Ионизирующее излучение – потоки частиц и элект-ромагнитных квантов, которые вызывают ионизацию среды. Ионизирующим излучением является рентгеновское и гамма-излучение, потоки альфа-частиц, электронов, позитронов, протонов, нейтронов. Ионизация - образование положительных и отрицательных ио-нов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул. Виды ионизации - ударная, многократная, ступенчатая, термическая, фотоионизация. При попадании ионизирующего излучения на вещество и живые организмы происходит ионизация их молекул и атомов. ((излучение. Энергия ((частиц, испускаемая различными изотопами, составляет (4 – 11) МэВ. Пробег ((частиц в воздухе (н.у.) равен (2 – 10) см, в алюминии (0,008 - 0,4) мм (табл. 1, (3(). Лист бумаги и внешний покров тела человека полностью поглощают ((частицы, и поэтому внешнее облучение ((частицами не представляет опас-ности для внутренних органов человека или животного. Плотность ионизации (число пар ионов на каждый санти-метр пробега) велика и численно равна (((((·((( пар/см.
Таблица 1 Источник пробег Скорость Энергия Радионуклид Х(, см V(·1000, км/с W( , МэВ Уран 2,7 14,2 4,2 Торий 2,8 14,4 4,3 Радий 3,3 15,2 4,8 Полоний 3,8 15,9 5,3
При пробеге ((частиц создается ( 40 тысяч пар ионов на 1 см пути. На образование одной пары ионов в воздухе затрачивается энергия 34 эВ. Длина пробега ((частиц определяется соотношением: Х( = 0.476 · W(1,5 , где [Х( ] - см , [W(] - МэВ (20(. ((частицы активных веществ особенно опасны при попадании их внутрь организма вместе с растительной и животной пищей и вызывают долго незаживающие ожоги на поверхности тела при непосредственном контакте с мощными ((источниками. ((излучение: энергия ((частиц изменяется в широких пределах от 0,1 до 10 МэВ. Энергетический спектр непрерывный. Пробег ((частиц в воздухе (н.у.) равен ~3 м при энергии W(~3 МэВ. Одежда и кожный покров человечес-кого тела поглощают ~75% ((частиц, остальные ~25% про-никают внутрь человеческого организма на глубину 2 мм. Средняя плотность ионизации (( ( (( пар/см значительно меньше, чем у ((частиц той же энергии. Это объясняется меньшим электрическим зарядом и большой скоростью движения ((частиц, что уменьшает вероятность взаимодействия с атомами. Необходимо отметить, что фактический путь ((частиц в воздухе (~14 м) значительно превышает зону действия излучения (Х( (1-3 м). Полное поглощение ((частиц с энергией W(~1 МэВ происходит в слое алюминия толщиной 1,5 мм. Интенсивность излучения изменяется по экспоненте: I = Io·exp (-((·d·(), где d - толщина преграды, см; ( - плотность поглотителя, г/см3; ((( массовый коэффициент ослабления ((( ( ((( W4/3). Проникающая способность ((излучения значительно больше, чем ((частиц. Наибольшую опасность представляет попадание ((частиц в глаза, т.к. внешняя поверхность глаза не имеет защитного покрова. (-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение, обладающее наибольшей проникающей способностью по сравнению с (( и ((излучением. Энергия ((квантов изменяется в пределах (0,1 - 10) МэВ. При прохождении ((квантов через среду ионизация производится электронами, выбиваемыми из атомов в результате их взаимодействия с ((квантами. Средняя плотность ионизации в воздухе (( ( (( пар/см значительно меньше, чем при облучении ((и ((частицами. Наличие преград из свинца, бетона, грунта и других плотных материалов приводит к существенному ослаблению ((излучения. Ослабление ((излу-чения вызвано следующими эффектами: 1) фотоэффектом, 2) эффектом Комптона и 3) образованием электрон–позитронных пар. Интенсивность потока ((излучения изменяется по экспоненте: I = I0·exp (- (·Х), где ( - линейный коэффициент ослабления, [(] - 1/см; Х - толщина поглотителя, см. Значение ( зависит от величины энергии и материала погло-тителя. Эффективность поглотителя характеризуется толщи-ной слоя половинного ослабления (Х 1/2).Это толщина, при которой интенсивность излучения падает вдвое: Х 1/2 = ln2 / (. В таблице 2 приведены значения коэффициента ( и толщины Х1/2 для некоторых материалов.
Для разных химических элементов энергия квантов (-излучения отличается и поэтому толщина слоя половинного ослабления будет иметь различное значение. Это видно на следующих примерах. Толщина Х1/2 = 1,1 см для кобальта-60 равна 1,1 см; для цезия-137 – 0,5 см; для тулия-170 – 0,05 см свинцовой пластины.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ИОНИЗАЦИЯ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ» з дисципліни «Основи ядерної фізики та радіаційна безпека»
