Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

      Комментарии к записи Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом отключены

Элементы радиационной физики. Основы дозиметрии

Ядерная физика занимается изучением атомных ядер. Ядра состоят из протонов Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом и нейтронов Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом , называемых нуклонами.

Размер (диаметр) атома da ~ Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом , размер ядра dя ~ Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

Символика обозначения ядра: Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом, где

Z – число протонов в ядре (порядковый номер элемента в таблице Менделеева);

A – массовое число (количество нуклонов в ядре): A=Z+N;

N – количество нейтронов в ядре: N=A – Z . .

Изотопы – ядрасодинаковым количеством протонов (Z) и различным количеством нейтронов (N).

Массы ядер принято измерять в атомных единицах массы (а.е.м.), выбранных таким образом, что масса изотопа углерода Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом в точности равна 12.000 а.е.м.

протон Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом q = 1,6.10-19 Кл mp = 1,007 а.е.м.

нейтрон Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом q =0 Кл mn = 1,008 а.е.м.

Энергия связи ядра – энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на нуклоны:

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

Энергия связи ядра измеряется в МэВ (мегаэлектронвольтах):

1 МэВ = 106 эВ = 106 .1,6 . 10 – 19 Дж = 1,6 . 10 – 13 Дж.

Дефект массы ( Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ): Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

Радиоактивность–способность некоторых ядер самопроизвольно распадаться с испусканием других ядер и элементарных частиц.

Основные типы радиоактивности

1. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом -распад – распад ядер, который сопровождается испусканием Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом -частиц (ядер атома гелия Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

Пример: Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

2. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом— распад–самопроизвольное превращение протонов и нейтронов внутри ядра.

a) электронный Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ( Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом (антинейтрино)

Пример: Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

б) позитронный Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ( Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом (нейтрино)

Пример: Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

в) е – захват – захват электрона с ближайшей орбиты:

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

Пример: Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

3. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом -излучение – это фотон очень высокой энергии (коротковолновое электромагнитное излучение с длинной волны Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом м).

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом -квант энергии возникает при переходе ядра из возбужденного состояния (энергия Е2) в невозбужденное (энергия Е1):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Закон радиоактивного распада выражает зависимость нераспавшихся ядер от времени:

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

N – количество нераспавшихся ядер в

момент времени t;

N0 – количество ядер в начальный момент времени;

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – постоянная радиоактивного распада

График закона радиоактивного распада

Период полураспада (Т) – время, в течении которого распадается половина ядер радиоактивного образца.

Если t = Т, то Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом . Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

Пример: Таблица 2

Изотоп Период полураспада Изотоп Период полураспада
полоний Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 4 . 10 — 6 секунд йод Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 8 суток
литий Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 0,9 секунд кальций Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 165 суток
углерод Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 20 минут кобальт Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 5,3 лет
Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 5600 лет уран Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом 7,1 . 108 лет

Активность (А) – скорость радиоактивного распада (количество распадов за единицу времени).

А= Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

Единицы измерения: СИ [А] = Бк (беккерель);

внесистемная [А] = Ки (кюри). 1 Ки = 3,7 . 1010 Бк.

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом

Взаимодействие радиоактивного излучения с веществом характеризуется ионизирующей и проникающей способностью.

Ионизирующая способность – способность радиоактивного излучения образовывать пары ионов при прохождении в веществе.

Характеристика ионизирующей способности: линейная плотность ионизации ( Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом , Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ;

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – число пар ионов одного знака, образованных ионизирующей частицей на элементарном пути Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом .

Проникающая способность:

– для Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом и Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом — излучений – это расстояние, которое проходит частица в веществе до того момента, когда ее энергия станет равной средней энергии теплового движения частиц вещества;

– для Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом — излучения – это расстояние, после прохождения которого поток Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом -излучения уменьшается в определенное число раз (е, 10 раз).

Характеристики проникающей способности:

а) средний линейный пробег ( Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ) – среднее расстояние, которое проходит ионизирующая частица в веществе до полной остановки:

[L] = м;

б) линейная тормозная способность(S):

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом , [S] = Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом ,

dE – энергия, теряемая заряженной ионизирующей частицей при прохождении элементарного пути Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом в веществе.

Пример: длина пробега до остановки

в биологической ткане:

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – до 0,1 мм; Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – до 6 см; Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – проходит через тело человека;

в воздухе:

Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – от 3 до 9 см; Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – до 40 м; Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом – приблизительно 200 м.

Чем больше заряд и масса частицы, тем выше ее ионизирующая и меньше проникающая способность. Эти величины зависят от плотности облучаемого вещества.

Основные эффекты действия радиоактивного излучения на вещество:

1. Упругое рассеяние (изменение направления излучения).

2. Возбуждение атомов.

3. Фотоэффект, который приводит к ионизации атомов.

4. Ядерные реакции (ведут к изменению проводимости, образованию ядерных осколков, дочерних ядер).

5. Выделение тепла.

Самое опасное – ионизация атомов, так как нарушается структура молекул.

Дополнительные материалы:

Ядерная физика. Урок 1.6. Взаимодействие с веществом ионизирующих излучений


Похожие статьи: