Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Элементы радиационной физики. Основы дозиметрии ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6
Ядерная физика занимается изучением атомных ядер. Ядра состоят из протонов и нейтронов , называемых нуклонами. Размер (диаметр) атома da ~ , размер ядра dя ~ . Символика обозначения ядра: , где Z – число протонов в ядре (порядковый номер элемента в таблице Менделеева); A – массовое число (количество нуклонов в ядре): A=Z+N; N – количество нейтронов в ядре: N=A – Z.. Изотопы – ядра с одинаковым количеством протонов (Z) и различным количеством нейтронов (N). Массы ядер принято измерять в атомных единицах массы (а.е.м.), выбранных таким образом, что масса изотопа углерода в точности равна 12.000 а.е.м. протон q = 1, 6.10-19 Кл mp = 1, 007 а.е.м. нейтрон q =0 Кл mn = 1, 008 а.е.м. Энергия связи ядра – энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на нуклоны: Энергия связи ядра измеряется в МэВ (мегаэлектронвольтах): 1 МэВ = 106 эВ = 106.1, 6 . 10 – 19 Дж = 1, 6 . 10 – 13 Дж. Дефект массы ( ): Радиоактивность – способность некоторых ядер самопроизвольно распадаться с испусканием других ядер и элементарных частиц. Основные типы радиоактивности 1. - распад – распад ядер, который сопровождается испусканием -частиц (ядер атома гелия ):
Пример: . 2. - распад – самопроизвольное превращение протонов и нейтронов внутри ядра. a) электронный ( ): (антинейтрино) Пример: . б) позитронный ( ): (нейтрино) Пример: . в) е – захват – захват электрона с ближайшей орбиты: . Пример: . 3. - излучение – это фотон очень высокой энергии (коротковолновое электромагнитное излучение с длинной волны м). -квант энергии возникает при переходе ядра из возбужденного состояния (энергия Е2) в невозбужденное (энергия Е1): . Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность Закон радиоактивного распада выражает зависимость нераспавшихся ядер от времени: N – количество нераспавшихся ядер в момент времени t; N0 – количество ядер в начальный момент времени; – постоянная радиоактивного распада Рис. 47. График закона радиоактивного распада Период полураспада (Т) – время, в течении которого распадается половина ядер радиоактивного образца. Если t = Т, то . Активность (А) – скорость радиоактивного распада (количество распадов за единицу времени). А= . Единицы измерения: СИ [А] = Бк (беккерель); внесистемная [А] = Ки (кюри). 1 Ки = 3, 7 . 1010 Бк. 35. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивного излучения с веществом характеризуется ионизирующей и проникающей способностью. Ионизирующая способность – способность радиоактивного излучения образовывать пары ионов при прохождении в веществе. Характеристика ионизирующей способности: линейная плотность ионизации ( ): , ; – число пар ионов одного знака, образованных ионизирующей частицей на элементарном пути . Проникающая способность: для и - излучений – это расстояние, которое проходит частица в веществе до того момента, когда ее энергия станет равной средней энергии теплового движения частиц вещества; для - излучения – это расстояние, после прохождения которого поток -излучения уменьшается в определенное число раз (е, 10 раз). Характеристики проникающей способности: а) средний линейный пробег ( ) – среднее расстояние, которое проходит ионизирующая частица в веществе до полной остановки: [L] = м; б) линейная тормозная способность(S): , [S] = , dE – энергия, теряемая заряженной ионизирующей частицей при прохождении элементарного пути в веществе. Пример: длина пробега до остановки в биологической ткане: – до 0, 1 мм; – до 6 см; – проходит через тело человека; в воздухе: – от 3 до 9 см; – до 40 м; – приблизительно 200 м. Чем больше заряд и масса частицы, тем выше ее ионизирующая и меньше проникающая способность. Эти величины зависят от плотности облучаемого вещества. Основные эффекты действия радиоактивного излучения на вещество: Упругое рассеяние (изменение направления излучения). Возбуждение атомов. Фотоэффект, который приводит к ионизации атомов. Ядерные реакции (ведут к изменению проводимости, образованию ядерных осколков, дочерних ядер). Выделение тепла. Самое опасное – ионизация атомов, так как нарушается структура молекул. Защита от действия ионизирующего излучения Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом. Чем больше время и чем меньше расстояние, тем больше экспозиционная доза. Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения. Например: от -излучения защитой может служить лист бумаги, одежда; от -излучения – алюминий 1-2 мм; свинец 13 мм уменьшает - излучение в 2 раза. и -излучения внутрь организма человека попадают при дыхании и приеме пищи, при загрязнении кожи, через открытые раны. 41. Дозиметрия радиоактивных излучений I. Поглощенная доза: – энергия радиоактивного излучения, поглощенная массой вещества . Единицы измерения в СИ: = ; 1 рад = 0, 01 Гр внесистемная: = рад. II. Экспозиционная доза: – заряд ионов одного знака в массе вещества в результате воздействия радиационного излучения.
Единицы измерения в СИ: ; 1 Р = 2, 6 внесистемная: = Р (рентген). III. Биологическая доза (эквивалентная) доза: – поглощенная доза; k – коэффициент качества, который зависит от вида радиоактивности: для - излучения, рентгеновского излучения k = 1; для потока нейтронов ( ) k=3 ; для -излучения k = 20. Единицы измерения в СИ: (Зиверт) внесистемная: 1 бэр = 0, 01 Зв. 42.Важна не только доза облучения, но и время, в течении которого объект подвергается облучению. Для оценки скорости накопления дозы используют мощности доз: , . , . , . |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 500; Нарушение авторского права страницы