книги из ГПНТБ / Кузнецов В.Ф. Сборник задач по основам войсковой дозиметрии учебное пособие

рактеристики лишь

тех ионизирующих излучений,

которые

возникают как в момент ядерного взрыва, так и в результа­

те радиоактивного заражения местности после взрыва. К ним

относятся из корпускулярных излучений:

альфа-излучение,

бета-излучение и нейтронное излучение; из квантовых излу­

чений— гамма-излучение. Эти излучения

возникают

в ре­

зультате ядерных реакций, происходящих при ядерном взры­

ве, и в результате радиоактивного распада продуктов ядерно­

го взрыва, заражающих местность.

1.

Уравнение,

выражающее закон радиоактивного распа­

да, имеет следующий вид

а = XN = a0e~lt = a0e~°'mtIT,

(1Д)

где а — активность изотопа к моменту времени t;

N — число ядер

изотопа к моменту времени t;

а0— активность

изотопа к моменту времени t—0-

X — постоянная

радиоактивного распада;

е =

А

!>45 т’

U.2)

где К и Т — те же значения,

что и в формуле

(1,1).

3.

Активность радиоактивного изотопа связана с массой

этого

изотопа

соотношением

m =--2,4-10- 24 АТа,

(1,3)

где m — масса

изотопа, г;

изотопа, г;

А — масса

грамм-атома

Т — период полураспада, сек;

а

— активность изотопа, сек~1.

4.

Количество атомов N, содержащихся в m граммах изо­

топа,

определяется выражением

N ~ m ^

= \ M a T ,

(1,4)

Л

где 1о=6,02-1023 — число

Авогадро;

формуле (1,3).

5.

А, а и Т — те же

значения, что и в

Наиболее важной характеристикой ионизирующих из­

лучений, которой определяются как методы

и

средства их

проникающая способность этих излучений через

различные

среды.

Пробег альфа-частиц с энергией 3—8 Мэе в воздухе оп­

ределяется выражением

Я. возд = 0,33 J/£*T см,

(1,5)

вычисляется по формуле

Я «

=

Я« возд-

^

l

Г

/

'*В03Д

СМ

(1,5)

Рх

где /?авозд — пробег альфа-частиц

в воздухе, см;

Рвозд, рх —плотность

воздуха

и

плотность среды, г/см3;

Авоз*, Ах — атомный

вес

воздуха

и среды.

= 12,93 X

Подставляя

в

формулу

(1,6)

значения рв(т

ХЮ-4 г/см3, Лвозд =15

и

Я.воэд

из (1,5), ее мождо перепи­

сать в виде

\Гл . рз~

см.

(1,7)

Rax = 1,Ы 0 - 4—

6.

Максимальный пробег бета-частиц с энергией

Ерmax <С

<0,8 Мэе в алюминии определяется

выражением

Яр шах А. = 0,407 £'%ах г/см2.

(1,8 )

Максимальный пробег бета-частиц сэнергией

Ер max >0,8 Мэе

в алюминии определяется выражением

/?рп.«Л1=

0,542

Е9П.ПХ - 0,133 г/см*,

(1,9)

где

Е*ртах — максимальная

энергия бета-частиц, Мэе.

Максимальный

пробег бета-частиц с теми же значениями

энергии в других средах находится по формуле

Я?Яmax.v

(Z/Л)А1 г/слг,

( 1, 10)

Яр шах А1 (2 /Л)Л

где

Яр шах х — максимальный пробег бета-частиц в материале

с порядковым

номером Z и атомным весом А;

Яр maxА1— максимальный пробег бета-частиц в алюминии.

Для значительного количества сред, в том числе и

для

алюминия,

отношение

(Z/A) ^0,5. Поэтому для

определения

максимального пробега бета-частиц в этих средах без боль­

шой

погрешности

могут

быть использованы

приведенные вы­

ше формулы

(1,8)

и (1,9). Эти формулы для значений

/?ртах,

выраженных в см, могут быть написаны в следующем виде:

а)

для

Ер шах <0,8

Мэе

0,407 ЕЬ*»

СМ,

Яр 1

(3 шах

( - )

1 11

б)

для

Ер шах >0,8

Мэе

Яр шах х

0,542 Ертш-

0,133 см

( 1, 12)

Рд

где

7.

рх — плотность среды, г/см5.

Уменьшение плотности потока бета-частиц при прохож­

дении их через вещество происходит по закону, близкому к

экспоненциальному

Jp — Joр е

(1,13)

где

Jp — пл отность потока

бета-частиц после

прохождения

слоя вещества;

бета-частиц в той же точке при

Уоз — плотность потока

отсутствии поглощающего слоя;

*

Значения

тах для

некоторых радиоактивных

изотопов приведены

в табл. 2 приложения.

,

!1тз — массовый

коэффициент ослабления бета-излучений

материалом слоя, см2/г;

d m— толщина

слоя вещества, г/см2.

Выражение для массового коэффициента ослабления бе­

та-излучений имеет вид

^

= — !§— cmVz,

(1,14)

(U 5)

где

Уон и Ун — плотность потока нейтронов соответственно

до

и после прохождения слоя

вещества;

и.н — линейный коэффициент ослабления нейтро­

нов материалом слоя, см~';

d — толщина слоя

вещества, см.

Выражение для рн

имеет вид

!С = —

= No,

(1,16)

где

'■и

Хн— длина релаксации (длина свободного пробега ней­

тронов),

см;

N — число ядер в 1 см3 слоя вещества;

А ~ Л >

(1,17)

но до и после прохождения

слоя вещества;

р * — линейный

коэффициент

ослабления гамма-

излучений

материалом

слоя,

слг1;

чают еще коэффициенты ослабления: массовый

, атомный

ра и электронный рэ.

Все эти коэффициенты

ослабления, а

также слой половинного ослабления

и средняя длина сво­

бодного пробега гамма-квантов X, связаны между собой со­

отношением

Lo

Р Z —

0,693

_

1

см, ( 1, 20)

V- = Ы? = К. Д

d<,

~ X

где р,

А и Z — соответственно плотность,

атомный вес,

поряд­

ковый номер материала защиты;

/.0= 6,02*1023 — число Авогадро.

коэффициента ослабле­

12.

Выражение

для

электронного

ния имеет вид

Р. = *. + °э +

= D

~

+

+ kZ{E, --

1,02),

(1,21)

где

хэ — составляющие

электронного

коэффициента ос­

лабления соответственно за счет фотоэлектри­

ческого эффекта, комптон-эффекта и эффекта

образования

пар;

D и k — постоянные

коэффициенты;

А =

(1/22)

где If ,/o-f, р и d — те же значения, что и в формуле

(1,19);

Bi*—энергетический фактор

накопления —

коэффициент, учитывающий увеличение

интенсивности за счет рассеяния. Этот

коэффициент зависит от

энергии

излу­

D„ — Р„ -t,

(1/23)

где t

— время облучения.

За

единицу измерения поглощенной дозы излучения

Оаъ

i—m

Pnz =

^

Jfi Efi рKmZi Мэе/г ■сек,

(1,24)

1=1

где

Jfi и p*7»z/— соответственно плотность потока

гамма-

квантов и массовый коэффициент передачи

энергии

излучений, соответствующие

дан­

ной энергии гамма-квантов Дт,- ;

т —число

гамма-линий.

Для монохроматического гамма-излучения выражение

(1,24) упрощается и принимает вид

Pnz —

Е^ pKmz = / т pKmz •

(1 >25)

*

Значения В ; для некоторых

материалов приведены в табл. 4 при­

ложения.