TPI_slaydy

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Огородников Игорь Николаевич

ТЕОРИЯ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ

Лекционное сопровождение

Модули 1-9

Для студентов специальностей 140307-Радиационная безопасность человека и окружающей среды,

200402-Инженерное дело в медико-биологической практике

Екатеринбург 2009

Место курса ТПИ

Математический анализ

Теоретическая физика

Уравнения матфизики

Математическое

моделирование

Численные методы анализа

Экспериментальная ядерная физика

Источники излучения

Дозиметрия ионизирующих излучений

Радиационная защита

ТПИ Теория реакторов

Ядерная медицина

	Огородников И.Н.	Теория переноса излучения
	[e-mail]

Общая структура курса

Часть I

1.Основные положения

2.Односкоростное диффузионное уравнение переноса

3.Кинетическое (Больцмана) уравнение переноса

4.Интегральное (Пайерлса) уравнение переноса

Часть II

5.Метод сферических гармоник

6.Метод дискретных ординат

7.Метод Монте-Карло

8.Многоскоростное уравнение переноса

9.Оптимизация характеристик полей излучения

	Огородников И.Н.	Теория переноса излучения
	[e-mail]

1

Основные положения

	Огородников И.Н.	Теория переноса излучения
	[e-mail]

1.1. Среда и излучение

Плотность частиц – количество частиц в единице объема. n = dN / dV, [см-3]

Поток частиц – количество частиц, падающих на произвольную поверхность в единицу времени.

Φ = dN / dt, [с-1]

Плотность потока частиц – поток частиц, на единичную поверхность.

φ = dΦ / dS, [см-2с-1]

Перенос (флюенс) частиц – Количество частиц падающих на единичную поверхность за все время облучения.

Φ = ∫φ dt, [см-2]

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]

Основные определения

Плотность энергии – энергия поля, заключенная в единице объема.

W = dE / dV, [Дж·см-3]

Поток энергии – количество энергии, падающей на произвольную поверхность в единицу времени.

Φ = dE / dt, [Дж· с-1 = Вт]

Плотность потока энергии – поток энергии, падающей на единичную поверхность.

φ = dΦ / dS, [Дж· см-2с-1 = Вт· см-2]

Перенос (флюенс) энергии – Количество энергии падающей на единичную поверхность за все время облучения.

Φ = ∫φ dt, [Дж· см-2]

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]

Основные определения

Излучение – поток энергии или частиц Интенсивность излучения – плотность потока энергии или частиц.

Поле ионизирующего излучения – поток энергии или частиц ионизирующего излучения.

Сила – направленный поток энергии.

Яркость – то же самое, что и «интенсивность излучения».

Система единиц СГС – сантиметр, грамм, секунда

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]

Предмет курса

Излучение – Различные виды ионизирующих излучений. Электрически нейтральные (незаряженные) частицы. Нейтроны и фотоны (γ-излучение)

Энергия – Реакторный диапазон энергий. нейтроны: 0 < E < 18 МэВ фотоны: 0 < E < 11 МэВ

Пренебрегаем эффектами: - квантовыми; - релятивистскими (для нейтронов).

Плотность частиц – количество частиц / см3

нейтроны и фотоны:	1012…..1016
ядра вещества:	1022…..1023

Линейная теория переноса не учитывает взаимодействия нейтрон-нейтрон или фотон-фотон !

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]

Взаимодействие нейтронов со средой

		радиационный захват
нейтрон		(фотон)
		рассеяние (нейтрон и
	ядро	возможно фотон)
		деление ядра (осколки,
		(2.5 нейтрона и фотоны)

Реакции при взаимодействии нейтронов со средой:

Поглощение – Absorption

Рассеяние	– Scatter
Деление	– Fission

a s f

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]

Взаимодействие фотонов со средой

рассеяние (фотон)

фотон

ядро

поглощение

Реакции при взаимодействии фотонов со средой:

Поглощение – Absorption Рассеяние – Scatter

a s

Огородников И.Н.				Теория переноса излучения
[e-mail]