DWMED

Breadcrumbs










Zadanie 2. Arkusz Palladium kwiecień 2023 (1 punkt)

Dawka pochłonięta promieniowania to energia zaabsorbowana przez próbkę wystawioną na działanie promieniowania, a jej jednostką jest grey (Gy). Stopień radiacyjnego uszkodzenia żywej tkanki zależy od typu promieniowania i rodzaju tkanki, dlatego w praktyce stosuje się tzw. równoważnik dawki (którego jednostką jest siwert, Sv), uwzględniający typ promieniowania, z którym związany jest współczynnik jakości promieniowania QF:

równoważnik dawki = QF ∙ dawka pochłonięta

Przyjmuje się wówczas, że wartość QF dla promieniowania β oraz γ wynosi około 1, a dla promieniowania α wartość QF jest bliska 20. Im równoważnik dawki przyjmuje większą wartość, tym poddana działaniu promieniowania przez określony czas żywa tkanka będzie mieć większe uszkodzenia. Przykładami naturalnych nuklidów promieniotwórczych są 218Po oraz 208Tl, a okres półtrwania  każdego z nich wynosi około 3 minut. W wyniku rozpadu pierwszego z wymienionych powstają atomy 214Pb, które ulegają kolejnej przemianie z utworzeniem izobaru zawierającego 83 elektrony. Z kolei z nuklidu 208Tl powstaje trwały izotop ołowiu zawierający 126 neutronów.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Przez 10 sekund pewne identyczne tkanki poddano działaniu promieniowania emitowanego w wyniku rozpadów początkowej liczby 9,03∙1023 atomów każdego z nuklidów – 218Po oraz 208Tl. W opisanym czasie promieniowanie emitowane podczas rozpadu nuklidów 214Pb praktycznie nie miało wpływu na wynik doświadczenia.

Wskaż, która z próbek (218Po czy 208Tl) w czasie pierwszych 10 sekund od momentu rozpoczęcia doświadczenia przyczyniła się do wyrządzenia większych uszkodzeń tkanki? Uzasadnij swój wybór.

Wybrana próbka:

Uzasadnienie:

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone


Zadanie 3. Arkusz Palladium kwiecień 2023 (1 punkt)

Dawka pochłonięta promieniowania to energia zaabsorbowana przez próbkę wystawioną na działanie promieniowania, a jej jednostką jest grey (Gy). Stopień radiacyjnego uszkodzenia żywej tkanki zależy od typu promieniowania i rodzaju tkanki, dlatego w praktyce stosuje się tzw. równoważnik dawki (którego jednostką jest siwert, Sv), uwzględniający typ promieniowania, z którym związany jest współczynnik jakości promieniowania QF:

równoważnik dawki = QF ∙ dawka pochłonięta

Przyjmuje się wówczas, że wartość QF dla promieniowania β oraz γ wynosi około 1, a dla promieniowania α wartość QF jest bliska 20. Im równoważnik dawki przyjmuje większą wartość, tym poddana działaniu promieniowania przez określony czas żywa tkanka będzie mieć większe uszkodzenia. Przykładami naturalnych nuklidów promieniotwórczych są 218Po oraz 208Tl, a okres półtrwania  każdego z nich wynosi około 3 minut. W wyniku rozpadu pierwszego z wymienionych powstają atomy 214Pb, które ulegają kolejnej przemianie z utworzeniem izobaru zawierającego 83 elektrony. Z kolei z nuklidu 208Tl powstaje trwały izotop ołowiu zawierający 126 neutronów.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Izobary to nuklidy różnych pierwiastków chemicznych mające taką samą sumaryczną liczbę protonów oraz neutronów.

Zapisz symbole dwóch nuklidów powstających w trakcie opisanych przemian promieniotwórczych, będące izobarami względem nuklidów ulegających tym przemianom. W tym celu uzupełnij poniższe szablony symbolami odpowiednich pierwiastków chemicznych oraz wartościami liczb masowych i atomowych.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone


Zadanie 4. Arkusz Palladium kwiecień 2023 (1 punkt)

Dawka pochłonięta promieniowania to energia zaabsorbowana przez próbkę wystawioną na działanie promieniowania, a jej jednostką jest grey (Gy). Stopień radiacyjnego uszkodzenia żywej tkanki zależy od typu promieniowania i rodzaju tkanki, dlatego w praktyce stosuje się tzw. równoważnik dawki (którego jednostką jest siwert, Sv), uwzględniający typ promieniowania, z którym związany jest współczynnik jakości promieniowania QF:

równoważnik dawki = QF ∙ dawka pochłonięta

Przyjmuje się wówczas, że wartość QF dla promieniowania β oraz γ wynosi około 1, a dla promieniowania α wartość QF jest bliska 20. Im równoważnik dawki przyjmuje większą wartość, tym poddana działaniu promieniowania przez określony czas żywa tkanka będzie mieć większe uszkodzenia. Przykładami naturalnych nuklidów promieniotwórczych są 218Po oraz 208Tl, a okres półtrwania  każdego z nich wynosi około 3 minut. W wyniku rozpadu pierwszego z wymienionych powstają atomy 214Pb, które ulegają kolejnej przemianie z utworzeniem izobaru zawierającego 83 elektrony. Z kolei z nuklidu 208Tl powstaje trwały izotop ołowiu zawierający 126 neutronów.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Naturalne rozpady promieniotwórcze klasyfikowane są do reakcji I-rzędu. W przypadku takich przemian czas połowicznego rozpadu opisuje zależność:

w której wielkość k jest stałą szybkości rozpadu promieniotwórczego.

Przez pewien czas obserwowano rozpad próbki stanowiącej 1 mol atomów nuklidu 214Pb. Rejestrowano wtedy liczbę wyemitowanych cząstek, które w polu elektrycznym odchylają się w kierunku dodatnio naładowanej elektrody. Uzyskane dane pomiarowe przedstawiono w postaci graficznej:

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal wartość stałej szybkości rozpadu tego nuklidu. Wynik podaj z jednostką, z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone




Zadanie 7. Arkusz Palladium kwiecień 2023 (1 punkt)

Karborund to nazwa zwyczajowa technicznego węglika krzemu – związku chemicznego o wzorze SiC. Substancja ta ma twardość porównywalną do diamentu oraz wykazuje wysoką ogniotrwałość i odporność na wiele czynników chemicznych. Znanych jest kilka odmian krystalograficznych węglika krzemu. W odmianie β każdy atom węgla otoczony jest czterema atomami krzemu, które ułożone są w narożach czworościanu foremnego. W taki sam sposób każdy atom krzemu otoczony jest czterema atomami węgla. W przypadku pozostałych odmian krystalicznych węglika krzemu wzajemne ułożenie atomów węgla oraz krzemu jest zbliżone do ułożenia obserwowanego w odmianie β. Karborund otrzymuje się w temperaturze około 2000 oC:

SiO2 + 3C → SiC + 2CO

W wyższych temperaturach niż 2700 oC przebiega proces rozkładu węglika krzemu na pierwiastki. Z powstającej mieszaniny odparowuje wówczas krzem.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010 oraz M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Zamieszczony rysunek ilustruje fragment struktury krystalicznej β węglika krzemu. Literami X oraz Y umownie oznaczono atomy pierwiastków chemicznych budujących ten związek chemiczny.

Przypisz literom X oraz Y symbole (lub nazwy) pierwiastków chemicznych budujących węglik krzemu. Uzasadnij wybór odwołując się do promieni atomowych.

Pierwiastek X:

Pierwiastek Y:

Uzasadnienie:

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

Paginacja