy energiach typowych dla wiązek akceleratorów (około 1-10 MeV)?Odpowiedź: Rozpraszanie komptonowskie
10. 10Kiedy ustala się równowaga wiekowa (trwała) między nuklidem macierzystym a pochodnym?Odpowiedź: Gdy okres połowicznego rozpadu nuklidu macierzystego jest wielokrotnie dłuższy
11. 11Szereg uranowo-radowy prowadzi od U-238 (Z = 92) do trwałego Pb-206 (Z = 82). Ile przemian α i β⁻ zachodzi po drodze?Odpowiedź: 8 α i 6 β⁻
12. 12Na czym polega rozpraszanie spójne (Rayleigha) fotonów?Odpowiedź: Foton zmienia kierunek bez utraty energii i bez jonizacji
13. 13Radon-222 ma okres połowicznego rozpadu około:Odpowiedź: 3,8 dnia
14. 14Próbka zawiera 2·10¹² jąder nuklidu o stałej rozpadu λ = 5·10⁻⁶ s⁻¹. Jaka jest jej aktywność?Odpowiedź: 10 MBq
15. 15Okres połowicznego rozpadu Ir-192, stosowanego w defektoskopii i brachyterapii HDR, wynosi około:Odpowiedź: 74 dni
16. 16Ile wynosi w przybliżeniu średnia energia elektronów w widmie promieniowania beta?Odpowiedź: Około 1/3 energii maksymalnej
17. 17Kobalt-60 (Z = 27) ulega przemianie β⁻. Jaki nuklid powstaje?Odpowiedź: Ni-60 (Z = 28)
18. 18Dlaczego światło widzialne nie jonizuje atomów, choć promieniowanie X je jonizuje?Odpowiedź: Energia pojedynczego fotonu światła (około 2-3 eV) jest za mała
19. 19Izotopy tego samego pierwiastka różnią się:Odpowiedź: Liczbą neutronów w jądrze
20. 20Energia spoczynkowa elektronu (odpowiednik jego masy) wynosi około:Odpowiedź: 511 keV
21. 21O godzinie 8:00 aktywność Tc-99m (T½ = 6 h) w strzykawce wynosiła 800 MBq. Jaka będzie o godzinie 20:00?Odpowiedź: 200 MBq
22. 22Okres połowicznego rozpadu Co-60 wynosi około:Odpowiedź: 5,27 roku
23. 23W generatorze Mo-99/Tc-99m (T½ Mo-99 ≈ 66 h, Tc-99m ≈ 6 h) ustaliła się równowaga przejściowa. Jak zmienia się wtedy aktywność Tc-99m w kolumnie?Odpowiedź: Maleje z okresem połowicznego rozpadu Mo-99
24. 24Jądro kobaltu-60 ma liczbę atomową Z = 27. Ile neutronów zawiera?Odpowiedź: 33
25. 25Elektronowolt (eV) to:Odpowiedź: Energia, jaką uzyskuje elektron przyspieszony napięciem 1 V
26. 26Co trzeba dodatkowo uwzględnić w ochronie radiologicznej przy akceleratorze medycznym pracującym z wiązką fotonów powyżej około 10 MV?Odpowiedź: Neutrony z reakcji fotojądrowych w elementach głowicy
27. 27Am-241, stosowany m.in. w czujkach dymu i źródłach neutronowych Am-Be, ma okres połowicznego rozpadu około:Odpowiedź: 432 lata
28. 28Jak należy osłonić silne źródło promieniowania beta, np. Y-90 lub P-32?Odpowiedź: Najpierw tworzywem lekkim (np. PMMA), a na zewnątrz w razie potrzeby ołowiem
29. 29Jak zmieniają się liczba atomowa Z i liczba masowa A jądra w przemianie alfa?Odpowiedź: Z maleje o 2, A maleje o 4
30. 30Aktywność tlenu-15 wytworzonego w powietrzu bunkra wynosiła A₀ w chwili wyłączenia wiązki. Ile wyniesie po 10 minutach, jeśli przyjąć okres połowicznego rozpadu 2 minuty?Odpowiedź: A₀/32
31. 31Które materiały najskuteczniej spowalniają neutrony prędkie?Odpowiedź: Woda i polietylen
32. 32Ile wynosi w przybliżeniu średnia energia potrzebna do wytworzenia jednej pary jonów w powietrzu?Odpowiedź: 34 eV
33. 33Jak prawdopodobieństwo tworzenia par zależy od energii fotonu i liczby atomowej Z ośrodka?Odpowiedź: Rośnie z energią powyżej progu i w przybliżeniu z kwadratem Z
34. 34Węgiel-14 (T½ ≈ 5730 lat) ulega przemianie:Odpowiedź: β⁻ do azotu-14
35. 35Źródło Sr-90 o aktywności 10 MBq jest w równowadze wiekowej z Y-90. Jaka jest aktywność Y-90?Odpowiedź: 10 MBq
36. 36Linie charakterystyczne K wolframu pojawiają się w widmie lampy rentgenowskiej dopiero przy napięciu powyżej około:Odpowiedź: 69,5 kV
37. 37Fluor-18 (Z = 9) stosowany w PET ulega przemianie β⁺. Jaki nuklid powstaje?Odpowiedź: O-18 (Z = 8)
38. 38Z czego zwykle składa się skuteczna osłona przed neutronami prędkimi?Odpowiedź: Ze spowalniacza wodorowego z borem i osłony przed wtórnym gamma
39. 39Po ilu latach aktywność źródła Cs-137 (T½ ≈ 30 lat) spadnie do 1/8 wartości początkowej?Odpowiedź: 90 lat
40. 40Który z nuklidów ma najkrótszy okres połowicznego rozpadu?Odpowiedź: F-18
41. 41Które oddziaływanie fotonów z tkanką miękką dominuje w zakresie energii od kilkudziesięciu keV do kilku MeV?Odpowiedź: Rozpraszanie komptonowskie
42. 42Co się dzieje z wiązką promieniowania X po zwiększeniu napięcia lampy przy stałym prądzie?Odpowiedź: Rośnie energia maksymalna i średnia fotonów oraz ich liczba
43. 43Jaką energię mają w przybliżeniu neutrony termiczne w temperaturze pokojowej?Odpowiedź: 0,025 eV
44. 44Z jaką prędkością porusza się elektron o energii kinetycznej 4 MeV?Odpowiedź: Bliską prędkości światła, ale mniejszą od niej
45. 45Okres połowicznego rozpadu nuklidu to czas, po którym:Odpowiedź: Liczba nierozpadniętych jąder nuklidu zmniejsza się o połowę
46. 46Jądro przechodzi ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego z emisją kwantu gamma. Jak zmieniają się Z i A?Odpowiedź: Z i A się nie zmieniają
47. 47Potas-40, naturalny izotop obecny w organizmie człowieka, ma okres połowicznego rozpadu około:Odpowiedź: 1,25 mld lat
48. 48Źródło Ir-192 (T½ ≈ 74 dni) miało aktywność 2 TBq. Jaka będzie jego aktywność po 222 dniach?Odpowiedź: 0,25 TBq
49. 49Mamy jednakowe masy dwóch nuklidów o zbliżonej liczbie masowej. Który z nich ma większą aktywność?Odpowiedź: Ten o krótszym okresie połowicznego rozpadu
50. 50Jaka część początkowej aktywności pozostaje po upływie 10 okresów połowicznego rozpadu?Odpowiedź: Około 0,1%
51. 51Jaki jest w przybliżeniu zasięg cząstek alfa o energii około 5 MeV w powietrzu?Odpowiedź: Kilka centymetrów
52. 52Czym różni się przechodzenie wiązki fotonów przez materię od przechodzenia wiązki cząstek alfa?Odpowiedź: Fotony nie mają określonego zasięgu, ich natężenie maleje wykładniczo
53. 53Jaka część energii elektronów w lampie rentgenowskiej pracującej przy napięciach diagnostycznych zamienia się w promieniowanie X?Odpowiedź: Około 1%
54. 54Tc-99m i Tc-99 to przykład:Odpowiedź: Izomerów jądrowych
55. 55Jak prawdopodobieństwo rozpraszania komptonowskiego, liczone na jednostkę masy ośrodka, zależy od liczby atomowej Z?Odpowiedź: Prawie nie zależy od Z
56. 56Do którego naturalnego szeregu promieniotwórczego należy radon-222?Odpowiedź: Uranowo-radowego (U-238)
57. 57Jak zmieniają się Z i A, gdy jądro emituje neutron?Odpowiedź: A maleje o 1, Z się nie zmienia
58. 58Promieniowanie hamowania w lampie rentgenowskiej powstaje, gdy:Odpowiedź: Elektron zostaje odchylony i wyhamowany w polu elektrycznym jądra
59. 59Zgodnie z ustawą Prawo atomowe do promieniowania jonizującego zalicza się fale elektromagnetyczne o długości:Odpowiedź: Do 100 nm
60. 60Co pokazuje krzywa Bragga dla wiązki protonów w tkance?Odpowiedź: Największą jonizację tuż przed końcem zasięgu cząstek
61. 61Jaki jest w przybliżeniu maksymalny zasięg elektronów beta o energii maksymalnej 2 MeV w wodzie (tkance miękkiej)?Odpowiedź: Około 1 cm
62. 62Pozyton po wyhamowaniu w materii anihiluje z elektronem. Co wtedy powstaje?Odpowiedź: Dwa fotony po 511 keV emitowane w przeciwnych kierunkach
63. 63Który nuklid ma okres połowicznego rozpadu około 30 lat, a jego promieniowanie gamma ma energię 662 keV?Odpowiedź: Cs-137
64. 64Lampa rentgenowska pracuje przy napięciu 120 kV. Jaka jest maksymalna energia fotonów w wiązce?Odpowiedź: 120 keV
65. 65Ile dżuli odpowiada energii 1 MeV?Odpowiedź: 1,602·10⁻¹³ J
66. 66Które promieniowanie jest pośrednio jonizujące?Odpowiedź: Neutrony
67. 67Nuklid ma nadmiar neutronów w porównaniu z trwałymi izotopami tego pierwiastka. Jakiej przemiany należy się spodziewać?Odpowiedź: Przemiany β⁻
68. 68Który opis współczynnika wagowego promieniowania (wR) dla neutronów jest prawidłowy?Odpowiedź: Zależy od energii neutronów i jest większy niż dla fotonów
69. 69Na czym polega wychwyt elektronu (EC)?Odpowiedź: Jądro pochłania elektron z wewnętrznej powłoki, a proton przechodzi w neutron
70. 70Ile wynosi energia jonizacji atomu wodoru w stanie podstawowym?Odpowiedź: 13,6 eV
71. 71Neutrony powstające przy rozszczepieniu jąder uranu mają średnią energię około 2 MeV. Do jakiej grupy się je zalicza?Odpowiedź: Neutronów prędkich
72. 72Które pole bezpośrednio zwiększa energię kinetyczną cząstki naładowanej w akceleratorze?Odpowiedź: Pole elektryczne skierowane wzdłuż toru cząstki
73. 73Na czym polega konwersja wewnętrzna?Odpowiedź: Energia wzbudzenia jądra przechodzi na elektron powłokowy, który opuszcza atom
74. 74Jak otrzymuje się kobalt-60 do źródeł przemysłowych i medycznych?Odpowiedź: Przez napromienianie kobaltu-59 neutronami w reaktorze
75. 75Wychwyt neutronu termicznego przez jądro wodoru prowadzi do powstania deuteru. Jakie promieniowanie jest przy tym emitowane?Odpowiedź: Kwant gamma o energii około 2,2 MeV
76. 76Jak zwiększenie natężenia prądu lampy (mA) przy stałym napięciu wpływa na wiązkę promieniowania X?Odpowiedź: Zwiększa proporcjonalnie liczbę fotonów, nie zmieniając ich energii
77. 77Liniowe przekazywanie energii (LET) to:Odpowiedź: Energia przekazana ośrodkowi przez cząstkę na jednostkę drogi
78. 78Nuklid ulega kolejno jednej przemianie α i dwóm przemianom β⁻. Czym jest produkt końcowy?Odpowiedź: Izotopem pierwiastka wyjściowego o liczbie masowej mniejszej o 4
79. 79Dlaczego widmo energii elektronów z przemiany β⁻ jest ciągłe?Odpowiedź: Energia przemiany dzieli się losowo między elektron i antyneutrino
80. 80Jak masowy współczynnik osłabienia μ/ρ wody ma się do μ/ρ pary wodnej dla tej samej energii fotonów?Odpowiedź: Jest praktycznie taki sam
81. 81Jak filtracja wiązki promieniowania X (np. filtrem aluminiowym) wpływa na jej widmo?Odpowiedź: Usuwa fotony niskoenergetyczne i podnosi średnią energię wiązki
82. 82Źródło Co-60 i źródło Am-241 mają taką samą aktywność 1 GBq. Co można o nich powiedzieć?Odpowiedź: W każdym z nich zachodzi tyle samo przemian na sekundę