Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Tí Ó Ń Jíròrò Àwọn Ìtàn Gamma àti X-Rays
Nínú ìmọ̀ nípa fisiksi, pàápàá jùlọ nínú ìmọ̀ nípa fisiksi àti ìmọ̀ nípa ìṣègùn, ìtànṣán gamma àti ìtànṣán X-ray ń kó ipa pàtàkì. Àwọn oríṣi ìtànṣán oníná mànàmáná méjì yìí ní àwọn ìgbòkègbodò gíga àti agbára tó láti wọ inú ohun tó lágbára, èyí tó sọ wọ́n di irinṣẹ́ pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò, láti ìtọ́jú àrùn jẹjẹrẹ sí àwòrán ìṣègùn. Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣe àgbéyẹ̀wò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àpẹẹrẹ ìṣòro tó ní í ṣe pẹ̀lú ìtànṣán gamma àti ìtànṣán X-ray, pẹ̀lú àwọn ìjíròrò láti mú kí òye wa jinlẹ̀ sí i.
1. Lílóye àwọn ìtànṣán Gamma àti X-Rays
Àwọn ìtànṣán Gamma
Àwọn ìtànṣán Gamma jẹ́ irú ìtànṣán oníná tí ìbàjẹ́ ìtànṣán oníná tí ó ń jáde nínú àwọn núkléù atomiki. Ìtànṣán yìí ní ìgbóná gíga gan-an, tí ó ju 10^19 Hz lọ, àti ìgbì gígùn kúkúrú gan-an, tí ó kéré sí picometer 10. Àwọn ìtànṣán Gamma ní agbára wíwọlé gíga gan-an, wọ́n sì lè wọ inú àwọn ìpele ohun èlò tí ó nípọn gan-an.
X-ray
Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, a ń ṣe X-ray láti inú àwọn ìyípadà elekitironi nínú àwọn átọ̀mù, pàápàá jùlọ nígbà tí a bá fi elekitironi láti inú àwọn ikarahun inú rọ́pò àwọn elekitironi láti inú ikarahun tí ó sọ̀kalẹ̀ láti gba ipò wọn. Ìwọ̀n ìgbà tí àwọn ikarahun X-ray wà láti 10^16 Hz sí 10^21 Hz, pẹ̀lú àwọn ìgbì gígùn láàrín 0.01 nm àti 10 nm. A ń lo X-ray ní lílo nínú rédíò ìṣègùn àti X-ray crystallography.
2. Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Gamma Ray Energy
Ìbéèrè:
Ìtàn iná gamma kan ní ìwọ̀n ìgbì omi tó tó 0.01 nm. Ṣírò agbára fọ́tòn ti ìtànṣán gamma. (Lo ìwọ̀n h Planck tó dúró ṣinṣin = 6.626 x 10^-34 Js àti iyára ìmọ́lẹ̀ c = 3 x 10^8 m/s).
Ìjíròrò:
A le ṣe iṣiro agbara fọton nipa lilo agbekalẹ naa:
\[ E = \frac{h \cdot c}{\lambda} \]
Won ti mo:
– Gígùn ìgbì (λ) = 0.01 nm = 0.01 x 10^-9 m = 10^-11 m
– Ìdúróṣinṣin Planck (h) = 6.626 x 10^-34 Js
– Iyara ìmọ́lẹ̀ (c) = 3 x 10^8 m/s
\[ E = \frac{6.626 \igba 10^{-34} \ìgbà 3 \ìgbà 10^8}{10^{-11}} \]
\[ E = \frac{19.878 \igba 10^{-26}}{10^{-11}} \]
\[ E = 1.9878 \igba 10^{-14} \text{J} \]
Nítorí náà, agbára fọ́tòn gamma ray jẹ́ 1.9878 x 10^-14 J.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Ìfàmọ́ra X-Ray
Ìbéèrè:
Ohun èlò kan máa ń gba 70% agbára X-ray tí ó ń kọjá nínú rẹ̀. Tí agbára X-ray àkọ́kọ́ bá jẹ́ 5 W/m^2, kí ni agbára X-ray lẹ́yìn tí ó bá ti kọjá nínú ohun èlò náà?
Ìjíròrò:
A le ṣírò agbára ìkẹ́yìn ti X-rays (\(I_{final}\)) nípa yíyọ agbára tí ohun èlò náà gbà kúrò nínú agbára ìkọ́kọ́ (\(I_{initial}\)).
\[ I_{ipari} = I_{initial} – (I_{initial} \times \text{percentage absorption}) \]
\[ I_{end} = 5 \, \text{W/m}^2 – (5 \, \text{W/m}^2 \times 0.70) \]
\[ I_{opin} = 5 \, \text{W/m}^2 – 3.5 \, \text{W/m}^2 \]
\[ I_{opin} = 1.5 \, \text{W/m}^2 \]
Nítorí náà, agbára àwọn ìtànṣán X lẹ́yìn tí a bá ti kọjá ohun èlò náà jẹ́ 1.5 W/m^2.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Ìfiwéra Gamma Ray àti Ìfàmọ́ra X-Ray
Ìbéèrè:
Tí àwọn ìtànṣán gamma àti X-ray bá ní agbára 1 MeV àti 100 keV lẹ́sẹẹsẹ, èwo ló lè wọ inú àwọn ohun èlò líle, kí ló sì fà á?
Ìjíròrò:
Agbara ìfàmọ́ra oníná mànàmáná sínú ohun èlò kan sinmi lórí agbára àwọn fọ́tọ́nù rẹ̀. Bí agbára fọ́tọ́nù bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni agbára rẹ̀ láti wọ inú ohun èlò náà ṣe pọ̀ sí i.
– Agbára ìtànṣán gamma: 1 MeV (1 MeV = 1 x 10^6 eV)
– Agbara X-ray: 100 keV (100 keV = 100 x 10^3 eV)
1 MeV ju 100 keV lọ, nítorí náà, àwọn ìtànṣán gamma ní agbára tó pọ̀ ju àwọn ìtànṣán X lọ. Nítorí náà, àwọn ìtànṣán gamma lè wọ inú àwọn ohun èlò líle ju àwọn ìtànṣán X lọ.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Lílo Gamma Rays nínú Ìṣègùn
Ìbéèrè:
Nínú ìtọ́jú àrùn jẹjẹrẹ, a máa ń fi agbára ìtànṣán gamma ní ìwọ̀n pàtó kan sí àsopọ̀ tí ó ní ipa. Tí agbára ìwọ̀n tí a nílò bá jẹ́ 2 Grays (Gy) àti tí ìṣàn ìtànṣán gamma bá jẹ́ 0.4 Gy/min, ìgbà wo ni ìtọ́jú náà yóò pẹ́ tó?
Ìjíròrò:
Láti mọ àkókò ìtọ́jú náà, a lè lo ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n gbogbo, iye tí a fi ń ṣàn, àti àkókò tí a fi ń tọ́jú rẹ̀.
\[ \text{Iwọn apapọ} = \text{Isanwo iwọn lilo} \times \text{Akoko} \]
\[ 2 \, \text{Gy} = 0.4 \, \text{Gy/min} \times \text{Akoko} \]
Nitorinaa, akoko itọju naa jẹ bi atẹle: +
\[ \text{Akoko} = \frac{2 \, \text{Gy}}{0.4 \, \text{Gy/min}} \]
\[ \text{Akoko} = 5 \, \text{iseju} \]
Nitorinaa, itọju naa yẹ ki o ṣiṣe fun iṣẹju 5.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 5: Lílo X-rays nínú Àwòrán Ìṣègùn
Ìbéèrè:
Nínú àwòrán X-ray, ẹ̀rọ X-ray máa ń tú ìtànṣán jáde fún ìṣẹ́jú àáyá 0.1 níbi ohun kan, ó sì máa ń ṣe fíìmù kan tí ó ní ìwọ̀n àwòrán kan pàtó. Tí a bá tún ẹ̀rọ náà ṣe láti tú ìtànṣán jáde fún ìṣẹ́jú àáyá 0.2, báwo ni ìwọ̀n àwòrán lórí fíìmù náà yóò ṣe yípadà?
Ìjíròrò:
Ìwọ̀n àwòrán tó wà lórí fíìmù X-ray jẹ́ tààrà sí iye ìtànṣán tí fíìmù náà gbà. Nípa ìlọ́po méjì àkókò ìfarahàn láti 0.1 ìṣẹ́jú-àáyá sí 0.2 ìṣẹ́jú-àáyá, iye ìtànṣán tí a gbà yóò tún jẹ́ ìlọ́po méjì.
Nítorí náà, ìwọ̀n òjìji tó wà lórí fíìmù náà yóò tún tóbi tó ìlọ́po méjì.
Penutup
Àwọn ìtànṣán Gamma àti X-ray jẹ́ àwọn ọ̀nà méjì tí ó lágbára gan-an ti ìtànṣán elektromagnetic pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò ní onírúurú ẹ̀ka. Nípasẹ̀ àwọn àpẹẹrẹ àti ìjíròrò tí ó wà lókè yìí, a ti rí bí a ṣe lè lo àwọn èrò ìpìlẹ̀ wọ̀nyí nípa ìtànṣán físíìsì nínú àwọn ìṣirò ìṣe àti àwọn ìlò ojoojúmọ́ bíi rédíò àrùn jẹjẹrẹ àti àwòrán ìṣègùn.
Òye tó péye nípa àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ àti àwọn ànímọ́ àwọn irú ìtànṣán méjì yìí yóò ràn wá lọ́wọ́ láti lo àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó jọra dáadáa, kí a sì mú kí ìgbésí ayé àti ìlera gbogbogbòò sunwọ̀n sí i nípasẹ̀ àwọn ohun èlò ìṣègùn tuntun.
