ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВЕЩЕСТВОМ

Изучив материалы данной главы студенты должны:

знать

  • • строение атома и ядра;
  • • особенности взаимодействия разных видов ионизирующих излучений с веществом;
  • • основы биологического действия ионизирующих излучений;

уметь

  • • грамотно ориентироваться в характеристиках поля ионизирующих излучений;
  • • решать задачи, связанные с определением активности радионуклидов и значением дозы от источников разных ионизирующх излучений;

владеть

  • • способностью к анализу ядерно-физических данных радионуклидов;
  • • методами расчета характеристик полей ионизирующих излучений;
  • • навыками поиска информации по необходимым ядерно-физическим данным.

Основные понятия

Физические величины и единицы их измерения

Используемая в настоящее время метрическая система единиц, известная как в России как СИ (англ. SI — International System of units) базируется на семи основных физических величинах:

Длина I Масса т Время t

Электрический ток I Температура Т Количество вещества Сила света

метр (м) килограмм (кг) секунда (с) ампер (а) кельвин (К) моль (моль) канделла (кд)

Все остальные величины и единицы их измерения определяются из семи основных. В то же время на практике нередко используется ряд внесистемных единиц, причем применение некоторых из них разрешается действующими ГОСТами. Соотношение между этими единицами приводится в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Соотношение между единицами измерения физических величин

Физическая величина

Обо

значе

ние

Единицы измерения в СИ

Единицы, используемые на практике

Соотношение между единицами

Длина

1

м

см, нм, А, фм

1 м = 102 см = 109 нм = = 1010 А = 1о15фм

Масса

т

кг

МэВ/с2

1 МэВ/с2 = 1,78 х ю10 кг

Время

t

с

мс, мкс, нс, пс

1 с = 103 мс = 106 мкс = - Ю9 нс - 1012 пс

Ток

1

а

ма, мка, на, па

1 а = 103 ма = 106 мка = = 109 на

Заряд

Q

Кл

е

1 е = 1,602 х 109 Кл

Энергия

Е

Дж

эВ, кэВ, МэВ

1 эВ = 1,602 х 1019 Дж = = IQ 3 кэВ

Классификация излучений

Излучения в зависимости от их способности ионизировать вещество разделяются на две основных категории: неионизирующее и ионизирующее излучение. Ионизационный потенциал атомов, т. е. минимальная энергия, требуемая для ионизации атома, находится в интервале от нескольких эВ для щелочных веществ до 24,5 эВ для гелия (благородный газ). Ионизирующее излучение в свою очередь подразделяется на непосредственно и косвенно ионизирующее излучение (рис.1.1).

Классификация излучения

Рис. 1.1. Классификация излучения

К непосредственно ионизирующему излучению относится излучение, состоящее из заряженных частиц (электроны, позитроны, протоны, а-частицы, тяжелые ионы). Это излучение передает свою энергию в среду главным образом через кулоновское взаимодействие между заряженными частицами и орбитальными электронами среды. Косвенно ионизирующее излучение, состоящее из незаряженных частиц, например из фотонов или нейтронов, передает свою энергию в среду в два этапа:

  • • на первом этапе оно в результате взаимодействия со средой создает заряженные частицы;
  • • на втором этапе уже эти заряженные частицы передают свою энергию, производя ионизацию среды.

Фотоны или у-излучение принято разделять в зависимости от способа их образования на следующие виды:

  • • характеристическое излучение (или х-лучи), образующееся в результате перехода орбитальных электронов на другую орбиту атома;
  • • тормозное излучение (или х-лучи), являющиеся результатом кулоновского взаимодействия электронов с ядрами атомов;
  • • фотоны (или у-кванты), образующиеся при ядерных превращениях;
  • • аннигилляционное излучение (или аннилилляционные кванты), образующиеся при аннигиляции позитрона с электроном.

Принято различать также первичное и вторичное ионизирующее излучение. Под первичным понимается ионизирующее излучение, которое в рассматриваемом процессе взаимодействия со средой является или принимается за исходное. Вторичное ионизирующее излучение возникает в результате взаимодействия первичного ионизирующего излучения с данной средой. Вторичное ионизирующее излучение может также инициировать вторичное излучение по отношению к нему и третичное по отношению к первичному и т. д.

Распределение ионизирующего излучения в рассматриваемой среде называется полем ионизирующего излучения. В зависимости от величины, характеризующей ионизирующее излучение, различают характеристики поля по числу ионизирующих частиц, проходящих через единицу площади, и их энергии, поглощенной дозе, керме и др. (см. далее).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >