K TÉMATU: Ultrafialové záření. Rtuťové křemenné výbojky.

ÚČEL: Poskytnout studentovi základní informace o povaze a vlastnostech ultrafialového (UV) záření

čtení, jeho zdroje a jejich struktura, naznačují rozsah použití UV světla v

dicine. Zvažte hlavní zdroje záření a princip fungování rtuti-

křemenný ozařovač. Analyzovat problematiku primárního působení UV světla na tkáň při jeho absorpci a nutnost striktního dávkování UV záření.

PRAKTICKÉ DOVEDNOSTI: Po dokončení práce musí studenti identifikovat hlavní zóny (A, B, C) UV záření a vysvětlit jejich vlastnosti, dále rozvíjet dovednosti v praktické práci s rtuťově-křemennými výbojkami, naučit se používat rtuť-křemen lampy

křemenné ozařovače pro terapeutické, profylaktické a baktericidní účely.

MOTIVACE TÉMATU: UV záření velmi silně působí na živé organismy,

které mohou být prospěšné i škodlivé v závislosti na dávkování a vlnové délce.

Jeho primární účinek je spojen s fotochemickými reakcemi, ke kterým dochází ve tkáních při absorpci záření. Mnoho druhů záření je široce používáno v medicíně pro terapeutické účely. Nejúčinnější je v tomto ohledu ta, která dosáhne na zem.

na povrchu dlouhovlnné části UV světla Slunce. V souladu se speciálem

Díky biologickým účinkům UV záření se využívá v lékařství k léčebným účelům, k hygienickým a preventivním účelům a také jako dezinfekční prostředek.

infekce (baktericidní účely).

I. SAMOSTATNÁ PRÁCE ŽÁKŮ MIMO VYUČOVÁNÍ.

Zopakujte si teoretickou látku školního kurzu fyziky – část „Optika“, téma „Měřítka elektromagnetických kmitů“.

Prostudujte si teoretickou látku lekce s použitím doporučené literatury a vytrvale

obecný metodický vývoj, podle následující logické struktury výukového materiálu: 1. Povaha a vlastnosti UV záření:

a) uveďte definici a hranice UV světla;

b) rozdělení UV záření na blízké a vzdálené;

c) základní vlastnosti UV záření.

2. Biologický účinek UV záření na tělesné tkáně:

a) zóna A proti křivici;

b) erytémová zóna B;

c) baktericidní zóna C;

d) dávkování UV světla při použití, měrné jednotky, koncept biodózy;

e) měření intenzity UV záření. 3. Zdroje UV světla:

a) přirozený zdroj UV záření – Slunce;

b) rtuťové výbojky:

– zařízení rtuťové křemenné výbojky;

– princip činnosti rtuťové křemenné výbojky;

– využití různých typů rtuťových křemenných výbojek v lékařství s léčebnými, odbornými

mléčné a baktericidní účely;

– vlastnosti použití UV světla při ozařování dětí.

Nástroje pro sebevzdělávání žáků mimo vyučování

1. Naučná a metodologická literatura a) zákl

– Remizov A.N. Lékařská a biologická fyzika / A.N. Remizov, A.G. Maksina, A.Ya.

Potapenko. – M.: Drop obecný, 2007. – S. 415-416, 476-487.

– Remizov A.N. Kurz fyziky / A.N. Remizov, A.Ya. Potapenko. – M.: Drop obecný, 2004. – S. 403406, 570-576.

– Fyzika a biofyzika / Ed. VF. Antonov. – M.: GEOTAR-Media, 2008. – S. 63-72, 408-415.

– Přednáškový materiál k sekcím „Ionizující záření. Základy dozimetrie“,

– Arťukhov V.G. Biofyzika / V.G. Arťukhov, T.A. Kovaleva, V.P. Šmelev. – Voroněž: Nakladatelství

do Voroněže. Univ., 1994. – S. 282-303.

– Vladimirov Yu.A. Fyzikálně-chemické základy fotobiologických procesů / Yu.A.

Vladimirov, A.Ya. Potapenko. – M.: Vyšší. škola, 1989. – S. 82-87, 96-145.

– Arťukhov V.G. Optické metody pro analýzu intaktních a modifikovaných biologických

lyžařské systémy / V.G. Arťukhov, O.V. Putincevová. – Voroněž: Nakladatelství VSU, 1996. – S. 65-74.

– Gončarov E.V. Ultrafialová radiace. Rtuťové výbojky / E.V. Gončarov,

ČTĚTE VÍCE
Jak správně funguje zásobníkový ohřívač vody?

V A. Pavlovská. – Voroněž: Nakladatelství VSMA, 2005. – 15 s.

2. Konzultace s vyučujícími (týdně dle individuálního rozvrhu).

TEORETICKÝ MATERIÁL K TÉMATU LEKCE

UV záření je elektromagnetické vlnění, které zabírá spektrální oblast mezi nimi

mezi fialovým okrajem viditelného světla (400 nm) a dlouhovlnnou částí rentgenového záření

ozáření (10 nm). UV záření se dělí na blízké (neboli fluorescenční) od 400 do 200

nm a daleko (nebo vakuum) od 200 do 10 nm.

UV světlo je absorbováno obyčejným sklem. Při vlnové délce více než 200 nm prochází křemenem, kamennou solí a speciálními skly. Při vlnové délce kratší než 200 nm je UV záření dosud silně absorbováno všemi tělesy včetně tenkých vrstev vzduchu

vakuum) UV záření není pro medicínu zvlášť zajímavé. UV záření je neviditelné

dimo však působí na vnější membránu oční bulvy a způsobuje velmi bolestivý zánět (konjunktivitidu). Proto je při práci se zdroji UV záření nutné chránit

Chraňte své oči speciálními brýlemi.

UV světlo má silný vliv na živé organismy, což může být

užitečné a škodlivé. Jeho primární účinek je spojen s fotochemickými reakcemi, které vznikají

proniká do tkání, když je záření absorbováno. UV záření proniká do tělesné tkáně velmi mělce, 0,1-1 mm, ale způsobuje složitou biologickou reakci,

projevující se erytémem v místě radiační zátěže. Erytém je intenzivní zarudnutí kůže, které se objevuje 6–12 hodin po vystavení záření, drží

trvá několik dní, pak zmizí, ale zanechává světlo po dlouhou dobu

hnědá pigmentace kůže zvaná opalování.

V souladu s charakteristikou biologického působení se rozlišují následující zóny UV záření:

1. Zóna A – proti křivici. Vlnová délka od 400 do 315 nm. Při správném dávkování,

Má posilující a otužující účinek na organismus. Tato zóna odpovídá dlouhovlnné části slunečního UV záření, které dopadá na zemský povrch. Je-

Používá se pro hygienické a preventivní účely.

2. Zóna B – erytémová. Vlnová délka od 315 do 280 nm; vyznačující se erytémovým působením

em, nejvýraznější při vlnové délce 296,7 nm. Používá se k léčebným účelům.

3. Zóna C – baktericidní. Vlnová délka je od 280 do 200 nm, je baktericidní (tj.

zabíjení bakterií) účinek, nejvýraznější při vlnové délce 253,7 nm. Je-

Používá se jako prostředek k dezinfekci prostor.

Záření jakéhokoli druhu se v medicíně používá k terapeutickým účelům v přísném dávkování.

Účinek záření na hmotu, včetně živých organismů, závisí jak na celkové energii záření absorbované objektem během doby expozice, tak na energii absorbované

min za jednotku času, tzn. na absorbovaném výkonu, neboli toku záření, stejně jako na energii

gies kvant ( = h ). V tomto případě se nebere v úvahu odraz od povrchu předmětu a dozimetr.

rija je založena na síle záření dopadajícího na objekt.

Energie UV záření dopadající na jednotku ozařovaného povrchu (1 cm 2 ) po celou dobu ozáření se nazývá dávka záření. Dávka záření (D) se měří v μJ/cm2.

Výkon nebo energetický tok UV záření na jednotku plochy ozařovaného povrchu kolmo ke směru záření (hustota toku energie) se nazývá

ozáření (E) a měří se v μW/cm2. Je zřejmé, že dávka (D) se rovná ozáření (E),

ČTĚTE VÍCE
Který materiál má nejnižší odpor?

násobeno dobou ozařování (t):

Intenzita UV záření se měří pomocí fotoelektrických přístrojů. Pro měření v určitých částech ultrafialového spektra jsou fotobuňky vybaveny příslušnými

vhodné světelné filtry. Ve zdravotnických zařízeních se používají přístroje založené na stejném principu a nazývané dozimetry. Používají se k měření intenzity UV záření

záření během léčebného postupu.

Biologický účinek UV záření závisí na intenzitě toku záření.

Intenzita UV světla je nepřímo úměrná (mocnině blízké kvadratické závislosti

vzdálenost) k ozařovanému povrchu. Proto je zvykem umístit ozařovač ve vzdálenosti minimálně 60 cm od ozařovaného povrchu. Kromě toho biologická reakce subjektu závisí také na fotosenzitivitě jeho kůže. Proto je v praxi stanovena minimální dávka záření z daného ozařovače způsobující minimální (porózu) na kůži.

gov) reakce. Tato dávka, vyjádřená v délce trvání ozařování v určité vzdálenosti od lampy k povrchu kůže, se nazývá biodóza. Biodávka je určena pro

povrch břicha, jako nejvíce fotocitlivá oblast kůže, ve vzdálenosti od ozáření

chatel rovna 60 cm.Průměrná biodávka je 2-3 minuty.

Nejsilnějším přirozeným zdrojem tepelného UV záření je Slunce, jehož 9 % záření na hranici zemské atmosféry tvoří ultrafialové záření. Nejúčinnější z terapeutického a profylaktického hlediska je dosažení zemského povrchu.

dlouhovlnná část UV záření. Z umělých zdrojů světla podle spektr

Vzhledem ke složení záření je elektrický oblouk nejblíže Slunci (sluneční teplota

konečná koruna a oblouk je 6000 °C).

Pro medicínu při získávání UV světla mají největší význam netepelné metody.

lampy, ale lampy, ve kterých dochází k elektrickému výboji v atmosféře rtuťových par.

V tomto případě excitované atomy rtuti produkují intenzivní záření v ultrafialové oblasti spektra. Rtuťové výbojky se dělí na výbojky s nízkým (0,01–1,0 mm Hg), vysokým (150–400 mm Hg) a ultra vysokým (nad atmosférickým) tlakem. Z nich se používají v lékařství

Existují nízkotlaké a vysokotlaké výbojky.

Lékařská vysokotlaká rtuťová výbojka, nebo, jak se říká, rtuťová křemenná výbojka, je rovná trubice z křemenného skla (Křemenem prochází UV záření o vlnové délce větší než 200 nm), ze které byl odstraněn vzduch. Tuba je plná

není naplněn argonem (plyn se snadno ionizuje) pod nízkým tlakem a obsahuje také malé množství rtuti, protože se snadno odpařuje a vytváří záření v požadovaném spektru.

Kovové elektrody připájené na koncích pro zlepšení emise elektronů

pokrytý oxidy alkalických kovů. Když je napájecí napětí zapnuto v argonu,

existuje doutnavý výboj. Výboj se tvoří v důsledku těch jednotlivých iontů a elektronů, které jsou přítomny v zemním plynu, a je udržován díky sekundární ionizaci.

V důsledku bombardování plynovými ionty a elektrony se elektrody zahřívají a z jejich povrchu dochází k emisi elektronů. Celá lampa se zahřeje a rtuť v ní se odpaří. K obloukovému výboji dochází ve rtuťových parách, jejichž tlak se zvyšuje na požadovanou mez; Je nastaven provozní režim lampy. Lampa produkuje záření s

lineární spektrum, které se skládá ze 45-50% viditelného záření v modrofialové hodině –

ty spektrum, které je pozorováno okem při provozu lampy, a 50-55% z ultrafialového záření.

Záření v ultrafialové části spektra dopadá na vlnové délky 365 a 313 nm, což odpovídá

odpovídá především zónám A a B.

Lampa je připojena na střídavou síť (obr. 1). Paralelně s lampou (MQL) je přes tlačítko (K) připojen kondenzátor (C), jehož vybití usnadňuje zapálení. Indukční reaktance (L) je zapojena do série s lampou, která stabilizuje proud v obvodu lampy.

ČTĚTE VÍCE
Kdy mohou být sazenice violy vysazeny na otevřeném terénu?

Při vybíjení v plynu může malá změna napětí mezi elektrodami způsobit neúměrně velkou změnu proudu, která naruší činnost lampy. Při změně proudu v induktoru vzniká elektromotorická síla samoindukce, která působí proti

odpovídající této změně a tím je síla proudu automaticky udržována beze změny

Noe. Lampa je umístěna v reflektoru, který je upevněn na stativu jednoho nebo druhého zařízení, v závislosti na účelu svítilny.

Rýže. 1. Elektrický obvod rtuťové křemenné výbojky

Aplikace UV záření v lékařství

Jako zdroje UV záření integrálního spektra pro jednotlivce

radiační použití přenosná (přenosná), stacionární nebo stolní rtuť-

křemenné ozařovače. Tyto lampy jsou určeny pro lokální ultrafialové ozáření, zejména při výkonech u lůžka pacienta (na oddělení, převazy

na místě, doma atd.).

Pro skupinové expozice se používají lampy majákového typu. Takové lampy jsou

jsou silným zdrojem ultrafialového záření a jsou určeny pro simultánní

stálé ozáření skupiny osob pro preventivní nebo léčebné účely. Prevence

Ultrafialové záření je široce používáno u dětí (prevence křivice, tvorba vitaminu D) a ve sportovní praxi (otužování), stejně jako u osob s

na základě povahy jejich práce denní sluneční osvětlení (práce pod zemí atd.). Pro preventivní účely se hojně využívají i erytémové lampy, které produkují dlouhovlnné UV záření (310-320 nm). Nejčastěji se erytémová lampa používá ve světle

obklady spolu se skupinou zářivek pro osvětlení místností v nedostač

přirozené sluneční záření (školky, školy, nemocnice atd.). Jeden z nejčastějších

podivnou metodou prevence chřipky a jejích komplikací je ultrafialové ozařování

čtení mandlí a nosní sliznice. Ozařování se provádí pomocí trubice s úzkým nebo širokým otvorem. Délka trubice s hrotem zajišťuje vzdálenost od ozařování

k povrchu minimálně 50 cm.Pro léčebné účinky krátkovlnného UV

záření (oblast C), používají se krátkovlnné UV ozařovače (85 % dopadajícího záření

sahá do vlnové délky 254 nm). Intenzita záření je nízká, a proto lampa je

změny pro lokální ozáření malých oblastí kůže a sliznic.

Germicidní výbojky jsou nízkotlaké rtuťové křemenné výbojky,

produkující krátkovlnné UV záření s baktericidním účinkem. Záření má čárové spektrum od 254 do 577 nm (viditelná část spektra). Maximální radiace (80 %

celkového toku) dopadá při vlnové délce 254 nm. Lampy jsou určeny k dezinfekci

kvalita ovzduší na operačních sálech, šatnách, porodních a infekčních odděleních nemocnic atd.

UV záření je biologicky velmi aktivní a při nevhodném použití může pacientovi způsobit vážné poškození. Zdravotnický personál by proto měl obsluhovat pacienty pouze podle lékařů

lékařský předpis s přesným dávkováním. Doporučuje se radiační léčba

Dieta ve 14denním cyklu, s 4-6týdenní přestávkou mezi dvěma cykly. Cyklus by měl vždy začínat nejkratší dobou ozařování a každý druhý den,

Pokud je to možné, provádějte ozařování ve stejné hodiny.

Pokud dojde k opalování více, než se očekává, musíte na 2-3 dny přestat.

ozáření. V tomto případě je třeba zkrátit dobu ozařování nebo zvýšit vzdálenost ke zdroji ozařování. Pokožku je nutné promazávat zklidňujícími krémy,

Pokud se na kůži objeví puchýře, měli byste se poradit s lékařem. Ozáření dětí lze provádět

ČTĚTE VÍCE
Který stabilizátor je lepší, triak nebo invertor?

Pijte pouze pod dohledem dospělé osoby. Před radiační léčbou kojenců, oslabených lidí, nemocných nebo lidí se suchou kůží byste se měli poradit se svým lékařem. V případě vysoké teploty (horečky), bezprostředně po vážném onemocnění, by se ultrazvuková terapie neměla používat.

II. PRÁCE ŽÁKŮ PŘI PRAKTICKÉ VÝUCE.

Získejte povolení absolvovat kurzy. K tomu potřebujete:

– mít shrnutí v pracovním sešitě obsahující název práce, základní teoretické pojmy probíraného tématu, cíle experimentu, tabulku podle vzorku pro zadání experimentu;

– úspěšně projít kontrolou podle experimentální metodiky;

– získat povolení od učitele k provedení experimentální části práce.

Provádění laboratorních prací, diskuse o dosažených výsledcích, příprava poznámek

Zařízení a příslušenství

1. Rtuťový křemenný ozařovač (OKN-11).

2. Měřicí zařízení (mikroampérmetr) upevněné na tyči.

3. Fotočlánek (nebo tranzistor) namontovaný na tyči.

4. Ochranné brýle.

1. S ozařovačem mohou pracovat osoby, které si prostudovaly popis a složily povolení k výcviku.

2. Je ZAKÁZÁNO, když je ozařovač zapnutý:

– pracovat bez uzemnění;

– práce bez ochranných brýlí.

3. Nezapínejte zařízení bez svolení učitele.

1. Odstranění zapalovacích charakteristik rtuťové výbojky.

Účelem tohoto cvičení je prozkoumat závislost intenzity záření UV ozařovače

(podle síly fotoproudu – I f) od okamžiku zážehu do ustáleného stavu provozu.

POZNÁMKA: I f = intenzita UV záření.

1.1. Instalujte fotobuňku ve vzdálenosti 40 cm od ozařovače.

1.2. Zapněte lampu (pokud se nerozsvítí, stiskněte několikrát tlačítko start).

1.3. Po dobu 10 minut po každé minutě zaznamenávejte aktuální hodnotu do tabulky 1.

Lékařská vysokotlaká rtuťová výbojka, nebo, jak se tomu říká, rtuťová křemenná výbojka, je rovná trubice z křemenného skla (křemenem prochází UV záření o vlnové délce větší než 200 nm), ze které byl odstraněn vzduch. Trubice je naplněna argonem (plyn se snadno ionizuje) pod nízkým tlakem a obsahuje také malé množství rtuti, protože se snadno odpařuje a vytváří záření v požadovaném spektru.

Kovové elektrody připájené na koncích jsou potaženy oxidy alkalických kovů pro zlepšení emise elektronů. Při zapnutí napájecího napětí vzniká v argonu doutnavý výboj. Výboj se tvoří v důsledku těch jednotlivých iontů a elektronů, které jsou přítomny v zemním plynu, a je udržován díky sekundární ionizaci.

V důsledku bombardování plynovými ionty a elektrony se elektrody zahřívají a z jejich povrchu dochází k emisi elektronů. Celá lampa se zahřeje a rtuť v ní se odpaří. K obloukovému výboji dochází ve rtuťových parách, jejichž tlak se zvyšuje na požadovanou mez; Je nastaven provozní režim lampy. Lampa produkuje záření s čárovým spektrem, které se skládá ze 45-50% viditelného záření v modrofialové části spektra, které je pozorováno okem při provozu lampy, a 50-55% ultrafialového záření. Záření v ultrafialové části spektra dopadá na vlnové délky 365 a 313 nm, což odpovídá převážně zónám A a B.

Lampa je připojena na střídavou síť (obr. 1). Paralelně s lampou (MQL) je přes tlačítko (K) připojen kondenzátor (C), jehož vybití usnadňuje zapálení. Indukční reaktance (L) je zapojena do série s lampou, která stabilizuje proud v obvodu lampy. Při vybíjení v plynu může malá změna napětí mezi elektrodami způsobit neúměrně velkou změnu proudu, která naruší činnost lampy. Při změně proudu v induktoru vzniká elektromotorická síla samoindukce, která působí proti této změně, a tak je síla proudu automaticky udržována konstantní. Lampa je umístěna v reflektoru, který je upevněn na stativu jednoho nebo druhého zařízení, v závislosti na účelu svítilny.

ČTĚTE VÍCE
Jaká vlhkost by měla být v bytě pro alergiky?

Rýže. 1. Elektrický obvod rtuťové křemenné výbojky

Aplikace UV záření v lékařství

Jako zdroje UV záření integrálního spektra pro individuální ozařování se používají přenosné (přenosné), stacionární nebo stolní rtuťové křemenné ozařovače. Tyto lampy jsou určeny pro lokální ultrafialové ozařování, zejména při výkonech u lůžka pacienta (na oddělení, v šatně, doma atd.).

Pro skupinové expozice se používají lampy majákového typu. Takové lampy představují silný zdroj ultrafialového záření a jsou určeny pro současné ozařování skupiny osob pro preventivní nebo terapeutické účely. Preventivní ultrafialové ozařování je široce používáno u dětí (prevence křivice, tvorba vitaminu D) a ve sportovní praxi (otužování), stejně jako u osob, které jsou z důvodu povahy své práce zbaveny denního slunečního záření (práce pod zemí, atd.). Pro preventivní účely se hojně využívají i erytémové lampy, které produkují dlouhovlnné UV záření (310-320 nm). Nejčastěji se erytémová lampa používá v lampách spolu se skupinou zářivek k osvětlení místností v podmínkách nedostatku přirozeného slunečního záření (školky, školy, nemocnice atd.). Jednou z běžných metod prevence chřipky a jejích komplikací je ultrafialové ozáření mandlí a nosní sliznice. Ozařování se provádí pomocí trubice s úzkým nebo širokým otvorem. Délka tuby s hrotem zajišťuje vzdálenost od ozařovače k ​​povrchu minimálně 50 cm.Pro léčebné účinky krátkovlnného UV záření (oblast C) se používají krátkovlnné UV ozařovače (85 % záření je na vlnové délce 254 nm). Intenzita záření je nízká, a proto se lampa používá k lokálnímu ozáření malých oblastí kůže a sliznic.

Germicidní výbojky jsou nízkotlaké rtuťové křemenné výbojky, které vytvářejí krátkovlnné UV záření, které má baktericidní účinek. Záření má čárové spektrum od 254 do 577 nm (viditelná část spektra). Maximum záření (80 % celkového toku) nastává při vlnové délce 254 nm. Lampy jsou určeny k dezinfekci vzduchu na operačních sálech, šatnách, porodních a infekčních odděleních nemocnic apod.

UV záření je biologicky velmi aktivní a při nevhodném použití může pacientovi způsobit vážné poškození. Zdravotnický personál by proto měl obsluhovat pacienty pouze podle pokynů lékaře s přesnou indikací dávkování. Radiační léčbu se doporučuje provádět ve 14denním cyklu s 4-6týdenní přestávkou mezi dvěma cykly. Cyklus by měl vždy začínat nejkratší dobou ozařování a ozařovat by se mělo pokud možno každý druhý den ve stejné hodiny.

Pokud dojde k opalování více, než se očekávalo, musí být ozařování na 2-3 dny zastaveno. V tomto případě je třeba zkrátit dobu ozařování nebo zvýšit vzdálenost ke zdroji ozařování. Pokožku je nutné promazávat zklidňujícími krémy, pokud se na kůži objeví puchýře, je třeba se poradit s lékařem. Dětské ozařování lze provádět pouze pod dohledem dospělé osoby. Před radiační léčbou kojenců, oslabených lidí, nemocných nebo lidí se suchou kůží byste se měli poradit se svým lékařem. V případě vysoké teploty (horečky), bezprostředně po vážném onemocnění, by se ultrafialové paprsky neměly používat.