{پیام:در دست تهیه}

آشکار ساز سوسوزن(شمارنده سنتیلاتور) scintillation
دید کلی
در یک بلور جسم جامد ، برهم گنش میان ذرهء باردار حامل انرژی و الکترونها باعث کنده شدن الکترون از محل خود در شبکه بلور می شود. هنگامی که الکترونی در این تهی جا (جای خالی) می افتد نور گسیل می شود که بعضی از بلورها نسبت به این نور شفاف هستند. بنابراین عبور ذزهء باردار حامل انرژی در بلور با سنتیلاسیون یا سوسوزنی نور گسیل شده از بلور علامت داده می شود. این نور در یک آشکارساز سوسوزن به یک تپ الکتریکی تبدیل می شود.
تاریخچه:
رادفورد از این روش با استفاده از Z n s به عنوان سنتیلاتور برای شمارش ذرات آلفای پراکنده در تجربهء تاریخی خود به نام پراکندگی آلفا استفاده می شود. این روش خسته کننده و ابتدایی بود و خیلی زود روش استفاده از شمارنده های گازی که درآن شمارش به طور الکترونیکی انجام شده و درصورت لزوم بدست آوردن اطلاعات دربارهء انرژی اشعه نیز ممکن می باشد، جانشین آن گردید. درسال 1944 لوکان و بیکر فتومولتی پلایر را جانشین روش استفاده با چشم غیرمسلح نمودند و کمی بعد کالمن نفتالین را جانشین کریستال کوچک و نازک Z n s نمود. این دو تغییر انقلابی در آشکارسازی با روش سنتیلاسیون ، آشکارسازی ، ثبت و تجزیه و تحلیل پالس هایی که باهریک از ذرات تابش به وجود می آیند امکان پذیر ساخته است.
مکانیزم کار شمارندهء سنتیلاتور:
وقتی که تابش یونیزه کننده ازداخل سنتیلاتور عبور می کند فتون هایی را به وجود می آورد. فتومولتی پلایر دارای لایه ای با خاصیت فتوالکتریک می باشد وقتی نور بااین لایه برخورد می کند الکترون از آن خارج می شود تعداد الکترونهای خارج شده تابع شمار فتون هایی است با فوتوکاتد برخورد می کنند. الکترونهای گسیل شده توسط سطح فوتوکاتد در میدان الکتریکی شتاب می گیرند و وبه طرف دینود رانده می شوند. دینود صفحه ای است با رویهء خاصی که الکترونها به آسانی ازآن کنده می شوند. هرالکترونی که به دینود می رسد بسته به انرژی که درمیدان الکتریکی دریافت می کند حدود سه یل چهار الکترون از دینود می کند. سپس الکترونهایی که از دینو گسیل می شوندبه طرف دومین دینود شتاب می گیرندو هریک از الکترونها چندین الکترون دیگررا از این دینود جدا می سازند، و این فرایند چندین بار با تعداد الکترونهایی که در هردینود سه یا چهار برابر شده اند تکرار می شود. تکثیرکننده های فوتونی موجود ، تا 1 4 مرحله ای هستند الکترونهای آخرین دینود ( بارکل Q ) توسط یک صفحه( که آند نامیده می شود) جمع می شوند و ازآنجا الکترونها به طرف خازن C1 جریان پیدا می کنند درنتیجه در خازن C باری برابر به بار خازن C1 القا می شود که در خروجی ایجاد ولتاژ می کند که این Voult به کمک مدار RC بصورت یک پالس است.
مواد سنتیلاتور:
بعضی از مواد می توانند انرژی جذب نموده و مقداری ازآن را به صورت نور مجدداً تابش نمایند، این عمل لومینسانس نام دارد. موادی که تابش مجدد را درطول زمانی حدود چند میکروثانیه یا کمتر انجام می دهند به مواد فلورسان موسوم هستند موادی که فاصلهء زمانی جذب انرژی و پس دادن آن به صورت نور برایشان طولانی تر است شان نام دارند. در آشکارسازی تابش ها فقط مواد فلورسان به کار می روند وقتی برای چنین منظوری مورد استفاده قرار می گیرند سنتیلاتور نامیده می شوند. یکی از خواص لازم برای سنتیلاتور این است که باید به مقدار زیاد نسبت به فتوهایی که تابش می کند شفاف باشد. قسمتی از فتون ها که به وسیله سنتیلاتور جذب می گردد بستگی به نوع ماده دارد سنتیلاتورهای غیرآلی تقریباً 100% شفاف هستند سنتیلاتورهای آلی به طور کلی شفافیت کم دارند.
انواع مختلف سنتیلاتور مورد استفاده قرار می گیرند مواد غیرآلی جامد بیشتر یدور فلزات قلیایی و موا جامد آلی ، به مقدار زیاد هیدروکربورهای معطر جانشین شده و جانشین نشده، محلول های آلی در حلال های مایع و یا پلاستیک از مواد سنتیلاتور هستند.
لامپ های فتومولتی پذیر:
لامپ فتومولتی پذیر یکی از اساسی ترین قسمت یک سیستم آشکارسازی سنتیلاسیون است. کار اصلی آن تبدیل علامت نوری از سنتیلاتور به یک علامت الکتریکی با انجام یک تقویت خطی با ضریب تقویت بزرگتر از 1 0 6 می باشد. این لامپ نباید بخش زمانی یا انرژی قابل توجه داشته باشند.
اولین و مهمترین قسمت فوتوکاتد می باشد. که قسمتی از انرژی فوتون تابشی را به الکترون ها می دهد. در اغلب لامپ های جدید طراحی شده برای شمارش سنتیلاسیون قشر نیمه شفافی از c s sb درسطح داخلی شیشه یا کوارتز و ابتدای لامپ ، قرار داده شده است. این نوع فتوکاتد دارای راندمان عددی (نسبت فتوالکترونها به فوتون های تابشی ) حدود 10% می باشند.
رابطه بین ارتفاع پالس و انرژی:
رابطهء معلومی بین انرژی اشعه تابشی و ارتفاع پالس های ایجادشده بوسیله اشعه وجود دارد. برای شمارنده های گازی ، به استثنای آنهایی که در ناحیهء گایگر کار می کنند، و برای شمارنده های نیمه هادی این رابطه خطی است. در شمارنده های سنتیلاسیون رفتار سنتیلاتورهای مختلف در این مورد متفاوت می باشد. برای سنتیلاتورهای غیرآلی درگام پهنی از انرژی ، ارتفاع پالس بطور خطی برای الکترون ها ، پروتون ها و دوترون های تابشی بر سنتیلاتور نتناسب باانرژی است. درمورد اشعه بتا به دلیل پراکندگی به عقب رابطه خطی نیست. درمورد اشعه گاما ، سنتیلاتورهای انرژی زا از الکترون های ایجاد شده بوسیله اشعه گاما دریافت می نمایند. بنابراین رابطه خطی مشابهی بین انرژی اشعه گاما و ارتفاع پالس برقرار می باشد. مقدار کمی رابطه غیرخطی بین الکترون های ایجادشده و اشعه گامایی که انرژی آن پایین تر از چندصد kev می باشد، مشاهده شده است. برای ذرات سنگین تر رابطه غیرخطی درگام انرژی خیلی پهن اتفاق می افتد. درمورد سنتیلاتورهای آلی رابطه غیرخطی برای اشعه بتا و گاما در انرژی های خیلی پایین تقریباً چند kev اتفاق می افتد، در صورتی رابطه غیرخطی برای ذرات ینگین تر در گام پهن تری از انرژی ادامه پیدا می کند.
رابطهء بین ارتفاع پالس و جنس ذره:
ارتفاع پالس های ایجادشده بوسیله ذرات سنگین یونیزه کننده نظیر ذرات آلفا ممکن است به مقدار قابل ملاحظه ای با پالس های به وجود آمده از الکترون های با همان انرژی متفاوت باشد. این تفاوت تابع نوع شمارنده می باشد که بطورکلی در مورد شمارنده های گازی و شمارنده های نیمه هادی کوچک است.
آشکارسازی اشعه گاما به وسیلهء شمارنده های سنتیلاسیون:
اشعهء گاما درنتیجهء یکی از مراحل زیر در سنتیلاتور متوقف می گردد #پدیدهء فتوالکتریک #پدیده کامپتون #پدیده جفت سازی.
در مرحله اول الکترون ها به وجود می آیند و در مرحله سوم الکترون ها و پوزیترون ها ایجاد می شوند. این ذرات باردار سنتیلاتور را تحریک کرده و فوتون ها را به وجود می آورند بنابراین ارتفاع پالس ایجاد شده به وسیله اشعه گاما متناسب با انرژی الکترون ( پوزیترون ) می باشد می توان نتیجه گرفت که توزیع ارتفاع پالس ( یعنی تعداد پالس ها برحسب ارتفاع پالس ) تابع سطح مقطع های نسبی دراین مراحل است.
آشکارسازی ذرات باردار بوسیلهء شمارنده های سنتیلاسیون:
هرنوع سنتیلاتور را می توان برای آشکارسازی ذرات باردار به کاربرد برای ذرات آلفا چون برد آنها خیلی کوچک است، کریستال های نازک به کار می برند برای سایر تابش ها ، مانند ذرات آلفا چون برد.
درشمارش بتا با سنتیلاتورها توجه خاصی به این دو فاکتور شود #پراکندگی به عقب #توزیع انرژی اتصالی برای ذرات بتا از چشمه های رادیواکتیو. پراکندگی به عقب در مورد سنتیلاتورهای پلاستیک آلی خیلی کوچک است لذا این کریستالها برای اسپکتروسکپی الکترون مورد استفاده قرار می گیرند.
آشکارسازی نوترون ها:
آشکارسازی نوترون ها تابع واکنش هایی است که درآن یک ذره باردار بوجود می آید برای نوترون های سریع آشکارسازی تابع پراکندگی الاستیک n –p بوده و برای نوترون های آهسته تابع واکنش های هسته ای Li 7 B(n ) 10 ویا 14e 4 Li(n - 3H) می باشد. هردو واکنش هسته ای دارای این مزیت هستند که در آنها اشعه گاما به وجود نمی آید و محصولات واکنش دارای انرژی جنبشی خیلی زیاد هستند.


اشعه ماورای بنفش
دید کلی:
اشعه فرا بنفش انرژی الکترومغناطیسی است که برای چشم انسان نامرئی است در طیف الکترومغناطیسی، اشعه ماوراءبنفش بین اشعه X و نور مرئی واقع می شود. خورشید از خود تشعشع فرابنفش صادر می کند که اغلب می تواند روی پوست اثراتی مانند آفتاب سوختگی داشته باشد.
گستره اشعه ماوراء بنفش:
اشعه ماوراء بنفش بین طول موجهای144 0/0 میکرومتر و 39/0میکرومتر است.
اشعه ماوراء بنفشرا به سه منطقه تقسیم می کنند:
ماوراء بنفش به طول موج بلند یا ماوراء بنفش A:
این اشعه بین طول موجهای 39/0 و 315/0 میکرومتر قرار دارند. نسبت این اشعه در نور آفتاب، قوس الکتریکی زغال و چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است.
ماوراء بنفش باطول موج متوسط یا ماوراء بنفش B :
این اشعه بین طول موجهای 315/0 و 28/0 میکرومتر است این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهای الکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد تأثیر آنها در پوست شدید است.
ماوراء بنفش با طول موج کوتاه یا ماوراء بنفش C :
این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 28/0 میکرومتر است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد.
جذب اشعه ماوراء بنفش:
از شیشه معمولی فقطاشعه ماوراء بنفش A عبور می کند. در صنعت شیشه هایی با ترکیبات مخصوص می سازند که طول موج 26/0 یعنی ماوراء بنفش B و A و قسمتی از C را نیز عبور دهد.
شفافیت کوارتز خیلی بیشتر از شیشه است و فقط طول موجهای کوتاهتر از 18/0 میکرومتر در آن جذب می شود. به همین سبب حبابهای چراغهای مولد اشعه ماوراء بنفش را از کوارتز تهیه می کنند.
آب خالص برای اشعه ماوراء بنفش شفاف ترین مایعات است و طبقات نازک آن امواج بلندتر از 2/0 میکرومتر را از خود عبور می دهند.
گازها معمولاً برای اشعه ماوراء بنفش شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 18/0 میکرومتر از لایه های نازک هوا بخوبی عبور می کند.
منابع اشعه ماوراء بنفش:
منابع اشعه ماوراء بنفش خیلی زیاد است . تعدادی از آنها عبارتند از:
قوس الکتریکی زغال:
نسبت اشعه ماوراء بنفش در قوس الکتریکی زغال نسبتاً کم است ولی اگر اکسیدهای فلزی به الکترودهای زغالی اضافه کنند مقدار این اشعه افزایش می یابد.
برای این کار الکترودهای می سازند که در آنها یک غلاف زغالی دور اکسید فلزی را گرفته است. قوسهایی که الکترود آنها از فلز خالص ساخته شده باشند نیز به نسبت زیاد اشعه ماوراء بنفش دارند.
چراغهای بخار جیوه :
مهمترین و متداولترین منابع اشعه ماوراء بنفش چراغهای بخار جیوه هستند که با مصرف کم نیروی الکتریکی، مقدار اشعه ماوراء بنفش تولید می کنند. قسمت اساسی لامپ از لوله ای از جنس کوارتز ساخته شده است که در دو طرف آن دارای دو مخزن جیوه است.
اندازه گیری اشعه ماوراءبنفش :
اساس اندازه گیری اشعه ماوراء بنفش متکی به خواص فیزیکی و شیمیایی آن است وسایلی که برای اندازه گیری اشعه ماوراء بنفش وجود دارد اکتی نومتر(Actinometer) نامیده می شود و به سه دسته تقسیم می شود.
پیل ترموالکتریک:
جسمی را که کلیه اشعه را جذب می کند در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصله را اندازه گیری می کنند.
اکتی نومتر فیزیکی:
مهمترن این نوع اکتی نومترها سلول فوتو الکتریک (Photo electric) است که از یک حباب از جنس کوارتز که به خوبی تخلیه شده است و تشکیل شده و نیز شامل دو الکترود است.
اکتی نومتر شیمیایی:
املاح نقره در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش احیا شده و چون نقره آن آزاد می گردد املاح سیاه رنگ می شود.
اکتی نومتری که متکی به خاصیت فوق است اکتی نومتر بوردیر(Bordier) است.
خواص فیزیکی و شیمیایی اشعه ماوراء بنفش:
1ـ خاصیت فوتوالکتریک
2ـ خاصیت فلوئورسانس
3ـ خاصیت فوتوشیمیایی
کاربرد اشعه ماوراءبنفش:
1ـ برای ضد عفونی کردن آبها
2ـ تحریک پذیری شدید روی اعضای حسی سطحی
3ـ تخریب نسوج
4ـ تخریب باکتریها
مباحث مرتبط با عنوان:
اندازه گیری اشعه ماوراء بنفش
خواص اشعه ماوراء بنفش
کاربرد اشعه ماوراء بنفش در پزشکی



اشعه مادون قرمز:
!دیدکلی:
اشعه مادون قرمز بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با سطوح انرژی اتمی ارتباط دارد. بطوری که وقتی این اشعه توسط ماده جذب شود به تولید آثار حرارتی می کند.
گسترده اشعه مادون قرمز:
منطقه اشعه مادون قرمز بین طول موجهای 0.8 میکرومتر (که حد اشعه مرئی است) و 343 میکرومتر قرار دارد.
در اشعه مادون قرمز طول موج های کوتاه تر از 1.5 میکرومتر از پوست می گذرند و بقیه جذب شده و تولید حرارت می کنند. اشعه مادون قرمز را به دو قسمت تقسیم می کنند:
*طول موجهای بین 0.8 میکرومتر تا 4 میکرومتر.
*طول موجهای بلندتر از 4 میکرومتر که اغلب بوسیله مواد جذب می شوند بخصوص طول موجهای بلندتر از 10 میکرومتر بوسیله هوا کاملا جذب می شوند.
جذب اشعه مادون قرمز:
*آب یکی از مواد خیلی جاذب اشعه مادون قرمز است. محلول نمک طعام در حدود 20 برابر آن خالص اشعه را جذب می کند.
*شیشه معمولی برای اشعه مادون قرمز بلند بکلی غیر قابل نفوذ است و مورد استفاده آن در ساختن گلخانه ها برای حفظ گلها از سرما بسبب همین خاصیت است.
منابع اشعه مادون قرمز:
# بزرگترین منبع طبیعی اشعه مادون قرمز خورشید است. مقداری از نور آفتاب که به ما می رسد دارای اشعه مادون قرمزکوتاه است زیرا پرتوهای مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده اند.
# منبع مصنوعی:
*اجسام ملتهب:
بهترین منبع مصنوعی اجسام ملتهب می باشند که طول موحج آنها برحسب درجه حرارت تغییر می کند.
اگر بخواهیم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشیم باید نور این قبیل منابع مصنوعی را بوسیله شیشه هایی که در ترکیب آنها ید و یا اکسید منگنز دو (Mno) وجود دارد صاف کنیم. این نوع صافیها طیف مرئی را جذب می کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور می دهند.
*عبور حریان الکتریکی از مقاومتها:
روش دیگر که سهل و عملی است عبور جریان الکتریکی از مقاوتهای فلزی است بطوریکه این مقاوتها سرخ می شوند. این مقاومتها غالبا از آلیاژهای آهن و نیکل ساخته شده اند.
*چراغ با مفتول زغال:
چراغهایی که مفتول آنها از زغال ساخته شده است نیز به نسبت زیاد اشعه مادون قرمز دارند. در این چراغ نسبت اشعه کوتاه بین 1 میکرو متر و 7 میکرومتر خیلی کم ولی نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زیاد است.
*چراغ بخار جیوه:
چراغ بخار جیوه نیز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بین 0.92 میکرومتر و 1.3 میکرومتر تولید می کند ولی نسبت اشعه حاصله نسبت به سایر منابع کمتر است.
اندازه گیری اشعه مادون قرمز:
برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز از جذب انرژی حرارتی آن استفاده می نمایند. یعنی این اشعه را به جسمی می تابانند که بتوانند کلیه انرژی را جذب کند و سپس مقدار حرارتی را که در جسم مزبور تولید گشته اندازه می گیرند.
*پیل ترموالکتریکی:
وسیله دقیق دیگر برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز استفاده از پیل ترموالکتریک می باشد که در آن انرژی حرارتی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود و به سهولت قابل اندازه گیری است.
*سوزن ترموالکتریک:
برای اندازه گیری درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهی بنام سوزن ترموالکتریک استفاده می کنند.
خواص فیزیولوژیکی اشعه مادون قرمز:
*اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی می شود.
*اشعه مادون قرمز ممکن است در چوست سوختگیهای نسبتا شدیدی ایجاد نماید.
*اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند ، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست می شود و حتی از راه عکس العمل پوستی در بهبودی حال عمومی نیز می تواند موثر واقع شود.
*این اشعه خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه بافتها است.
کاربرد اشعه مادون قرمز
*ترموگرافی
طیف سنجی
*بالا بودن متابولیسم
مباحث مرتبط با عنوان:
*ترموالکتریسیته


اسمز
دید کلی : بعضی از خواص محلولها اساسا به غلظت ذرات حل شده، نه به ماهیت این ذرزات، بستگی دارد. این خواص را خواص غلظتیColligative) ) می‌نامند.یکی از این خواص ، برای محلولهای دارای مواد حل شده غیر فرار عبارت از « فشار اسمزی» است.عامل ایجاد فشار اسمزی ، ذرات و حرکات جسم حل شونده است. ماهیت فشار اسمزی:غشایی ماند سلوفان که برخی از مولکول ، نه همه آنها را از از خود عبور می دهد، غشای نیمه تراوا نامیده می‌شود.غشایی را در نظر می‌گیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشاء نسبت به آب، تراوا است، ولی «سوکوروز» ( قند نیشکر) را از خود عبور نمی‌دهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بلزوی چپ لولهU شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است . از این غشاء محلولهای قند نمی‌توانند عبور کند ولی مولکولهای آب در هر دو جهت می‌توانند عبور کنند. اما در بازوی چپ این لوله ( بازویی که محتوای آب خالص است)، تعداد مولکولهای آب در حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از این رو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشاء به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشاء به تدریج زیاد می‌شود و محلول قند رقیق تر می‌گردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد می‌شود.این فرایند را اسمز می‌نامند. اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دوبازوی لوله U، اندازه فشار اسمزی را نشان می‌دهد.بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی می شود، مولکولهای آب از سمت راست غشاء به سمت جپ آن رانده می‌شوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشاء در دو جهت برابر است.
اسمز معکوس: اگر بر محلول بازوی سمت راست،فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود. این فرایند که « اسمز معکوس»نامیده می‌شود، رای تهیه آب خالص از آب نمکدار به کار می‌رود.
تشابه اسمز و نفوذ: بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظتر به ناحیه رقیق تر نفوذ می‌کنند.
معادله وانت هوف:
یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد: Πv=nRT
که این رابطه برای محلولهای ایده‌ال می‌باشد. در این رابطه ،π ،فشار اسمزی بر حسب اتمatm ) ) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V ( برحسب لیتر) ،I دمای مطلق وR ثابت گازها ( L.atm/K.mol08206/0 ) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایده‌ال، کاملا مشخصاست. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نوشت: π= M6RT
که در آن M مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.
نقش فرایند اسمز در پدیده های طبیعی:
اسمز در فراینهای فیزیولوژیکی گیاهی وحیوانی نقش مهمی دارد. عبور مواد از غشای نیمه تراوای سلول زنده ، کار کلیه ها و بالا رفتن شیره گیاهی در درختان ، مهمترین نمونه های اسمز است. غشای گلبولهای قرمز ز نوع نیمه تراوا است. اگر گلبولهای قرمز در آب خالص قرار گیرند،آب به درون آن نفوذ کرده و مایعات آن را رقیق می‌کند. در نتیجه گلبول متراکم شده و جدار آن پاره می‌شود و اگر گلبول قرمز در محلول غلیظ قند قرار گیرند ، آب درون گلبولها از غشای آنها عبور کرده و محلول اطراف آن را رقیق می‌کند. در نتیجه، گلبولها چروکیده می شوند. به منظور ممانعت از وقوع هر یک از این حوادث در تزریقات وریدی ، محلولهای مورد استفاده باید ایزوتونیک با خون باشد. یعنی فشار اسمزی این محلولها باید برابر با فشار اسمزی خون باشد.
مباحث مرتبط با عنوان:
وانت هوف ( برندگان جایزه نوبل شیمی)
خواص کولیگاتیو
تعادل شیمیایی




آثار بیولوژیکی امواج ماورا صوت
دید کلی:
امواج ماورا صوت و امواج ریز صوتی امواجی هستند که گوش نسبت به آنها حساس نیست. امواج ماورا صوتی امواجی هستند که فرکانس آنها بالای 20 هزار هرتز است. آثار بیولوژیکی امواج ماورا صوت بیشتر مربوط به تاثیرات مکانیکی، حرارتی و شیمیایی این امواج است که بعضی از تاثیرات مهم آن عبارتنداز:
سلولها:
امواج صوتی دز سوسپانسیونهای رقیق خون تاثیر گذاشته و باعث از بین رفتن سلولهای مختلف و لاکتریها می شود. امواج ماورا صوتی حتی با انرژی کم سبب ترکیدن گلبولهای قرمز خون شده و آنها را به صورت ذرات خیلی ریز در می آورد.
موجودات چند سلولی:
نخستین آثار زیست شناسی امواج ماورا صوتی توسط لانژون ( Lan gevin ) مطالعه شد.
ماهیها:
لانژون مشاهده کرد که ماهیهایی که در مسیر اشعه ماورا صوتی با شدت زیاد قرار می گیرند ابتدا مضطرب شده و سپس بی حس و بی حرکت می شوند و می میرند.
موشها:
حساسیت موشها در مقابل این اشعه کمتر از ماهیهاست. چنانچه موشها 20 دقیقه در معرض تابش این امواج قرار گیرند به زحمت راه می روند ولی با قطع امواج بهبود می یابند.
قسمتهایی از بدن:
هرگاه درجه حرارت بالا برود اثر حرارتی ممکن است روی موجودات چند سلولی عامل موثر و مهمی باشند. در مقاطعی از کبد، کلیه، طحال و … نقصان مشاهده می شود. هرگاه در بدن موجودات زنده کبد در معرض تابش این امواج قرار گیرد گلوکز آن زیاد و اسید لاکتیک آن زیاد می شود.
در پیوند اعضای بدن:
اگر پوست را قبل از پیونددر معرض امواج ماورا صوتی قرار دهندپیوند بهتر انجام می شود. و هرگاه بعد از عمل جراحی به محل بخیه این امواج را بتابانند زودتر جوش می خورد و بهبود می یابد.
مکانیسم تاثیر امواج صوتی:
بطور کلی امواج ماورا صوتی بعد از انتقال به بدن بافتها را در یک ارتعاش سریع با دامنه کم قرار می دهدو مقداری از انرژی امواج جذب بافتها شده به حرارت تبدیل می شود.ارتعاش نسوج یک اثر مکانیکی و تولید حرارت یک اثر فیزیکی است.
اثر حرارتی:
اثر حرارتی سبب بالا رفتن درجه حرارت موضعی می گرددو جریان خون بدن باعث پخش این حرارت می شود. با مقادیر درمانی ماورا صوت حرارت موضعی گاهی تا 2 درجه بالا می رود و ید خونی موصعی که حاصل میشود مهمترین اثر بیو لوژیکی امواج ماورا صوتی است که باعث تسریع در واکنشهای بیو شیمیایی می شود.
اثر مکانیکی:
اثر مکانیکی امواج احتمالا باعث افزایش قابلیت نفوذ جدار سلولی و در نتیجه باعث تسریع اعمال آن می شود. به این طریق که جدار سلولی اجازه ورود ذرات کوچک را داده و مانع ورود مولکولهای بزرگ می شود. این نوسانات بریع باعث سقوط فشار موضعی میشود که آنهم شاید اصر فیزیولوژیکی خاصی داشته باشد. بطور خلاصه افزایش قابلیت نفوذ غشا سلولی توام با بالا رفتن حرارت موضعی باعث بهبود افزایش متابولیسم سلولی می شود و مبادلات شیمیایی بهتر و با سرعت بیشتری صورت می گیرد.




اتاقک یونیزاسیون
دید کلی:
کارکرد بسیاری از آشکارسازهای تابش هسته ای مبتنی براستفاده از یک میدان الکتریکی برای جداسازی و شمارش یون های (یاالکترونهای) تشکیل شده در اثر عبور تابش از آشکارساز است این نوع از آشکارسازها را آشکارسازهای گازی می گویند. اتاقک یونیزاسیون یا شمارنده یونیزاسیون نوعی شمارشگر یا آشکارساز گازی است که اساس کار آن تبدیل افت پتانسیل ایجادشده دراثر یونش به یک پالس الکتریکی است که دامنهء این پالس متناسب است با تعداد یون های تولیدی آن هم متناسب می شود با انرژی تابش هسته ای که وارد آشکارساز شده است.
ساختار یک اتاقک یونیزاسیون:
اتاقک یونیزاسیون را می توانیم به صورت یک خازن با صفحات موازی تلقی کنیم که ناحیه بین صفحات آن را گازی که معمولاً هواست پرکرده میدان الکتریکی دراین ناحیه مانع از ترکیب مجدد یون ها و الکترون ها می شود و برای درک بهتر وضعیت درون اتاقک باید گفت درحالی که ابری از الکترون ها به سوی صفحه متصل به پتانسیل مثبت رانده می شود یون های مثبت به طرف صفحهء دیگر خازن سوق داده می شود.
برای ورود دسته پرتوها به داخل اتاقک ، روی بدنه جانبی اتاقک سوراخی تعبیه شده است و برای اینکه پرتوهای ورود بتوانند بدون برخورد به مانعی (بجزهوا) از اتاقک خارج بشوند درمقابل همین سوراخ ، روی بدنه مقابل سوراخ وسیع تری ایجاد شده است.
طرز کار اتاقک یونیزاسیون:
هنگامی که پرتوها از سوراخ اول وارد و از سوراخ دوم خارج می شوند، درمحدودهء طول مسیر خود ، حجم مشخصی از هوای درون اتاقک را یونیزه می کنند. یون های تولیدشده تحت تأثیر میدان الکتریکی که دارد به سمت یکی از صفحات حرکت می کند تا به آن برسد. با اندازه گیری مقدار بارالکتریکی که به یکی از صفحات رسیده است و بادانستن مقدار حجم هوایی که درآن یون سازی صورت گرفته می توان به کمیت پرتو پی برد. برای اندازه گیری دقیق مقدار پرتوها بااین وسیله نکات مهم زیر رعایت می گردد:
#ابعاد اتاقک طوری انتخاب می شود که پرتوهای یون تمام انرژی خودشان را درون اتاقک از دست بدهند و به همین دلیل ابعاد اتاقک تابع انرژی پرتوهاست.
#باگذاردن مانع کافی درسرراه ورود پرتوها به جز آنچه ازسوراخ تعبیه شده وارد اتاقک می شود، جلوگیری می شود.
#سعی می شود که بین دوصفحهء فلزی و بخصوص در محدوده ای که یون ها جمع آوری و اندازه گیری می شوند شدت میدان الکتریکی یکنواخت باشد و به همین سبب است که یکی از صفحات جاذب یون ها به سه قسمت تقسیم می شود و فقط یون هایی که در محوطه میانی اتاقک تولید می شوند جمع آوری و اندازه گیری می شوند.
#بادخالت دادن ضریبی که مربوط به تأثیر درجه حرارت و فشار درحجم هوای مورد تابش است نتایج حاصل اندازه گیری ها تصحیح می گردد.


تقسیم بندی اتاقک یونیزاسیون:
کنتورهای یونیزاسیون یا به صورت نوع مجموعه ای و یا نوع پالسی به کار می روند. میزان تخلیه الکتریکی الکترودها با ثابت زمانی سیستم تعیین می شود. اگر ثابت زمانی طوری تنظیم گردد که خیلی بزرگتر از زمان جمع آوری یون ها باشد، تخلیه درمقایسه با زمان جمع آوری آهسته خواهدبود. دراین حالت سقوط پتانسیل اندازه گیری شده درهرلحظه کلاً متناسب با یون های جمع آوری شده تا آن لحظه است، به عبارت دیگر این سقوط پتانسیل متناسب با انرژی جذب شده به وسیله شمارنده تا آن لحظه می باشد. یک شمارنده که دراین شرایط کارکند، شمارنده نوع مجموعه ای است. اگر ثابت زمانی فقط کمی بزرگ تر از زمان جمع آوری یون ها باشد، دراین صورت هر تابش یک پالس ایجاد می کند یعنی یک تغییر پتانسیل درطول زمانی کوتاه به وجود می آید دراین حالت شمارنده یک شمارندهء پالس می باشد. درحالت کلی سه نوع شمارندهء یونیزاسیون داریم. اتاقک یونیزاسیون ، بادیوارهء هوا ، دزی متری جیبی و شمارنده های یونیزاسیون ازنوع پالسی .
اتاقک یونیزاسیون با دیوارهء هوا:
یک اتاقک یونیزاسیون باهوا مانند شمارندهء گازی وسیله ای مناسب برای تعیین مقدار ذره یک ماده رادیواکتیو است. الکترودهای محافظ حجم شمارنده را معین می کنند. حجم حساس بنابه فرض باید با دیواره هوایی محدود گردد فرض می شود که کاهش تابش ذره ای از حجم حساس با یونیزاسیون ایجادشده در دیواره های هوا جبران شود. دراین شمارنده دیواری وجود ندارد که مانع اشعه شود بنابراین ، چون حجم حساس هوا معلوم است، می توانیم مستقیماً کل یونیزاسیون ایجادشده دریک حجم کاملاً معین هوا را به دست آوریم.
دزی متری جیبی:
یکی از موارد استفاده زیاد اتاقک یونیزاسیون دزی متری جیبی است این وسیله ازیک اتاقک یونیزاسیون با مکانیزم کامل تعیین بار تشکیل می شود. دورشته پوشیده از فلز یکی ثابت و دیگری قابل حرکت به یک الکترود سیلندری متصل می باشند، الکترود دیگر غلاف دزی متری است. این دو الکترود به وسیلهء یک غیرهادی به هم اتصال دارند تا بدین وسیله نشت بار کاهش یابد. الکترودها توسط یک چشمهء اختلاف پتانسیل الکتریکی تا مقدار ماکزیمم باز می شوند بدین معنی که انحراف رشته به محلی که در سیستم نشان دهنده درجهء صفر است برسد.
وقتی که اشعه ازداخل دزی متر بگذرد یون های ایجادشده به الکترودها می رسند و پتانسیل آنها را کاهش می دهند. این وضع باعث کاهش انحراف می شود و درنتیجه آن رشته درجایی قرار می گیرد که عدد بزرگتر از صفر را نشان می دهد. شمارندهء یونیزاسیون ازنوع پالس:
شمارنده های ازنوع پالس را که درناحیه یونیزاسیون کار می کنند می توان برای اسپکترسکپی ذرات یونیزه کننده به کاربرد. این وسایل دارای قدرت تفکیک انرژی زیاد هستند.


آشکارسازی نوترون
دید کلی:
ازآنجا که نوترون یک ذرهء خنثی است، با آشکارسازهای معمولی که برای تشعشعات یون ساز به کار می رود، آشکار نمی شود. بنابراین آشکارسازی نوترونها مستقیماً با استفاده از واکنشهای هسته ای ، که ذرات ثانویه باردار تولید می کنند، انجام می گیرد. این واکنشها دونوع هستند: دراولین نوع ذرات هسته ای باردار فوراً تولید می شوند. و دومین نوع واکنشهای هسته ای ، اساس شاخصهای رادیواکتیو را تشکیل می دهند.
#آشکارساز نوترون با واکنشهای ( ąوn )
آشکارساز برن ( Boron counter ) :
آشکارساز برن یکی از ساده ترین و پراستفاده ترین وسیله ای است که برای آشکارسازی نوترون به کار برده می شود. این آشکارسازها معمولاً شکل آشکارساز تناسبی را دارند که با گاز تری فلورید بور (3f3) که دارای بور 10 غنی شده است پر شده اند. تری متیل بور B(CH3)3 نیز به عنوان گاز مصرفی آزمایش شده است.
آشکارساز طویل:
برای آشکارسازی نوترونهای سریعتر با استفاده از یک آشکارساز برن ، ابتدا بایستی نوترونها کندشوند. طبق نظریه هانسون (Hanson) و میکیبن (Mckibben) ، بهترین روش و مناسب ترین آشکارساز برای آشکارسازی چنین نوترونهای کندی ، آشکارساز طویل است. آشکارساز طویل ، آشکارساز برنی است که بطور استاندارد در داخل کندکننده پارافین قرار گرفته است. این کندکننده ، آشکارساز نوترونهای سریع را دریک حد نسبتاً زیاد انرژی ، با راندمانی تقریباً مستقل از انرژی میسر می سازد.
سنتیلاتورهای برن (Boron scintillators)
عیبهای اساسی آشکارساز BF3 عبارتنداز: راندمان کم در انرژیهای بالای یک الکترون ولت و زمان جداکنندگی نسبتاً کوچک. این عیوب می توانند با استفاده از آشکارسازهای سنتیلاتور ، بطور قابل ملاحظه ای برطرف شوند.
یک نوع ازاین آشکارساز ، آشکارساز فوتونهای گاما با انرژی 478 کیلوالکترون ولت است که دراثر جذب نوترون بوسیله یک صفحه بور (10B)10 تولید شده اند، توسط یک کریستال NaI ( سدیم آیئداین ) انجام می گیرد. راندمان آشکارساز صفحه ای برن برای فوتونهای گاما با انرژی 4 78kev درحدود 10 درصد است.
#آشکارسازی نوترونهای سریع بااستفاده از پروتونهای پس پراکنده شده:
اگر یک نوترون با انرژی E به پروتون ساکنی برخورد کند، انرژی جنبشی دریافت شده توسط پروتون برابر است با : E=EPcos2Θ که Θ زاویه پراکندگی پروتون و EP انرژی جنبشی دریافت شده توسط پروتون است.
اگر برای یک پراکندگی معلوم ، EPوΘ دریک زمان اندازه گیری شوند، دراین صورت انرژی نوترون را می توان تعیین کرد. اگر اندازه گیریها فقط به انرژی پروتونهای عقب رانده شده محدود شود، طیف نوترون را با تفکیک انرژی این پروتونها می توان تعیین کرد.

آشکارساز سنتیلاتور:
اگر آشکارسازهای سنتیلاتور پروتون عقب رانده شده، برای آشکارسازی بکار یرده شوند مقدار راندمان بیشتر ، و اثرات انتها و دیواره خیلی کوچکتر می گردد.