ĐỀ TÀI: Giáo viên hướng dẫn
tải về 285.06 Kb.
|
- Điều hướng trang này:
- 4.7.3.1Một số ứng dụng thông dụng
- 4.7.3.2Dùng X-quang trong chế tạo động cơ
- 4.7.3.3 X-ray crystallography (Tinh thể học tia X)
- 4.7.4.1Tác hại của tia X liều lượng thấp
- 4.7.4.2Tác hại của chụp X – quang
- 4.8.2.2Tia gamma khử mùi khó chịu trong đậu Hà Lan
- 4.8.2.3.Kính viễn vọng tia gamma (GLAST)
4.7X rays
Hình 4.15. Hình ảnh X quang chụp tay ngươi đeo nhẫn, chụp bởi Rontgen 4.7.1Định nghĩaTia X hay quang tuyến X hay X quang là một sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 10 nanômét đến 100 picômét (tức là tần số từ 30 PHz đến 3EHz). 4.7.2Tính chất
4.7.3Ứng dụng4.7.3.1Một số ứng dụng thông dụngTia X được sử dụng nhiều nhất để chiếu điện, chụp điện ( vì nó bị xương và các chỗ tổn thương bên trong cơ thể cản mạnh hơn da thịt ), để chẩn đoán bệnh hoặc tìm chỗ xương gãy, mảnh kim loại trong người…, để chữa bệnh ( ung thư ). Nó còn được dùng trong công nghiệp để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên trong các vật bằng kim loại, để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn… 4.7.3.2Dùng X-quang trong chế tạo động cơCác kỹ sư của Ford Motor đã ứng dụng tia X năng lượng cao trong quá trình chế tạo và nghiên cứu động cơ, giúp nâng cao độ bền, giảm trọng lượng và tiết kiệm nhiên liệu. Tia X năng lượng cao giúp các kỹ sư thiết kế chi tiết của Ford thực hiện công việc nhanh chóng và hiệu quả hơn. Cùng có nguyên lý hoạt động cơ bản, nhưng tia X trong y tế sinh ra từ điện thế 150.000 V (đủ nhìn thấy vết nứt trên xương và xuyên qua tấm thép dày 6 mm), còn tia X mà các kỹ sư của Ford sử dụng sinh ra từ điện thế 9 triệu V, giúp họ phân tích các chi tiết có độ dày tới 500 mm, nghĩa là gấp 80 lần so với thông thường. 
Hình 4.16. Động cơ khi chụp bằng tia X. Trên thực tế, điện thế 9 triệu V là kỳ công của một tổ chức cá nhân, không kể tới các phòng thí nghiệm quân sự. Nếu như các bác sĩ chụp tia X chỉ cần dùng tấm chì mỏng là đủ bảo vệ sức khoẻ thì các kỹ sư của Ford phải giấu mình sau bức tường xi-măng dày tới 2,4 mét. Tia X năng lượng cao trợ giúp các kỹ sư trong quá trình chế tạo những bộ phận của động cơ 3,5 lít V6 mới của Ford. Ảnh X quang giúp các kỹ sư tìm ra những điểm cục bộ có độ mềm không mong muốn trong khối máy nhôm đúc, chủ yếu do quá trình làm lạnh có tốc độ hạ nhiệt không ổn định. Thông tin về các điểm này sau đó được nghiên cứu và giải quyết nhằm nâng độ bền ở mức cao nhất có thể. Hơn nữa, những vùng không cần nhiều độ cứng được "bớt" lượng hợp kim đi để giảm trọng lượng động cơ, nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu tổng thể. Các kỹ sư phân lớp hình ảnh tia X thành mẫu giả định không gian 3 chiều trên máy tính và dùng phần mềm thử nhiệm độ bền, dòng lưu thể, độ ồn, độ rung, độ ráp của bất cứ bộ phận nào. Ví như, các kỹ sư tạo nên bộ góp không gian 3 chiều trên máy tính, sau đó kiểm tra và ghi nhận lưu lượng khí. Dựa trên các số liệu ghi được, họ hiệu chỉnh các thông số để có tốc độ khí tối ưu nhằm nâng cao tính năng động cơ. 
Hình 4.17. Động cơ 3,5 lít, V6 mới của Ford. Sau tất cả các giai đoạn định hình, kiểm tra, những thông số tối ưu nhất được tập hợp lại và đưa sang bộ phận sản xuất. Những cải tiến công nghệ này giúp các kỹ sư chế tạo những động cơ bền hơn, nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn. 4.7.3.3X-ray crystallography (Tinh thể học tia X)Tinh thể học tia X (X-ray crystallography) được ứng dụng nhiều trong sinh học để xác định cấu trúc của các đại phân tử như protein, DNA hay RNA. Và các phân tử này phải được chuyển về dạng tinh thể. Lí do sử dụng tia X là vì ta không thể nhìn thấy chi tiết một vật nhỏ hơn nửa bước sóng đang sử dụng. Mà kích thước nguyên tử quá nhỏ, nên phải dùng tia X vì có bước sóng đủ ngắn để thấy được chi tiết nguyên tử. Tuy nhiên, năng lượng sóng thì tỉ lệ nghịch với bước sóng, nghĩa là bước sóng càng ngắn thì năng lượng càng cao, càng dễ phá hỏng mẫu phân tử sinh học. Đó là lí do mà phải chuyển về dạng tinh thể để giảm sự phá hoại của tia X. Tia X khi chiếu vào tinh thể sẽ tương tác với các electron hóa tri (valence electron) của các nguyên tử thành phần được phân bố trong không gian. Các electron này sẽ tán xạ (scatter) tia X ra các hướng, tùy vào sự sắp xếp trong không gian của nguyên tử. [Cái này cũng giống như dùng một đèn pin lớn chiếu vào một cây đèn chùm (chandelier) mà ta không được phép nhìn thấy. Dù không biết cây đèn chùm hình dáng thể nào, nhưng dựa vào bóng phản chiếu (các pattern) ta cũng có thể dự đoán sự sắp xếp của các mảnh thủy tinh trên cây đèn chùm] Một màn hình sẽ ở phía sau để lưu lại ví trí tán xạ và cường độ của tia X bị tán xạ. Sau khi có các dữ liệu này rồi, người ta sẽ dùng các công thức tính toán phức tạp để xác định vị trí các electron bao quanh các nguyên tử và từ đó suy ra vị trí các nguyên tử. Các mẫu nhiễu xạ thu được sẽ có mối quan hệ với vật phát tán các sóng chiếu tới nó thông qua một phép toán biển đổi gọi là biến đổi Fourier (Fourier transform). Nếu mật độ các electron (electron density) bao quanh mỗi nguyên tử là một hàm toán học, thì mẫu nhiễu xạ tia X thu được tương ứng là biến đối Fourier của hàm đó. Với tính chất có thể biến đổi ngược của phép biến đổi Fourier, ta có thể dùng máy tính để xây dựng lại hình ảnh mật độ electron dựa vào ảnh mẫu nhiễu xạ. PDB (Protein Data Bank) lưu trữ cấu trúc protein và các phân tử sinh học khác miễn phí sử dụng. Để hiển thị cấu trúc 3D của chúng, ta dùng phần mềm RasMol hay Pymol. 4.7.4Tác hại4.7.4.1Tác hại của tia X liều lượng thấpTheo các nhà khoa học Đức, liều lượng tia X thấp có thể gây tổn thương lâu hơn liều lượng cao. Kết quả nghiên cứu của họ sẽ được các phòng thí nghiệm khác kiểm chứng và sau đó được lặp lại ở động vật sống trước khi bác sĩ có thể đưa ra chỉ dẫn về tác động của tia X liều thấp đối với con người. Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Markus Lobrich thuộc ĐH Sarrlandes đứng đầu đã cho các tế bào nằm trong đĩa cấy của người tiếp xúc với nhiều mức tia X khác nhau trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy tổn thương do liều bức xạ thấp kéo dài lâu hơn từ vài ngày tới vài tuần so với tổn thương do mức bức xạ mạnh hơn gây ra. Bức xạ ion hoá giống như bức xạ do tia X và các sản phẩm phân rã hạt nhân tạo ra có thể gây bệnh máu trắng và các dạng ung thư khác. Bức xạ có thể gây đứt gãy ở ADN. Trước đây, giới khoa học cho rằng cơ thể có khả năng sửa chữa những đứt gãy này ở cùng tốc độ. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Lobrich phát hiện điều đó không đúng. Theo họ, cơ thể không nhận ra mức tổn thương thấp hơn và do đó không tiến hành công việc sửa chữa. Khi những tế bào bị tổn thương đó phân chia và nhân lên, tổn thương không được sửa chữa cũng nhân theo. Họ cho biết đã phát triển một phương pháp xét nghiệm mà sẽ giúp bác sĩ tìm kiếm tổn thương di truyền ở những người tiếp xúc với tia X ở liều lượng thấp chẳng hạn như bệnh nhân ung thư đang được điều trị bằng xạ trị và những nhân viên y tế vận hành thiết bị tia X.
Theo một khảo sát của Cục kiểm soát và an toàn bức xạ hạt nhân, hiện nay có đến 55% phòng chụp X - quang ở Việt Nam không bảo đảm che chắn, 70% không đủ tiêu chuẩn kích thước, nhiều phòng chụp có mức chiếu xạ vượt 2 – 5 lần giới hạn cho phép. Hậu quả của điều này thường rơi trực tiếp lên bệnh nhân. Thậm chí chất bài tiết của những người vừa chụp X – quang cũng gây tác hại rất lớn đối với những người xung quanh. Gần đây, tại trung tâm y tế dự phòng Hà Nội, người ta đã phát hiện ra những hiện tượng lạ xung quang khu vực chụp X – quang của bệnh viện như cây xanh thiếu tươi tốt, động vật chết không rõ nguyên nhân…Và các cơ quan chức năng đã khẳng định nguyên nhân của những hiện tượng trên là do phòng chụp X – quang của trung tâm y tế không đạt tiêu chuẩn an toàn, gây tác động xấu lớn đến môi trường xung quanh. Ước tính mỗi năm cả nước có khoảng 2.500 người bị ung thư do nhiễm xạ, thủ phạm chính không ai khác là các phòng chụp X - quang không đạt chuẩn. Theo các chuyên gia y học, tổn thương khi bị nhiễm xạ biểu hiện ở nhiều cơ quan và đa dạng như mô limpho và tuỷ xương (ngừng hoạt động), niêm mạc ruột (tiêu chảy, sụt cân), máu (nhiễm độc), da (ban đỏ, viêm da, sạm da), giảm sức đề kháng cơ thể, vô sinh, ung thư… Đặc biệt, phụ nữ đang mang thai chụp X – quang là điều hết sức nguy hiểm đối với thai nhi. Có một điều hầu hết các bà mẹ đều không hay biết hoặc không được tư vấn: đó là việc siêu âm thai nhi và chụp X – quang trong quá trình mang thai hầu hết sẽ bị ảnh hưởng bức xạ. Đây là kết luận của Viện Hàn Lâm Y học Quốc gia Pháp và cơ quan thực phẩm và dược phẩm của Pháp (AFSSAPS). Cơ quan này đã khuyến cáo các bà mẹ nên hết sức thận trọng đối với việc siêu âm thai ngoài mục đích chuẩn đoán bệnh, do bức xạ phát ra từ những chiếc máy được sử dụng có thể gây hại cho thai nhi. Việc khám thai bằng phương pháp siêu âm có vẻ không có tác động về mặt sinh học, nhưng thực ra lại ảnh hưởng lớn đến thai nhi, gây nguy cơ bào thai bị nứt đốt sống hay sinh ra những quái thai như không có não, bị thoái vị não, não lòi ra ngoài sọ… Vì vậy, trong thực tế, có nhiều bà mẹ khi mang thai do thiếu hiểu biết đã đi chụp X – quang vì những nguyên nhân khác nhau cuối cùng đều gây tác hại nguy hiểm đến thai nhi và dẫn đến việc phải bỏ thai vì nguy cơ đứa bé sinh ra không bình thường rất cao.
4.8Gamma rays4.8.1Định nghĩaTia gamma là một loại bức xạ không nhìn thấy có bước sóng vào khoảng 10-14 m đến 10-10 m. Sự khác nhau giữa bức xạ gamma và bức xạ Rơghen (tia X) là ở nguồn gốc: bức xạ gamma phát ra từ trong hạt nhân nguyên tử, còn tia X sinh ra ở ngoài nhân. Tốc độ lan truyền của tia gamma bằng tốc độ ánh sáng. Năng lượng của nó phụ thuộc vào tần số hoặc độ dài của bước sóng. Bức xạ gamma có năng lượng lớn nhất so với tia X, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại … 4.8.2Ứng dụng4.8.2.1Dao gammaLà phương tiện phẫu thuật bằng bức xạ gamma tập trung, định vị ba chiều, cho phép xác định chính xác và điều trị các khối u nằm sâu trong não hoặc các khối dị dạng động tĩnh mạch có đường kính nhỏ hơn 5 cm chỉ bằng một lần phẫu thuật trong điều kiện gây tê cục bộ. Nguyên lý hoạt động của GAMMA KNIFE khá đơn giản. Sau khi xác định được điểm cần phẫu thuật, dựa vào chụp cắt lớp mô phỏng định vị khối u, sẽ dùng chính tia GAMMA (Nhiều tia xuất phát từ các vị trí khác nhau xung quanh hộp sọ cùng chiếu một lúc và các tia này sẽ hội tụ vào đúng vị trí u đã được định vị). Vì vậy điểm tập trung các tia này có cùng độ lớn sẽ phá huỷ và tiêu diệt khối u mà vùng não xung quanh hầu như không bị tổn thương. Đó là ưu điểm nổi bật so với mổ mở. Gọi là phẫu thuật bằng Dao Gamma, có nghĩa là ở đây giống như phẫu thuật cắt bỏ nhưng không phải dùng dao kéo thông thường mà dùng chùm tia Gamma rất mảnh có năng lượng cao đưa vào để tiêu diệt khối u trong não. Dao Gamma quay (có duy nhất ở bệnh viện Bạch Mai ở thời điểm hiện tại) có ưu điểm hơn nhiều so với dao Gamma cổ điển Leksell khác vì các chùm tia phát ra từ nguồn xạ, sẽ thay đổi liên tục do các nguồn và các lỗ quay. Do vậy nó đạt được hiệu quả điều trị cao nhất với mô bệnh mà liều chiếu cho mô lành lại rất thấp. Gamma Knife là để điều trị các u não, tổn thương dị dạng mạch máu não có kích thước nhỏ, nằm ở vị trí sâu, khó với tới một cách an toàn bằng lưỡi dao mổ thông thường. Khi tổn thương nằm sâu, nếu mổ hở như thông thường, phẫu thuật viên có thể làm tổn thương vùng não lành, gây biến chứng cho bệnh nhân sau đó như rối loạn thần kinh, tâm thần, liệt nửa người hoặc liệt các vùng thần kinh. Thậm chí nếu đụng chạm đến những trung khu thần kinh quan trọng, bệnh nhân còn có thể tử vong ngay trên bàn mổ. Gamma Knife đặc biệt có giá trị cao đối với những trường hợp u ác tính di căn lên não. Khi di căn đến những cơ quan trong cơ thể, u ác tính thường tạo ra nhiều khối u khác nhau và gây chèn ép. Đối với những cơ quan thông thường, u ác tính thường không tạo ra hậu quả tức thời, nhưng đối với não lại gây ra tăng áp lực trong sọ, đe dọa tức khắc đến tính mạng bệnh nhân. Khi can thiệp bằng dao gamma, hiện tượng chèn ép được giải quyết, phù não giảm nhanh chóng, kéo dài sự sống cho bệnh nhân.
Người sành ăn đậu Hà Lan sắp tới sẽ không phải phàn nàn về các chứng đầy hơi, ợ chua... do một loại axit yếu dưới lớp vỏ của loại hạt này gây ra trong ruột. Một nhóm khoa học Ấn Độ tuyên bố mới tìm ra phương pháp dùng tia gamma để khử axit này. Nhóm khoa học của Jammala Machaiah và Mrinal Pednekar, tại Trung tâm Nguyên tử Bhabha (Ấn Độ), đã dùng tia gamma yếu khử gần hết các thành tố axit oligosacharide dưới vỏ đậu Hà Lan. Bình thường, khi tiêu hóa, các vi khuẩn trong ruột ăn thứ axit này, gây chứng đầy hơi, ợ chua rất khó chịu. Theo ông Machaiah, đậu Hà Lan sau khi được xử lý bằng tia gamma không hề bị nhiễm xạ, và không gây hại gì cho sức khỏe. Tuy nhiên, một số nhà khoa học châu Âu kịch liệt phản đối phương pháp này, vì họ cho rằng tia gamma có thể tạo ra các thành tố gây ung thư trong thực vật. 4.8.2.3.Kính viễn vọng tia gamma (GLAST)
Đó là tên viết tắt của Gamma-ray Large Area Space Telescope(kính viễn vọng Không gian tia Gamma Diện tích rộng).Nhưng Nasa cũng mở cuộc thi tìm một tên nào mới hay hơn cho phi thuyền không gian này .
Glast sẽ rọi ánh sáng vào một số những hoạt động mãnh liệt nhất trong vũ trụ, làm thoát ra năng lượng khổng lồ dưới dạng các tia Gamma. Nó có thể quét bầu trời với những vụ nổ vũ trụ khối lượng lớn,những lỗ đen khổng lồ quăng vật chất qua không gian,và những ngôi sao trung hòa điện tử với từ trường cực mạnh. Thời gian hoạt động của Glast là 5 năm,nhưng cũng có thể kéo dài tới 10 năm.
Glast cũng tìm hiều những vụ nổ vũ trụ bí mật được gọi là nổ tung tia gamma (gamma-ray bursts-GRBs). Những sự kiện này phóng ra năng lượng trong 1 giây bằng với một ngôi sao như Mặt Trời phóng ra trong cuộc đời từ 5-10 tỉ năm. Dave Thompson,nhà khoa học trong dự án trung tâm Bay Không gian Goaddard của Nasa, nói: Chúng ta chỉ mới gãi ở bề mặt về hiện tượng của những tia gamma. Chúng ta có nhiều điều cần biết chúng vận hành ra sao và quan trọng hơn những vật thể và hiện tượng này đã ảnh hưởng thế nào đến vũ trụ. Đây là nơi Glast sẽ tới. Glast cũng có nhiệm vụ cùng tìm hiểu nền vật lí mới, nhằm rọi chiếu sáng vào bản chất của vật thể tối chiếm khoảng 22% vũ trụ.
Glast là một bước tiến so với những kính viễn vọng dùng tia gamma trước đây và sẽ bao trùm một loại tia sáng không thể tin nổi với giới hạn năng lượng cao nhờ quang phổ điện từ. Tiến sĩ Steven Ritz, nhà khoa học cầm đầu về Glast, cho biết: nếu Glast là một cây đàn dương cầm, nó có tới khoảng 23 bát âm. Với khả năng lớn đến vậy, đều quan trọng nhất đối với chúng ta là kinh ngạc.
Dụng cụ chính trên phi thuyền không gian là Kính viễn Vọng Diện tích rộng (Large Area Telescope-Lat). Những tia gamma mang theo nhiều năng lượng sẽ bị bắt giữ theo các quy ước ,nên kính viễn vọng không có thấu kính hay gương phản chiếu. Thay vào đó Glast sử dụng nhiều lớp lá kim loại để bắt giữ bức xạ năng lượng từ ngoài không gian. Một khi Glast lên tới quỹ đạo, phi thuyền sẽ được kiểm tra lại đến tuần lễ thứ ba sau khi phóng đi, các dụng cụ của phi thuyền bắt đầu bắt sóng và kiểm tra kích cỡ. 
Hình 4.19. Hình ảnh của Glast 
Hình 4.20. Hình ảnh của Glast 
Hình 4.21. Hình ảnh của Glast. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Каталог: nonghocbucket -> UploadDocument server07 id24231 50525 UploadDocument server07 id24231 50525 -> Lời mở đầu 1 Chương 1: Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động 3 UploadDocument server07 id24231 50525 -> ĐẠi học quốc gia thành phố HỒ chí minh trưỜng đẠi học kinh tế luậT UploadDocument server07 id24231 50525 -> Chuyªn ®Ò tèt nghiÖp UploadDocument server07 id24231 50525 -> Dự án vie/61/94 Hỗ trợ xúc tiến thương mại và phát triển xuất khẩu ở Việt Nam nguyên tắc marketing UploadDocument server07 id24231 50525 -> MỤc lục phòng tổ chức nhân sự VÀ tiền lưƠng 11 phòng kiểm tra và kiểm toán nội bộ 12 trung tâm thông tin và CÔng nghệ tin họC 12 UploadDocument server07 id24231 50525 -> Tại các thị trường Nhật, eu, Hoa Kỳ UploadDocument server07 id24231 50525 -> TÀi liệu tham khảo môn học tư TƯỞng hồ chí minh phần: Tập trích tác phẩm của Hồ Chí Minh TÀi liệU ĐỌc thêM UploadDocument server07 id24231 50525 -> THỜi kì SƠ khai củA ĐIỆn từ HỌC: 2 những phát hiệN ĐẦu tiên về ĐIỆn và TỪ CỦa ngưỜi hy lạP: 2 UploadDocument server07 id24231 50525 -> MỤc lục danh mục bảng danh mục hình chưƠng I. TỔng quan về CÔng ty 1 SỰ HÌnh thành và phát triển của công ty tải về 285.06 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|
