Гамма-фотони й заряджені частинки з підвищеною кінетич- ною енергією, взаємодіючи з атомами та молекулами речовини, передають їм свою енергію у формі іонізації й електронного збуд- ження. Оскільки в процесі цих взаємодій фотони розсіюються і втрачають енергію, а заряджені частинки гальмуються в речо- вині й передають енергію на іонізацію та збудження, то потоки і фотонів, і частинок, проходячи крізь товщу речовини, слабнуть. Це ослаблення еквівалентне ослабленню потоку енергії, що може 73 кількісно характеризуватися похідною сумарної енергії фотонів та частинок за траєкторією їх руху – dЕ/dх. Як уже зазначалося, іонізація та збудження атомів і молекул внаслідок проходження фотонів та заряджених частинок здійсню- ються не лише безпосередньо ними, а й під впливом вторинного випромінювання – фотоелектронів, комптонівських електронів, ядер віддачі. Оскільки δ-електрони, які виникають у результаті фотоефекту й комптонівського розсіювання, можуть мати досить значну кінетичну енергію, то, взаємодіючи з молекулами й ато- мами за тими самими механізмами, що й первинне випроміню- вання, вони генерують вторинні електрони другого порядку, які, своєю чергою, спричинюють появу електронів третього порядку. Цей процес триватиме доти, доки не вичерпається енергія вторин- них електронів до рівнів, менших за іонізаційний потенціал, піс- ля чого передавання енергії іонізуючого випромінювання речови- ні припиниться. Основною величиною, що характеризує передавання енер- гії іонізуючого випромінювання атомам і молекулам речовини, є ЛПЕ (лінійне передавання енергії). Ця величина показує, яка кіль- кість енергії була передана в актах взаємодії випромінювання й речовини на одиницю довжини треку, а це й є dE/dx. [ЛПЕ] = 1 Дж/м (позасистемна одиниця – еВ/нм). Значення ЛПЕ істотно залежить від енергії фотонів або ча- стинок (табл. 3.1). Таблиця 3.1 Питома іонізація (число іонів на 1 мкм) для рентгенівських променів Енергія фотонів, Питома іонізація Середня відстань між кеВ кластерами, мкм 1000 15 0,20 200 80 0,04 30...80 100 0,03 8 145 0,02 Енергія, що витрачається на утворення однієї пари іонів, за- лежить від природи речовини: для повітря вона становить 34,5 еВ, для води – 5-30, для біополімерів – у середньому 63 еВ. Власне, Радіологічні величини та одиниці їх виміруВетеринарна радіологія 74 на іонізацію витрачається близько 1/3 цієї кількості енергії, решта йде на збудження молекул і теплову конверсію. Значення ЛПЕ для іонізуючих випромінювань різних типів істотно відрізняються (табл. 3.2). Таблиця 3.2 Значення ЛПЕ іонізуючих випромінювань різних типів у воді Тип випромінювання Енергія випромінювання, ЛПЕ, МеВ еВ/нм Рентгенівське та γ-випромінювання 0,01...10 4 0,2...10 Альфа-промені 2,5 165 -//- 4 110 Дейтрони 3 20 Ядра: 4 Hе 8 22 12 С 3 410 40 К 1,5 3000 Для біологічних середовищ має місце аналогічна залежність (табл. 3.3). Таблиця 3.3 Питома іонізація (число іонів на 1 мкм) для іонізуючих випромінювань у біологічних середовищах Тип випромінювання Іонізуючі Питома (енергія, МеВ) частинки іонізація Швидкі електрони (3... 20) Електрони 8,5 Гамма-випромінювання (0,19) -//- 11 Рентгенівське випромінювання (1) -//- 15 Те саме (0,2) -//- 80 -//- (0,03...0,08) -//- 100 Нейтрони (12) Протони 290 -//- (8) -//- 380 -//- (0,9) -//- 840 -//- (0,4) -//- 1100 Альфа-випромінювання радію (5,99) Альфа-частинки 3000
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Що представляє собою лінійне передавання енергії» з дисципліни «Ветеринарна радіологія»
