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

16. Поглощенная доза Dr.z и мощность поглощенной дозы Рпъ связаны соответственно с экспозиционной дозой D и мощностью экспозиционной дозы Р монохроматического гам­ ма-излучения при выполнении условия электронного равно­ весия соотношениями:

ния имеют точно такой же вид с той лишь разницей, что вхо­ дящие в них величины у-ктг и \iKmB заменены средними зна­

чениями рKmz и v-ктъ Для всего рассматриваемого спектра энергий гамма-квантов.

За единицу измерения экспозиционной дозы излучения D в Международной системе единиц СИ принят кулон на кило­ грамм (к/кг). Внесистемной единицей измерения D является рентген. Обе эти единицы измерения D связаны между собой соотношением

1 р —2,58-10—4 /с/'/сг.

За единицу измерения мощности экспозиционной дозы Р в Международной системе единиц СИ принят ампер на кило­ грамм (а/кг). Внесистемной единицей измерения Р является рентген в час (р/ч). Обе эти единицы измерения Р связаны между собой соотношением

1р!ч=0,72-Ю-7 а/кг.

17.Мощность экспозиционной дозы гамма-излучений Р

разницей, что в последних величина ^Hmzi заменена Рк/яв;*— массовым коэффициентом передачи энергии гамма-излучений’ в воздухе, а именно:

* Массовые коэффициенты передачи энергии гамма-излучений в воз­ духе для различных значений Ет приведены в табл. 5 приложения.

10

Мэе, в соответствии с чем величина Р выражена в Мэв<1г-сек.

18. Кроме массового коэффициента передачи энергии гамма-излучений ркт, входящего в написанные выше выра­ жения, различают еще коэффициенты передачи энергии гам­ ма-излучений: линейный рк, атомный и электронный

Все эти коэффициенты связаны между собой соотноше­ ниями:

атомный номер материала поглотителя; L0 — число Авогадро.

19. Выражение для электронного коэффициента передачи

щества принято понимать атомный номер такого условного простого вещества, для которого электронный коэффициент передачи энергии излучения является таким же, как и для сложного вещества.

Эффективный атомный номер сложного вещества по фо­ тоэффекту определяется выражением

И

Эффективный атомный номер сложного вещества по эф­ фекту образования пар определяется выражением

(1,33)

21. Ослабление мощности дозы широкого пучка гамма-из­ лучений точечного изотропного источника в защитных средах определяется выражением

где Р0 и Р — мощность дозы гамма-излучений соответствен­ но до и после прохождения защитного слоя;

р — линейный коэффициент ослабления гамма-из­ лучений материалом защитного слоя;

d — толщина защитного слоя;

ВЪ —дозовый фактор накопления — коэффициент, учитывающий увеличение мощности дозы за счет рассеяния. Этот коэффициент зависит от энергии гамма-излучений, материала и толщи­ ны защиты.

22. Зависимость мощности дозы гамма-излучений, созда­ ваемой точечным источником гамма-излучений, от его актив­ ности и расстояния до источника при пренебрежении ослаб­ лением и рассеянием гамма-квантов определяется выражени­ ем

( 1 , 3 5 )

М— активность источника гамма-излучений, мг-экв ра­ дия;

-гамма-постоянная.

* Значения В для некоторых материалов приведены в табл. 6

приложения.

12

23. Выражение для гамма-постоянной имеет вид

т— количество гамма-линий.

24.Мощность дозы, создаваемая линейным источником гамма-излучений, определяется выражением

НН

25.Мощность дозы, создаваемая источником гамма-излу­

чений, имеющим форму диска,' определяется выражением

13

а, М, K-i — те же значения, что и б формуле (1,35);

R — радиус источника, см;

Н — расстояние от центра источника по вертикали,

см.

§2. Задачи

1.1.Определить период полураспада радиоактивного ис­ точника, если за 17 месяцев его активность уменьшилась на

20%.

1.2. Через сколько времени активность источника, изготов­

ленного из Со60, уменьшится в 5 раз?

1.3. Определить среднюю продолжительность жизни ато­ мов радиоактивного вещества, если за 8 .месяцев его актив­

ность уменьшилась на 50%■ 1.4. Через сколько времени исходное количество ядер ато­

мов Со60 уменьшится в 10 раз?

1.5. Определить постоянную распада изотопа, если изве^ стно, что за 1 ч активность его уменьшается на 20%.

1.7.В хранилище ежедневно поступает Юмкюри Р32. Оп­ ределить максимальную активность, которая может нако­ питься в хранилище.

1.8.Определить количество атомов, содержащихся в ра­

диоактивном источнике, изготовленном из Na22 с активностью

0,1 кюри.

1.9.Определить массу т в граммах изотопа Со60, обла­ дающего активностью 1 кюри.

1.10.Определить активность 0,1 г Со60.

1.11.Определить пробег альфа-частицы с £% — 8 Мэе в

железе, если ее пробег в воздухе Rа. ВОЗД--8,6 СЛ1.

=4,5 Мэе).

1.13.Определить энергию альфа-частиц, для которых

средний пробег в железе равен 11 мк.

1.14.Определить пробег альфа-частицы в свинце, если из­ вестно, что ее энергия соответствует пробегу 17 л/с в алюми-. нии.

1.15.Какой толщины следует взять алюминиевую фольгу,

чтобы уменьшить энергию проходящих через нее альфа-час­ тиц ©двое? Энергия падающих альфа-частиц равна 10 Мэе.

1.16. На расстоянии 4 см от радиоактивного препарата, испускающего альфа-частицы с энергией 8 Мэе, помещают алюминиевую фольгу. Какой толщины должна быть фольга, чтобы задержать все альфа-частицы? Среднее значение атом­ ного веса воздуха считать равным 14,5.

14

димую для полного поглощения бета-излучения изотопа Na24. 1 .2 0 . Определить толщину фильтра из железа, необходи­

мую для полного поглощения бета-излучения изотопа К42.

1 .2 1 . Определить максимальную энергию бета-частиц пре­ парата, если бета-излучение этого препарата полностью по­

очков, используемых для поглощения бета-излучения при ра­

увеличение толщины не приводит к возрастанию интенсивно­ сти данного источника.

1 .2 6 . Какая доля бета-частиц радиоактивного препарата Р32 поглощается в стенках газоразрядного счетчика с толщи­ ной 20 мг/см2?

1 .2 7 . При увеличении толщины окна газоразрядного счет­ чика на 60 мг/см2 скорость счета бета-частиц уменьшилась в 2 раза. Определить максимальную энергию бета-частиц ис­ пользуемого радиоактивного препарата.

1 .2 8 . Определить толщину слоя половинного ослабления бета-частиц, испускаемых радиоактивным препаратом Sr89, воздуха.

1 .2 9 . Определить толщину слоя половинного ослабления бета-частиц, испускаемых радиоактивным препаратом Р32, алюминия и свинца.

1 .3 0 . Максимальная энергия бета-частиц равна 0,3 Мэе. Какова должна быть толщина стенки газоразрядного счетчи­ ка, чтобы она поглощала не более 20% бета-частиц?

1 .3 1 . Толщина стенки газоразрядного счетчика равна 30 мг/см2. Какая доля бета-частиц Р32 поглощается стенкой счетчика?

1 .32 . По известному значению линейного коэффициента ослабления (см. табл. 3 приложения) гамма-излучений Со60 рассчитать слой половинного ослабления, массовый, атомный и электронный коэффициенты ослабления железа.

1 .3 3 . По известному значению электронного коэффициен­ та ослабления гамма-излучений Ти170, равному для свинца 2,22-Ю~23 см2/электрон, рассчитать для овинца слой половин­

15

ного ослабления, линейный, массовый и атомный коэффици­

енты ослабления.

1.34. Интенсивность узкого пучка монохроматического гамма-излучения после прохождения через алюминиевую пла­ стину толщиной 4 см уменьшилась в 3 раза. Определить энер­

1.36.Точечный источник монохроматических гамма-лучей помещен внутрь свинцового контейнера шарообразной фор­ мы. Внутренний диаметр контейнера 4 см, наружный—16 см. Активность источника 1 мкюри (на один распад испускается один квант), энергия гамма-квантов 0,9 Мэе. Определить ин­ тенсивность нерассеянного гамма-излучения на внешней по­ верхности контейнера.

1.37.Определить толщину слоя железа, ослабляющего ин­

нормально на свинцовую пластинку толщиной 5 см. Найти отношение интенсивностей обеих компонент пучка после про­ хождения его сквозь пластину.

1.39. Определить кратность ослабления интенсивности уз­ кого пучка гамма-излучений Cs137 слоем железа толщиной

3см.

1.40.Вычислить среднюю длину свободного пробега гам­

ма-квантов в среде, толщина слоя которой, равная 5 см, ос­ лабляет интенсивность гамма-излучений в 10 раз.

1.41. Интенсивность узкого пучка монохроматического гамма-излучения ослабляется в 28 раз слоем железа толщи­ ной 10 см. Определить толщину слоя половинного ослабле­ ния алюминия для данного гамма-излучения.

1.42.Толщина стенки свинцового защитного домика равна 40 мм. Определить, во сколько раз свинцовые стенки снизят внутри домика интенсивность широкого пучка гамма-излуче­ ния источников Со60.

1.43.Гамма-источники Cs137 помещены в железный шкаф, имеющий защитную свинцовую плиту толщиной 35 мм. Оп­ ределить кратность ослабления интенсивности широкого пуч­ ка гамма-излучений защитной плитой.

1.44.Плотность потока гамма-квантов с энергией 2 Л1эв составляет 103 квант!см2-сек. Определить допустимую про­ должительность работы в поле данного излучения в течение рабочего дня. Допустимая доза облучения равна 17 мр в день.

16

лаблекия бетона р,=0,13 см~1, допустимая ежедневная доза

равна 17 мр.

1.56. Определить мощность дозы широкого пучка гамма-

активностью 0,5 кюри.

1.57. Для изотопа Со60, распад которого сопровождается испусканием двух гамма-квантов с энергиями Др =1,17 Мэе и Д-,2 =1,33 Мэе и квантовым выходом «j = /г2= 100%, рас­

=0,084 Мэе на один распад которого равен « = 2,5%, рассчи­ тать гамма-постоянную.

1.60. Определить мощность дозы гамма-излучений, созда­

Др =0,51 Мэе и .квантовым выходом соответственно щ —

=100%, «2= 180%.

1.61.Определить активность изотопа К40, распад которого

сопровождается испусканием одного гамма-кванта с Ел — = 1,46 Мэе и квантовым выходом п= 11,6%, создающего мощ­ ность дозы Р= 2 р!ч на расстоянии R = \ м.

1.62.Определить расстояние, на котором создается мощ­ ность дозы, равная 0,1 р/ч, излучениями изотопа Nb95 с ак­ тивностью, равной 3,7 кюри. Каждый распад Nb95 сопровож­ дается испусканием одного гамма-кванта с Е f =0,764 Мэе и квантовым выходом п— 100%.

1.63.Гамма-эквивалент препарата Na22 равен 2 г-же

радия. Каждый распад Na22 сопровождается испусканием двух гамма-квантов с энергиями Др =1,28 Мэе и Др = =0,51 Мэе и квантовым выходом соответственно «1 = 100% и «2=180%. Определить число распадов в препарате за 1 мин.

1.64. Определить гамма-эквиваленты радиоактивных пре­ паратов Со60 и Cs137 с активностью 100 и 200 мкюри соответ­ ственно. Каждый распад Со60 сопровождается испусканием двух гамма-квантов с энергиями Др =1,17 Мэе и Дт2 — = 1,33 Мэе и квантовым выходом « i= n 2=100%. Каждый рас­

18

чить максимальную мощность дозы при постоянной геомет­ рий опыта?

расположенного на расстоянии 50 см от рентгенметра. Опре­ делить, на каком расстоянии от рентгенметра следует размес­ тить точечный источник Ra226 (А^ =9,53 р-см2/ч-мкюри) с ак­ тивностью 2 кюри, чтобы показание микроамперметра было равным 20 мка.

1 .69. Определить интенсивность моноэнергетического гам­ ма-излучения с энергией гамма-квантов, равной 1 Мэе, если мощность дозы излучения равна 5 мр/ч.

1 .70. Определить плотность потока гамма-квантов моно­ энергетического гамма-излучения с энергией гамма-квантов, равной 0,05 Мэе, если мощность дозы излучения равна Змр/ч.

1 .71. Определить мощность дозы гамма-излучения (мкр-сек) на расстоянии 2 м от точечного источника активно­

протекает раствор Na22 (/fT =12 р-см21ч-мкюри) с удельной активностью 1 кюри/л. Определить мощность дозы гамма-из­

ния, равная 25 р/ч. Определить удельную активность радио­ активного заражения.