Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Характеристика ионизирующего излучения.doc
Скачиваний:
38
Добавлен:
25.02.2016
Размер:
78.85 Кб
Скачать
  1. Ионизирующие излучения, их характеристики

Атом – электронейтральная частица.

Ионы – атомы, которые потеряли или приобрели электроны.

Катионы – это атомы с недостатком электронов, анионы – с избытком.

Процесс образования ионов называется ионизация.

Ионизирующее излучение (ИИ) – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию в этой среде ионов разных знаков и свободных радикалов.

Каждый атом характеризуется своим значением энергии ионизации.

Ионизирующее излучение делят на корпускулярное и фотонное (квантовое).

Корпускулярное излучение – это поток частиц с массой, отличной от нуля (электроны, позитроны, протоны, нейтроны, альфа-частицы).

Фотонное излучение – это электромагнитное излучение (гамма-излучение, характеристическое излучение, рентгеновское излучение, аннигиляционное излучение).

Альфа-излучение – это поток альфа-частиц, испускаемый при радиоактивном распаде, а также при ядерных реакциях и превращениях. Альфа -частицы обладают сильной ионизирующей и незначительной проникающей способностью. Задерживаются листом бумаги или тканью одежды. Особо опасны при попадании во внутрь организма с пищей или воздухом.

Бета-излучение – это поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде. Проникающая способность в воздухе от нескольких см до 3 м. В биологические ткани проникают на глубину до 2 см. Одеждой задерживается частично. Бета-излучение опасно для здоровья человека, как при внешнем, так при внутреннем облучении.

Протонное излучение – поток протонов, составляющих основу космического излучения, а также при ядерных взрывах. Проникающая способность занимает промежуточное положение между аль- и бета-излучением.

Нейтронное излучение – поток нейтронов, наблюдаемых при ядерных взрывах, нейтронных боеприпасов, при работе ядерного реактора, при спонтанном делении ядер тяжелых радиоактивных элементов. Последствия его воздействия зависят от начальной энергии нейтронов и может изменяться в пределах 0,025-300 МэВ.

Гамма-излучение – электромагнитное излучение, возникающее в некоторых случаях при альф- и бета-распаде, при возбуждении атомов и их ядер.

Проникающая способность гамма-излучения значительно больше, чем у выше названных видов излучений.

Проникающая способность достигает от сотен до тысячи метров. Ионизирующая способность значительно меньше, чем в вышеназванных. Часть гамма-квантов проходит через биологическую ткань, не причиняя вреда.

Тормозное излучение – фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром, испускаемое заряженной частицей при уменьшении кинетической энергии за счет ее торможения электрическим полем. Воздействие на среду такое же как и гамма-излучения.

Характеристическое излучение – фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром. Возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома, т.е при переходе электрона с одной атомной орбитали на другую.

Воздействие на биологическую среду такое же, как гамма излучение.

Рентгеновское излучение – фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, генерируемого рентгеновскими аппаратами. Его энергия не велика, поэтому используется при диагностике заболеваний, а также при исследовании фазового состава и структуры твердых тел.

При описании взаимодействия ИИ с веществом необходимо знать пространственно-временное распределение излучения в среде, которое называют полем излучения.

В дозиметрии широко используются такие физические величины, как поток частиц и гамма-вкантов, плотность потока частиц и гамма-квантов, энергия ИИ, флюенс.

Поток ионизирующих частиц – отношение количества ионизирующих частиц dN, которые проходят через данную поверхность за интервал dt, к этому интервалу:

F = dN/ dt (част./с)

Плотность потока ионизирующих частиц – отношение потока ИЧ dF, которые подпадают в элементарную сферу, к площади центрального сечения dS этой сферы:

Φ = dF/ dS (с-1 м-2)

Такая плотность потока частиц, при которой в сферу с площадью 1 м2 за 1 с подпадает одна частица.

Поток энергии ИИ это отношении суммарной энергии dE всех ионизирующих частиц, которые попадают на данную поверхность за интервал dt, к этому интервалу

FE = dE/dt (Вт)

Плотность потока энергии (интенсивность) ИИ – это отношении потока энергии ИИ dFE, которое попадает в объем элементарной сферы, к площади центрального сечения dS этой сферы

φЕ = I = dFE/ dS (Вт/м2)

Флюенсом (переносом) ионизирующих частиц называется отношение количества ионизирующих частиц dN, которые попадают в объем элементарной сферы, к площади центрального сечения dS этой сферы

Ф = dN/ dS (м-2)

Флюенсом (переносом) энергии ИИ называют отношение энергии ИИ dE , которое попадает в объем элементарной сферы, к площади центрального сечения dS этой сферы

ФЕ = dE/dS (Дж/м2)

При изучении процессов ионизации среды ИИ используют еще одно понятие – линейная плотность ионизации.

Количество пар ионов, образованных в среде фотоном или частицей на единицу пути, называют – линейной плотностью ионизации (dN/ dt), которая характеризует ионизирующую способность излучения.

Энергия, которая теряется частицей или гамма-квантом на единице длины их пути в веществе, называют линейной передачей энергии:

ЛПЭ = (-dN/ dt) (Дж/м).