- •1 Активность радионуклида. Закон радиоактивного распада. Расчёт цепочки распада. Среднее время жизни. Период полураспада. Постоянная распада.
- •2 Потоковые и токовые характеристики поля излучения
- •3 Дозиметрические характеристики поля излучения. Поглощённая доза. Эквивалентная доза.
- •4 Эффективная доза. Экспозиционная доза.
- •5 Дозиметрические характеристики поля излучения. Мощность поглощенной дозы. Мощность эквивалентной дозы. Мощность эффективной дозы. Мощность экспозиционной дозы.
- •6 Гамма- и керма-постоянные.
- •7 Керма-эквивалент.
- •8 Радиевый гамма-эквивалент
- •9 Классификация источников излучения
- •10 Механизмы взаимодействия гамма-излучения с веществом. Фотоэффект. Томпсоновское рассеяние гамма-квантов. Эффект Комптона. Эффект образования пар и ядерный фотоэффект.
- •11. Сечения взаимодействия гамма-излучения. Полный коэффициент ослабления гамма-квантов. Средняя энергия ионообразования.
- •12 Закон ослабления узкого и широкого пучка
- •13 Факторы накопления фотонного излучения. Факторы накопления гомогенных сред.
- •14 Факторы накопления гетерогенных сред.
- •15 Механизм воздействия ионизирующего излучения на живые организмы. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения.
- •16 Основные нормативные требования, устанавливаемые нрб-99/2009. Пределы допустимых доз для всех категорий облучаемых лиц.
- •17 Требования, устанавливаемые оспорб 99/2010 для радиационно-опасных объектов.
- •18 Требования к выполнению работ с открытыми источниками излучения, согласно оспорб 99/2010
- •19 Классификация рао, устанавливаемая оспорб 99/2009
- •20 Основные эффекты воздействия облучения на людей. Механизмы воздействия излучения на людей.
- •21 Естественные источники ионизирующих излучений
- •22 Искусственные источники ионизирующих излучений
- •24 Источники альфа-излучения. Взаимодействие альфа-частиц с веществом.
- •25 Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом.
- •26 Взаимодействие нейтронов с веществом.
- •27 Деление нейтронов по группам по характеру взаимодействия с веществом.
- •28 Рассеяние нейтронов. Среднелогарифмическая потеря энергии нейтронов. Основные вещества-замедлители.
- •29 Методы обращения с рао
- •30 Понятия критичности.
- •31 Факторы, влияющие на критичность
- •32 Основные принципы обеспечения ядерной безопасности
- •33 Средства защиты и ограничения последствий от аварий, связанных с самоподдерживающейся реакцией деления.
- •34 Инженерные методы расчета защиты от первичного гамма-излучения радионуклидов
- •35 Методы и средства индивидуальной защиты при работе с источниками ионизирующих излучений. Задачи службы радиационной безопасности.
- •36 Фоновое облучение от внешнего фотонного излучения воздуха, радионуклидов земного происхождения.
24 Источники альфа-излучения. Взаимодействие альфа-частиц с веществом.
|
Радионуклид |
Период полураспада, сут |
Масса ядра, а. е. м. |
Энергия заряженных частиц на акт распада, фДж |
|
Полоний-210 |
138,376 (4) |
209,98 |
866,40 (2) |
|
Торий-231 |
1,067 (5) |
231,01 |
27 (6) |
|
Торий-234 |
24,10(6) |
234,04 |
22 (2) |
|
Протактиний-234м |
8,2 (5) ·10-4 |
234,04 |
133 (7) |
|
Уран-234 |
8,93 (5) ·107 |
234,04 |
777,9 (3) |
|
Уран-235 |
7,04 (1) ·1011 |
235,04 |
724,8 (11) |
|
Уран-238 |
1,632 (2) ·1012 |
238,05 |
683,6 (13) |
|
Нептуний-237 |
7,82 (8) ·108 |
237,05 |
788,7 (9) |
|
Плутоний-238 |
3,203 (3) ·104 |
238,05 |
895,42 (8) |
|
Плутоний-239 |
8,807 (8) ·106 |
239,05 |
840,0 (2) |
|
Плутоний-240 |
2,40 (1) ·10б |
240,05 |
841,79 (6) |
|
Плутоний-241 |
5,33 (7) ·103 |
241,06 |
1,12 (3) |
|
Плутоний-242 |
1,37 (2) ·108 |
242,06 |
798,2 (4) |
|
Америций-241 |
1,578 (2) ·105 |
241,06 |
898,7 (1) |
Альфа-частица представляет собой соединение двух протонов и двух нейтронов. Она идентична ядру гелия -4. Действительно, ее участь -, после того как будет потеряна основная часть кинетической энергии, - соединиться с двумя электронами и превратиться в атом гелия. Радионуклиды альфа - излучения являются в основном относительно плотными/крупными ядрами. Почти у всех альфа излучателей порядковые номера выше или равны порядковому номеру свинца Pb82. Когда ядро распадается в результате отталкивания альфа-частицы, его атомный номер (количество протонов) и количество нейтронов сокращаются вдвое и его атомная масса сокращается вчетверо.
Обычно альфа-излучатели излучают альфа-частицы с кинетической энергией где-то от 1,8 до 15 МэВ.
Альфа-частицы образуются также в результате ядерных реакций. Например, в результате взаимодействия ядра лития-6 с дейтроном могут образоваться две альфа-частицы: 6Li+2H=4He+4He. Альфа-частицы составляют существенную часть первичных космических лучей; большинство из них являются ускоренными ядрами гелия (из звёздных атмосфер и межзвёздного газа), некоторые возникли в результате ядерных реакций скалывания из более тяжёлых ядер космических лучей. Альфа-частицы высоких энергий могут быть получены с помощью ускорителей заряженных частиц.
По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары.
Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм).
Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением.
Основными силами взаимодействия α-частиц с веществом являются кулоновские силы, основными процессами взаимодействия -процессы упругого рассеяния и ионизационного торможения.
Упругое рассеяние-такойпроцессвзаимодействиядвухчастиц, при котором суммарная кинетическая энергия обеих частиц сохраняется и происходит лишь перераспределение ее между частицами. При этом сами частицы изменяют направление своего движения, т. е. происходит процесс рассеяния.
Проходя через вещество, α-частицы почти не рассеиваются на электронах среды из-за своей большой массы (Mα =7350me, в результате столкновения с электроном они отклоняются от первоначального направления не более чем на 30′′). Столкновения с ядрами, напротив, приводят к их значительному рассеянию.
Упругое рассеяние заряженной частицы на тяжелом ядре описывается формулой Резерфорда.
Ионизационное торможение.В процессе ионизационного торможения энергия заряженной частицы расходуется на ионизацию и возбуждение атомов среды, через которую она проходит.
Удельная потеря энергии заряженной частицей на ионизацию пропорциональна квадрату заряда частицы, концентрации электронов в среде, некоторой функции от скорости частицы и не зависит от массы частицы M.