Vai trò của từ trường trong các thiết bị y tế như máy MRI là gì?

Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích (q = +e), có khối lượng m=3,2×10−26 kg, được tăng tốc bởi hiệu điện thế U=200 V trước khi bay vào vùng từ trường đều B=0,5 T. Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Cho biết điện tích của electron: qe= -1,6×10−19 C.

a)   Điện tích của ion là điện tích dương.

b)   Bán kính quỹ đạo của ion trong từ trường này là 10 cm

c)   Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường xấp xỉ π (μs)

d)   Nếu có một ion khác với khối lượng m′=6,4×${10}^{-26}$ kg nhưng cùng điện tích q=+e thì bán kính quỹ đạo của ion này xấp xỉ là 1,27 cm. 

Thí nghiệm: Kiểm tra áp suất khí sau quá trình dãn nở theo định luật Charles.

Dụng cụ thí nghiệm :

1. Một bình chứa khí hình trụ có nắp di động kín, tích hợp piston để theo dõi sự thay đổi thể tích.
2. Nhiệt kế (thang đo từ 0$°$C đến 100$°$C).
3. Bếp điện hoặc nước nóng để gia nhiệt.
4. Một dụng cụ đo áp suất (áp kế) gắn liền với bình chứa khí.
5. Thước đo chiều cao hoặc thể tích.
6. Giá đỡ và các kẹp giữ cố định dụng cụ.
   

Thiết lập ban đầu:

+ Chuẩn bị bình chứa khí kín gắn nhiệt kế và áp kế.

+ Điều chỉnh để lượng khí ban đầu ở áp suất xác định $P_0$​, thể tích $V_0$​, và nhiệt độ $T_0$ (khoảng 20$°$C).

Nguồn phóng xạ α americium \({}_{95}^{241}Am\) có hằng số phóng xạ 5,081.${10}^{-11}$ (1/s) được đặt giữa hai bản kim loại kết nối với một pin. Các hạt α phóng ra làm ion hóa không khí giữa hai bản kim loại, cho phép một dòng điện nhỏ chạy giữa hai bản kim loại đó và chuông báo không kêu.

Nếu có khói bay vào giữa hai bản kim loại, các ion trong này sẽ kết hợp với những phân tử khói và dịch chuyển chậm hơn làm cường độ dòng điện chạy giữa hai bản kim loại giảm đi. Khi dòng điện giảm tới mức nhất định thì cảm biến báo khói sẽ gửi tín hiệu kích hoạt chuông báo cháy.

a) Tia α phát ra từ nguồn phóng xạ bị lệch về phía bản kim loại nhiễm điện dương.

b) Chu kì bán rã của americium \({}_{95}^{241}Am\) là 1,58.105 ngày.

c) Độ phóng xạ của nguồn americium \({}_{95}^{241}Am\) có khối lượng 0,125 μg là 25,7 kBq.

d) Sau khi sử dụng 15 năm, độ phóng xạ của nguồn americium \({}_{95}^{241}Am\) trong cảm biến giảm còn 3,47% so với độ phóng xạ ban đâu lúc mới mua.