Дозиметрические величины и единицы

Воздействие γ-излучения (а также других видов ионизирующего излучения) на вещество характеризуют дозой ионизирующего излучения.

Различаются:

- поглощенная доза излучения – физическая величина, равная отношению энергии излучения к массе облучаемого вещества.

Единица поглощенной дозы излучения – грей (Гр): 1Гр=1Дж/кг – доза излучения, при которой облученному веществу массой 1кг передается энергия любого ионизирующего излучения 1Дж.

- экспозиционная доза излучения – физическая величина, равная отношению суммы электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе (при условии полного использования ионизирующей способности электронов), к массе этого воздуха.

Единица экспозиционной дозы облучения – кулон на килограмм (Кл/кг); внесистемной единицей является рентген (Р): 1Р = 2,58*10^-4Кл/кг.

- биологическая доза – величина, определяющая воздействие излучения на организм.

Единица биологической дозы – биологический эквивалент рентгена (бэр): 1бэр – доза любого вида ионизирующего излучения, производящая такое же биологическое действие, как и доза рентгеновского или γ-излучения в 1Р (1бэр=10^-2 Дж/кг).

Мощность дозы излучения – величина, равная отношению дозы излучения к вермени облучения. Различают:

1)мощность поглощенной дозы (едиинца – грей на секунду (Гр/с);

2) мощность экспозиционной дозы (единица – ампер на килограмм (А/кг);

14. Эффект Мёссбауэра

Эффектом Мёссбауэра называется явление упругого испускания или поглощения γ-квантов атомными ядрами, связанными в твердом теле, не сопровождающееся изменением внутренней энергии тела (.е.е происходящее без возбуждения квантов колебаний кристаллической решетки-фононов).

При излучении или поглощении γ-кванта ядром свободного атома, вследствие закона сохранения импульса ядро атома приобретает импульс, равный импульсу излученного или поглощенного фотона, а значит и кинетическую энергию – кинетическую энергию отдачи ядра (Е_я).

Следствием этого является то, что:

- при переходе ядра из возбужденного состояния с энергией Е в основное, излучаемый γ-квант имеет энергию Е_γ несколько меньшую, чем Е, из-за отдачи ядра в процессе излучения: Е_{γ =} Е – Е_я;

- при возбуждении ядра и переходе его из основного состояния в возбужденное с энергией Е γ-квант должен иметь энергию несколько большую, чем Е: Е_γ^’ = Е+Е_я.

Таким образом, максимумы линий излучения и поглощения должны быть сдивинуты друг относительно друга на величину 2Е_я (см.рисунок), что делает невозможным резонансное поглощение γ-квантов для свободных ядер.

Резонансное поглощение γ-излучения может быть получено только при компенсации потери энергии на отдачу ядра. Такая ситуация реализуется в твердом теле, когда атомы жестко связаны между собой и энергия и импульс отдачи передается не одному атому, а всему кристаллу в целом. В этом случае потери энергии на отдачу становятся исчезающе малыми, поскольку масса кристалла гораздо больше массы одного атома и кинетическая энергия, которую приобретает весь кристалл, ничтожна. При достаточно низких температурах, когда вероятность возбуждения фононов вследствие отдачи атомов снижается, процессы излучения и поглощения γ-излучения происходят практически без потерь энергии (идеально упруго) без изменения внутренней энергии тела.