Ионизирующее излучение

 

1. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины

   волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе.

      Какому напряжению соответствует первая кривая?

 

 

2. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе.

 

 

 Какому напряжению соответствует вторая кривая?

 

 

 

 

3. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе.

 

 

Какому напряжению соответствует третья кривая?

 

4. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных материалов: хрома, вольфрама, молибдена.

             

 Для представленной на рисунке кривой 1 найдите полный поток излучения при условии,  что ток в рентгеновской трубке равен 4 мА.

 

5. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины  

волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных  

материалов: хрома, вольфрама, молибдена.

Для представленной на рисунке кривой 2 найдите полный поток излучения при   условии, что ток в рентгеновской трубке равен 3 мА.  

 

6. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины  

волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных  

материалов: хрома, вольфрама, молибдена.

 

  Для представленной на рисунке кривой 3 найдите полный поток излучения при    условии, что ток в рентгеновской трубке равен 2 мА.

 

 

 

7. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных материалов: хрома, вольфрама, молибдена.

 

 

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий первой кривой.

 

 

8. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных материалов: хрома, вольфрама, молибдена.

  

 

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий второй кривой.

 

 

9. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины       

волны при постоянном токе. Аноды рентгеновских трубок сделаны из различных   

материалов: хрома, вольфрама, молибдена

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий   

третьей кривой.

 

 

10. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из вольфрама.

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

3 кривой.

 

 

11. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины 

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из

вольфрама.

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

 2 кривой.

 

12. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины  

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из  

вольфрама.

   

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

1 кривой.

 

13. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из молибдена.

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

1 кривой.

 

 

14. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины  

волны  при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из  

молибдена.

   

 Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

 2 кривой.

 

15. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины  

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из  

молибдена.

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

3 кривой.

 

16. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от длины      

волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки сделан из  

хрома.

Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

1 кривой.

 

 

17. На рисунке даны зависимости спектрального потока рентгеновского излучения от  

длины волны при различных напряжениях на аноде и постоянном токе. Анод трубки

сделан из хрома.

 

       

     Найдите коэффициент полезного действия η рентгеновской трубки, соответствующий

  2 кривой.

 

18. Определите на сколько процентов надо изменить напряжение, приложенное к  

рентгеновской трубке, чтобы коротковолновая граница  рентгеновского спектра  

увеличилась в 3 раза.

19. При рентгеноскопии желудка, для увеличения контраста теневого изображения,

больному дают кашеобразную массу сульфата бария. Во сколько раз при этом

массовый коэффициент поглощения μ_m  сульфата бария (BaSO₄) больше аналогичного

для мягкой ткани?

20. Во сколько раз массовый коэффициент поглощения μ_m  костной ткани  больше

аналогичного для мягкой ткани?

21. Определите возраст найденных при раскопках фрагментов дерева (в годах), используя радиоуглеродный метод. Известно, что число ядер радиоактивного изотопа углерода

в этих фрагментах составляет 70%  от содержания этого изотопа в только что срубленных деревьях. Период полураспада ядер углерода   T_1/2  = 5570 лет.

22. При определении периода полураспада T_1/2   радиоактивного вещества применен  

счетчик импульсов. В течение первой минуты было зарегистрировано 250 импульсов в    минуту, а спустя 5 часов после начала первого измерения - 90 импульсов в минуту.                                            Определите период полураспада T_1/2  радиоактивного вещества в минутах.

23. Изотоп стронция имеет период полураспада T_1/2  = 28 лет. Определите время (в годах)  

распада 30 %  первоначального количества стронция.

24. Активность радиоактивного элемента уменьшилась в четыре раза за 4 суток.

Определите период полураспада T_1/2 (в сутках).

25. Средняя поглощенная мощность дозы излучения, получаемая врачом рентгенологом,  

равна 7 мкГр /час. Определите, какую часть от предельно допустимой дозы получит

врач, если он должен проработать 246 дней в году, а рабочий день длится 6 часов.

Предельно допустимая  доза облучения равна 50 мГр в год.

26. Период полураспада T_1/2  радиоактивного радона равен 3,8 суток. Определите

отношение первоначальной активности изотопа к активности через 6 суток.

27. За 10 суток активность препарата радона уменьшилась в 9 раз. Определите период  

полураспада T_1/2  изотопа в сутках.

28. Определите долю радиоактивных ядер некоторого элемента, не распавшихся за время,  

равное  0,2 периода полураспада.

29. Среди радиоактивных загрязнений, вызванных аварией на Чернобыльской АЭС, наиболее опасными являются долгоживущие продукты деления, такие как цезий-137. Определите промежуток времени (в годах) до момента, когда активность загрязнения по этому изотопу уменьшится в 100 раз, если период полураспада T_1/2  = 30 лет.

30. Определите поглощенную дозу при полном облучении тела, которую получит больной массой 70 кг при облучении его кобальтовым источником в течение 10 мин. Активность источника A = 6∙10¹² Бк, на больного попадает 25 % гамма-излучения. Изотоп Со-60 испускает  кванты с энергиями 2,1∙10 ^{- 13} Дж  и 1,9∙10 ^{- 13} Дж (те и другие в равных количествах). Примерно 50% излучения взаимодействует с тканями тела и выделяет в них всю энергию. Остальное излучение не вызывает биологического эффекта.

 

31. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

                          

Определите постоянную распада λ первого элемента.

 

 

32. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

    Определить постоянную распада λ второго элемента.

 

 

33. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

   Определите постоянную распада λ третьего элемента.

 

 

34. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

 

    Определите число N распавшихся радиоактивных ядер у третьего элемента через время,    

  равное двум периодом полураспада T_1/2 этого элемента.

 

 

35. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

   Определите число N распавшихся радиоактивных ядер у второго элемента через время,

   равное половине периода полураспада T_1/2 этого элемента.

 

 

36. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

     Определите число N распавшихся радиоактивных ядер у первого элемента через время,

     равное  четырем периодам полураспада T_1/2 этого элемента.

 

37. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

 Найдите активность A первого препарата через 25 с.

 

38. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

   Найдите активность A второго препарата через 60 с.

 

39. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

   Найдите активность A второго препарата через 80 с.

 

 

40. На рисунке представлены кривые радиоактивного распада трех элементов.

   Найдите активность A третьего препарата через 45 с.

 

БИОФИЗИКА

1. Электрическая емкость полярных головок фосфолипидов составляет С₁ = 30 мкФ/см ², а
  жирнокислотные "хвосты" фосфолипидов имеют емкость С₂ = 1 мкФ/см ². Определите                           

  емкость, приходящуюся на один квадратный сантиметр площади монослоя в мембране.

2. Электрическая емкость полярных головок фосфолипидов составляет С₁ = 20 мкФ/см ²,а   

жирнокислотные "хвосты" фосфолипидов имеют емкость С₂ = 1 мкФ/см ². Определите  

 емкость, приходящуюся на один квадратный сантиметр площади   бислойной мембраны.

3. Некоторое вещество за время t₁ = 2 с диффундировало в растворе на расстояние

  х₁ = 2 нм. Определите расстояние, на которое диффундирует это вещество за t₂ = 1 с.

4. Некоторое вещество за время t₁ = 3 с диффундировало в растворе на расстояние

    х₁  = 30 нм. Определите время  диффузии на расстояние х₂  = 3 нм.

5. Определите среднее квадратичное расстояние , на которое переместится молекула   

   фосфолипида в мембране за t = 20 мкс  в процессе латеральной диффузии.

   Коэффициент латеральной диффузии для  рассматриваемых молекул составляет 

D = 2∙10 ^{- 12 м 2}/c.

6. Определите коэффициент диффузии D эритрозы в диффузионном барьере, если среднее
  квадратическое смещение молекул этого вещества  = 50 мкм за t = 0,06 с.

7. Определите плотность потока J формамида через плазматическую мембрану толщиной

h = 8 нм в тот момент, когда концентрация формамида снаружи  C_out =  2∙10 ^{- 4} моль/м³,

  а внутри C_in =  0,8 от этой концентрации. Коэффициент диффузии  формамида в                         мембране D = 1,4∙10 ^{- 12м 2}/с. Коэффициент распределения К = 8.

8. Определите коэффициент диффузии D в мембране толщиной h =10 нм, если   

  плотность потока   J = 3∙10 ^{- 7} моль/(м²∙с) концентрация снаружи

 C_out = 3∙10 ^{- 4}моль/м³, а  внутри C_in =  0,7 от этой концентрации. Коэффициент   

распределения К = 9.

9. Определите толщину h плазматической мембраны, если коэффициент диффузии

   формамида в мембране, D = 1,6∙10 ^{- 12 м 2}/с, плотность потока формамида через

 плазматическую мембрану J = 4∙10 ^{- 7} моль/(м²∙с). Концентрация формамида снаружи  

 C_out = 7∙10 ^{- 4}  моль/м³, а  внутри C_in =  0,6 от этой концентрации. Коэффициент   

распределения К = 8.

10. Определите разность концентраций ∆ C по обе стороны плазматической мембраны, если  

  коэффициент диффузии в мембране D = 2∙10 ^{- 12 м 2}/с, плотность потока  через  

 плазматическую мембрану J = 12∙10 ^{- 7} моль/(м²∙с). Коэффициент распределения К = 1  

  Толщина мембраны h = 8 нм.

11. Определить концентрацию формамида внутри плазматической мембраны C_in, если плотность потока от внутренней стороны мембраны к наружной  J = 15∙10 ^{- 7} моль/(м²∙с), коэффициент диффузии формамида в мембране, D = 3∙10 ^{- 12м 2}/с, толщина мембраны равна h = 10 нм, а концентрация формамида снаружи равна C_out  = 4∙10 ^{- 4} моль/м³. Коэффициент распределения  К = 9.

12. Определить концентрацию формамида снаружи C_out  плазматической мембраны, если

плотность потока от внутренней стороны мембраны к наружной J = 14∙10 ^-7 моль/(м²∙с), коэффициент диффузии формамида в мембране, D = 5∙10 ^{- 12 м 2}/с, толщина мембраны

h = 7 нм, а концентрация формамида внутри C_in = 4∙10 ^{- 4} моль/м ³. Коэффициент распределения К = 8.

13. Определите коэффициент распределения К, если через плазматическую мембрану   

толщиной h = 8 нм  плотность потока J = 7∙10 ^{- 8} моль/(м²∙с), концентрация

снаружи C_out =  2∙10 ^{- 4} моль/м ³, а внутри C_in = 0,8 от этой концентрации. 

 Коэффициент диффузии в  мембране D = 1,4∙10 ^{- 12м 2}/с.

14. Определите толщину h диффузионного барьера, если коэффициент диффузии  молекул  

  глюкозы D = 0,5∙10 ^{- 12 м 2}/с, коэффициент распределения К = 8, а коэффициент   

  проницаемости по отношению к этому диффузионному барьеру P = 6∙10 ^{- 8} м/с.

15. Определить коэффициент проницаемости Р по отношению к диффузионному барьеру, 

если толщина диффузионного барьера h = 8 мм, коэффициент диффузии молекул  

  глюкозы D = 0,2∙10 ^{- 9 м 2} /с, а коэффициент распределения К = 8.

16. Определите коэффициент диффузии D молекул глюкозы, если толщина диффузионного барьера h = 6 мм, коэффициент распределения  К = 10, а коэффициент проницаемости по отношению к этому диффузионному барьеру P = 8∙10 ^{- 8} м/с.

17. Определите коэффициент распределения  К, если коэффициент диффузии  молекул  

глюкозы  D = 0,5∙10 ^{- 10 м 2} /с, коэффициент проницаемости по отношению к

этому диффузионному барьеру  Р = 12∙10 ^{- 8} м/с, а толщина  барьера  h = 5 мм.

18. Молекула глюкозы последовательно диффундирует через два диффузионных барьера
с проницаемостями - первого барьера  Р₁ = 2 мкм/с, и второго Р₂ = 1 мкм/с.
 Определите проницаемость P для  всего диффузионного барьера.

19. Молекула глюкозы последовательно диффундирует через два диффузионных барьера с
 проницаемостями - первого барьера Р₁ = 5 мкм/с, и второго Р₂ = 4 мкм/с.
Определите диффузионное сопротивление всего диффузионного барьера в целом.

20. Определите величину равновесного мембранного потенциала  на митохондриальной     

мембране, если при температуре t = 35° С внутри митохондрии рН = 9, а в окружающей
  среде рН = 7 и температура t = 20°С. Считать, что потенциалообразующими ионами,
  в данном случае, являются ионы водорода H₂.

21. При температуре t = 23° С величина потенциала покоя нервного волокна = - 90 мВ.    

  Найти    концентрацию ионов калия внутри волокна C_in, если снаружи

  C_out = 10 моль/м ³.

22. При температуре t = 25° С величина потенциала покоя нервного волокна = - 95 мВ.   

Найти концентрацию ионов калия снаружи волокна C_out, если внутри C_in = 400 моль/м³.

23. Определите равновесный мембранный потенциал  на полупроницаемой мембране,    

разделяющей водные растворы натрия при отношении концентраций ионов натрия по  

обе стороны мембраны (10:1). Температура растворов равнялась t = 30°С.

23.Определите равновесный мембранный потенциал  на полупроницаемой мембране,   

разделяющей водные растворы калия при отношении концентраций ионов калия по обе  

стороны мембраны (60:1). Температура растворов равнялась t = 30°С.

 25. Определите температуру, при которой определялся равновесный мембранный  

 потенциал  на полупроницаемой мембране, разделяющей водные растворы  

 калия при  отношении  концентраций ионов калия по обе стороны мембран (50:1),

 если  измеренный равновесный мембранный потенциал  = - 100мВ.

26.  Определите равновесный мембранный потенциал на полупроницаемой  

 мембране, разделяющей водные растворы натрия при отношении концентраций  

 ионов натрия по обе стороны мембраны (500:1). Температура растворов t = 30° С.

27.  Потенциал покоя нерва при температуре t = 20° С = - 90 мВ. Чему равна

 концентрация ионов калия внутри нерва C _in, если снаружи С_out = 1моль/м³?

28.  При соотношении концентраций однозарядных ионов по обе стороны полупроницаемой  

  мембраны (10: 1) потенциал Нернста оказался равным  = 40 мВ. Определите, каким

  должно стать соотношение концентраций в случае полной замены одновалентных

  ионов на четырехвалентные, чтобы потенциал Нернста при той же температуре и

  прочих равных  условиях остался прежним.

29.  Определите электрический заряд, приходящийся на один квадратный сантиметр
     площади бислойной липидной мембраны, если равновесный мембранный потенциал
 создан ионами калия при температуре t = 30° С, концентрация ионов калия с одной
     стороны мембраны равна 10 моль/м³, а с другой - 300 моль/м³. Электрическая емкость
     мембраны составляет 0,5 мкФ/см².

30. В точке возбудимой мембраны с координатой Х(0) = 0 удерживается трансмембранный
потенциал U(0) = 30 мВ, являющийся допороговым для данной мембраны. Найдите
координату X, в которой трансмембранный потенциал составляет U(x) = 10 мВ, если
постоянная длины данной мембраны λ = 0,5 мм.

31.  В точке возбудимой мембраны с координатой Х(0) = 0 удерживается трансмембранный       

  потенциал U(0) = 50 мВ, являющийся допороговым для данной мембраны. На   

  расстоянии x = 1 мм от этой точки трансмембранный потенциал составляет

  U(x) = 10 мВ.   Найдите  постоянную длины λ данной мембраны.

32. В точке возбудимой мембраны с координатой Х(0) = 0 удерживается трансмембранный
потенциал U(0) = 70 мВ, являющийся допороговым для данной мембраны. Найти
трансмембранный потенциал на расстоянии x = 1 мм от этой точки Х(1), если

постоянная  длины данной мембраны λ = 2 мм.

33. Определить величину удерживающего трансмембранного потенциала U(0) в некоторой
  точке Х(0), если на расстоянии x = 3 мм от нее трансмембранный потенциал равен

  U(3) =  15 мВ. Постоянная длины данной мембраны λ = 2 мм.

34. Определите отношение постоянной длины мембраны  аксона кальмара к постоянной

  длины обычного безмиелинового нервного волокна, если радиус осевого цилиндра

 гигантского аксона кальмара превосходит радиус осевого цилиндра безмиелинового  

волокна в 5 раз.

35. В некоторой точке возбудимой мембраны скачком (мгновенно) изменился мембранный   

  потенциал до величины  = 15 мВ, являющейся допороговой для данной мембраны.

Определите  величину потенциала  в данной точке спустя t = 5 мс.  Сопротивление,

мембраны R = 1 кОм, а электроемкость мембраны равна C = 1 мкФ.

36. Определите потенциал покоя на мембране аксона кальмара , если проводимость для

ионов калия  γ  в 20 раз больше, чем проводимость  γ  для ионов натрия. Равновесный        

потенциал для ионов калия  = - 80 мВ, а равновесный потенциал  ионов натрия

 = + 40 мВ.

37. Под действием внешнего электрического поля амплитудой напряженности Е₀ = 20 В/м   

находятся ткани головного мозга человека с удельной электропроводимостью

γ = 0,3 См/м. Определите максимальную плотность тока  проводимости j в тканях мозга,

если относительная диэлектрическая проницаемость на данной частоте   ε _r  =  10⁵.