Bài giảng: Vật lý Hạt nhân

Mục tiêu bài giảng

Trình bày khái niệm cơ bản về cấu tạo hạt nhân nguyên tử.
Trình bày các quá trình phóng xạ.
Vận dụng kiến thức vật lý hạt nhân và phóng xạ sinh học để giải thích các đại lượng, đơn vị đo lường.
Vận dụng kiến thức phóng xạ sinh học để giải thích tác dụng sinh học của phóng xạ lên cơ thể sống.

Nguyên tử gồm electron chuyển động xung quanh hạt nhân.
Hạt nhân làm từ proton (ký hiệu B, điện tích +E, khối lượng 1,00728U) và neutron (ký hiệu N, không mang điện, khối lượng 1,00867U).
Khái niệm số khối A: tổng số proton và neutron.
Đồng vị: nguyên tố có cùng số proton nhưng khác neutron (ví dụ: đồng vị của H và C).
Đồng vị phóng xạ: đồng vị có tính phóng xạ (ví dụ: C14).
Năng lượng liên kết hạt nhân: năng lượng cần để tháo rời hạt nhân.
Công thức Einstein: E = mc² để tính năng lượng.

Phân rã phóng xạ: biến đổi đồng vị, phát ra bức xạ không thấy.
Phóng xạ tự nhiên: chất phóng xạ tự phân rã.
Phóng xạ nhân tạo: sử dụng hạt năng lượng cao tấn công hạt nhân.
Định luật phân rã: N = N0 * e^(-λT).
Chu kỳ bán rã: thời gian để một lượng giảm một nửa.
Độ phóng xạ: H = λN.
Các loại phóng xạ:
- Alpha: hạt nhân heli.
- Beta: electron (-) hoặc positron (+).
- Gamma: sóng điện từ.
Phản ứng dây chuyền: neutron kết hợp với hạt nhân urani 235 gây phân hạch.

Bức xạ ion hóa và không ion hóa.
Các đơn vị đo liều:
- Liều chiếu: độ mạnh chùm phô tông.
- Liều hấp thụ: năng lượng vật chất hấp thụ từ bức xạ.
- Liều tương đương: hiệu ứng sinh học, tính bởi hệ số phẩm chất.
- Liều hiệu dụng: tổng cộng cho chiếu xạ toàn thân.
Cơ chế tác dụng:
- Tác dụng trực tiếp: kích thích phân tử.
- Tác dụng gián tiếp: qua phân tử nước gây ion hóa.
Tổn thương sinh học:
- Tổn thương vi mô: cắt đứt liên kết hóa học.
- Tổn thương tế bào và mô: phá vỡ cấu trúc và chức năng.
- Tác dụng lên mô: gây vô sinh, viêm da, mắt, v.v.