Радиоактивные излучения и дозиметрия. Балабина Г.В - 1 стр.

                                    Г.В.Балабина, И.Н.Фетисов

                      РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ И ДОЗИМЕТРИЯ

                                    Методические указания
                        к лабораторной работе Я-7 по курсу общей физики

                                Под редакцией А. И. Савельевой
                           Издательство МГТУ им Н. Э. Баумана,1997



               Описаны процессы взаимодействия заряженных частиц и фотонов
            высокой энергии с веществом, основные характеристики излучений,
            устройство дозиметра и методика измерения пробега и энергии β-частиц,
            мощности дозы γ-излучения. Для студентов 2-го курса всех специальностей.


                                        ВВЕДЕНИЕ
Изучение вопросов взаимодействия излучений с веществом и дозиметрии является важным для
инженеров в связи с широким распространением ядерных технологий и источников ионизирующих
излучений, загрязнением окружающей среды радионуклидами.
Работа знакомит с радиоактивным распадом, поглощением в веществе заряженных частиц и фотонов
высокой энергии. Рассмотрены дозовые характеристики ионизирующих излучений и соотношение
между различными единицами дозы. Приведен вывод формулы для расчета мощности дозы
точечного γ-источника известной активности. Рассмотрено устройство сцинтилляционного
дозиметра.
Цель работы - изучить поглощение β-излучения в веществе, определить пробег β-частиц в
алюминии и их энергию, измерить мощность дозы γ-источника.

                                      ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
                                            Радиоактивность
Радиоактивные вещества испускают быстрые заряженные частицы - электроны и позитроны ( β-
частицы), ядра гелия (α-частицы), а также фотоны высокой энергии (γ-излучение). Для различных
радионуклидов энергия распада изменяется от ~ 10 кэВ до нескольких МэВ. Энергия распада делится
между вторичными частицами так, чтобы выполнялся закон сохранения импульса. В результате α-
распада образуются две частицы, поэтому α-частицы моноэнергетичны и уносят, вследствие
меньшей массы, почти всю энергию распада (некоторые радионуклиды испускают α-частицы
нескольких значений энергии). При β-распаде, поскольку вылетает и третья частица - нейтрино,
спектр электронов получается сплошным - от нуля до некоторой граничной энергии Еmax.
Радиоактивный препарат характеризуют средним числом распадов за единицу времени, эта
характеристика называется активностью и обозначается буквой А. Единица активности - один распад
за секунду - называется б е к к е р е л ь и обозначается Бк. Специальная единица активности – к ю р и
равна 1 Ки = 3,7∙1010 Бк. Активность, пропорциональная числу не распавшихся атомов, уменьшается
со временем по закону радиоактивного распада:
                                A=A0 exp(-λ  λt)=A0exp(-0,69t/T),                                  (I)
где А0 - начальная активность, λ - постоянная распада; Т - период полураспада, т.е. время, за которое
активность уменьшается вдвое.
Часто радиоактивный распад сопровождается испусканием одного или нескольких γ-квантов, если
дочернее ядро образуется в возбужденном энергетическом состоянии. Энергия гамма-квантов равна
разности энергий соответствующих энергетических уровней ядра.
                                    Поглощение заряженных частиц
Быстрые заряженные частицы испытывают в веществе кулоновское взаимодействие с атомными
электронами и ядрами. Особенно часто происходят неупругие взаимодействия с внешними
электронами, при которых энергия частицы затрачивается на ионизацию и возбуждение атомов.
Такой процесс называется ионизационным торможением. В каждом акте взаимодействия с атомом