Раздел III. Основы дозиметрии.

Дозиметрия – это измерения интенсивности излучения различной природы и происхождения.

По происхождению излучение может быть результатом работы радиоэлектронной аппаратуры, радиолокационных установок и результатом распада либо деления ядер радиоактивных изотопов.

α – излучение. Представляет собой α – частицы (), т.е. ядра гелия.

β – излучение. При β – распаде происходит изменение заряда атомных ядер с сохранением массового числа путем взаимопревращений протонов и нейтронов внутри ядер. Представляет собой электроны (β^-) или позитроны (β⁺), обладающие скоростью от 10⁸ м/с до 0,999с.

γ - излучение. Электромагнитное излучение с длиной ~10^-12 м и частотой ~ 10²⁰ Гц.

Рентгеновское излучение. Представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне 10^-2 – 10 нм (10^-11-10^-9м). Коротковолновое РИ называется жестким, длинноволновое – мягким. Интенсивность измеряется в Кл/кг.

Нейтронное излучение. Представляет собой поток нейтронов высоких энергий. Различают «медленные» и «быстрые» нейтроны, различающиеся кинетической энергией.

С испусканием α – частиц распадаются только ядра с массовым числом А>200, β^- - с относительным избытком нейтронов, β⁺ - с относительным избытком протонов. Испускание γ – квантов сопутствует α – и β – распаду, после которого в ядре происходит перестройка: ядро переходит из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией; и делению ядер. При γ – излучении заряд ядра и массовое число не меняются.

Вследствие сильного ионизирующего действия глубина проникновения α – излучения в твердые тела обычно пренебрежимо мала. Для воздуха при энергии α – частиц W≈15 МЭВ составляет около 20 см.

К проникающим видам излучения относятся β- и γ- излучение, рентгеновское и нейтронное. Эти же виды вместе с α – излучением также можно отнести к ионизирующему излучению.

Опасность проникающего излучения обусловлена его воздействием на биологические объекты.

При одинаковой дозе, поглощенной организмом наиболее опасно нейтронное излучение. Это объясняется отсутствием у нейтронов заряда и большой кинетической энергией. Однако с экологической точки зрения нейтроны встречаются только вблизи реакторов деления и при ядерных взрывах.

1. Измерение интенсивности излучения.

Действие радиоактивного излучения характеризуется энергией, которая выделяется в облучаемом веществе.

Основные понятия дозиметрии:

• Поглощенная доза излучения D. [Дж/кг=Гр (грэй)].

W – энергия, поглощенная облучаемым веществом;

m – масса облучаемого вещества

V – объем облучаемого вещества

Ρ - плотность облучаемого вещества

• Экспозиционная доза излучения J. (до 1980г. применялся Р – рентген).

,

Q – заряд, образовавшийся вследствие ионизации;

m_и – масса ионизированного воздуха.

1Р=2,58*10^-4 Кл/кг=8,77мДж/кг

• Мощность дозы [грэй/сек=Вт/кг]

• Ионизационная постоянная К (γ – постоянная).

Используется для вычисления поглощенной дозы γ – излучения. Равна мощности дозы, создаваемой источником γ – излучения активностью 1Бк=1/сек (до 1980г. использовался Кюри. 1Ки = 3,7*10¹⁰ Бк) на расстоянии 1м.

,

А – активность источника γ – излучения;

r – расстояние от точечного источника излучения.

• Эквивалентная доза Dэ [бэр]. Dэ=QD

Q – переводной коэффициент. Для рентгеновских, γ -, β – лучей Q=100бэр/Гр; α -, быстрых нейтронов и протонов Q=1000бэр/Гр; медленных нейтронов Q=300бэр/Гр; осколков деления Q=2000бэр/Гр. 100бэр/Гр=1бэр/рад.