Вопрос 1. Основные радиометрические величины и единицы

1. A=dN/dt (активность р/а источника) – число распадов р/а ядер в единицу времени; единицы измерения: Беккерель (Бк) и Кюри (Ки); 1 Бк=3,7*10¹⁰ Бк

2. φ(,E, ) (дифференциальная пл-ть потока частиц) – кол-во частиц, которые в единицу времени пересекают единичную площадку с центром в точке, ориентированную нормалью вдоль направления движения частиц; движутся в единичном телесном угле вокруг направления; имеют энергию в единичном энергетическом интервале вокруг значенияE; размерность: 1/(см²*с*стер*МэВ)

3. I(,E, ) =E* φ(,E, ) (дифференциальная пл-ть потока энергии (интенсивность)) – энергия, переносимая частицами, которые в единицу времени пересекают единичную площадку с центром в точке, ориентированную нормалью вдоль направления движения частиц; движутся в единичном телесном угле вокруг направления; имеют энергию в единичном энергетическом интервале вокруг значенияE; размерность: 1/(см²*с*стер)

4. φ(r) (интегральная пл-ть потока частиц) – кол-во частиц, проникающих в единицу времени внутрь единичной сферы (сферы с единичной площадью поперечного сечения): φ(r)=∫∫ φ(,E, )dEdΩ; размерность: 1/(см²*с)

5. I(r) (интегральная пл-ть потока энергии) – кол-во энергии, проникающей в единицу времени внутрь единичной сферы: I(r) =∫∫ E* φ(,E, )dEdΩ; размерность: МэВ/(см²*с)

6. F_N(,t)=dτ (флюенс частиц) – полное кол-во частиц, вошедших внутрь единичной сферы с центром в точке , за всё время наблюдения t; размерность: 1/см²

7. F_E(,t)=dτ (флюенс энергии) – полное кол-во энергии, вошедшей внутрь единичной сферы с центром в точке , за всё время наблюдения t; размерность: МэВ/см²

Вопрос 2. Передача энергии от излучения веществу

Этапы передачи энергии от нейтр-й частицы (нейтрон, фотон) веществу:

1. вся энергия сосредоточена в первичной нейтральной частице

2. в результате фотоэффекта, комптоновского рассеяния, образования е^-- е⁺ пар (для фотона) или упругого/неупругого рассеяния (для нейтрона) создаются одна или несколько первичных заряженных частиц, которые распределяют между собой энергию первичной частицы

3. при дв ижении в веществе первичные заряженные частицы возбуждают и ионизируют атомы среды. При этом они могут особо быстрые электроны (т.н. δ-электроны), которые сами способны производить ионизацию. В случае малого пробега электрона его трек не может рассматриваться как самостоятельный, а образует кластер ионизированных атомов

4. вторичные заряженные частицы (δ-электроны) передают свою энергию веществу, образуя ионизированные и возбуждённые атомы среды

5. энергия, сосредоточенная в возбудённых атомах, перераспределяется между соседними атомами, превращаясь в тепловую энергию вещества.

S=dE/dx (тормозная способность частицы в данной среде) – кол-во энергии, теряемой заряженной частицей на единице длины трека. Зависит от энергии частицы и в-ва. Размерность: кэВ/мкм или (МэВ*см²)/г. Энергия dE расходуется на ионизацию и возбуждение при столкновении с атомами (ионизационные потери) или трансформируется в э/м тормозное излучение частицы (радиац потери): dE=dE_ион+dE_рад. Та доля тормозной способности, которая связана с ионизац потерями, называется линейной передачей энергии (ЛПЭ): ЛПЭ=S_ион=dE_ион/dx. Баланс энергии падающих нейтральных частиц (нейтронов, фотонов) выглядит след. образом: часть энергии преобразуется в энергию первичных заряженных частиц (электронов, протонов, ядер), а вторая часть – покидает вещество в виде нерасс-го или рассеянного первичного излучения. Первичные заряж частицы частично унесут энергию из в-ва, если сумеют вылететь из него. Остальная энергия будет преобразована либо в тормозное излучение, либо на ионизацию. Тормозное излучение практически полностью покидает в-во, и только энергия заряженных частиц, которая была израсходована на ионизацию, перейдёт в тепло, т.е. поглотится в в-ве. Для фотонного излучения вводят линейный коэф-т передачи энергии: μ_tr=dE_tr/(E*dx) – доля энергии фотонного излучения, передаваемой на единице длины первичным заряженным частицам. Также изпользуют линейный коэф-т погл энергии: μ_en=dE_abs/(E*dx). Размерность обеих велечин: 1/см. Массовые коэф-ты передачи и поглощения энергии: μ_{tr, m}=dE_tr/(E*dx_m) и μ_{en, m}=dE_abs/(E*dx_m) – доли энергии, переданной и поглощённой на единице массовой длины. Массовая длина: dx_m=dx*ρ. При электронном равновесии (рав-ве между кол-вом энергии, унесённой из объёма образовавшимися заряж частицами, и той энергией, которая привносится в данный объём такими же частицами из окружающего пространства) коэф-ты поглощения и передачи энергии отличаются на долю энергии g, переходящую в тормозное излучение: μ_en= μ_tr(1-g)