Пояснения к работе. Тема: Расчет биологической защиты от альфа - и бета-источников

Практическая работа № 2

Тема: Расчет биологической защиты от альфа - и бета-источников.

Цель работы:

1 Изучить зависимость толщины защиты от проникновения альфа - и бета-излучения различной энергии и методику ее расчета.

Средства:

1 Таблица альфа - и бета- нуклидов с указанием энергии излучения.

Пояснения к работе

Альфа-частицы - это поток тяжелых заряженных частиц - ядер гелия. Энергия естественно и искусственно возникающих частиц колеблется от 4 до 9 МэВ. При прохождении через вещество эта энергия расходуется на ионизацию и возбуждение атомов поглощающей среды. К концу пробега, присоединив два электрона, альфа-частица превращается в атом гелия. Ионизационная способность равна в среднем 10⁵ пар ионов/см. Толщ

- эмпирическая формула для расчета среднего пробега в воздухе при нормальных условиях:

4Мэв< Е_α < 7 МэВ

- средний пробег альфа-частиц в веществе

(формула Брэгга)

при известном атомном номере вещества-поглотителя

при известном пробеге альфа-частиц в воздухе с той же энергией

Бета-частицы- это поток электронов и позитронов. Заряд и масса у них одинаковы. Но отличается знак заряда. Кроме того, среднее время жизни электронов неограниченно долго, у позитронов – 10^-9с. При аннигиляции они образуют два гамма-кванта: . Частицы от искусственных и естественных радионуклидов имеют энергию от 0 до 10 МэВ. Распределение бета-частиц по энергии называется бета-спектром. Зависимость количества бета-частиц после прохождения слоя вещества зависит от энергии бета-частиц и толщины поглотителя (3- при минимальной толщине поглотителя):

Обычно источники бета-частиц излучают одну или несколько групп частиц максимальной энергии. При прохождении через вещество энергия расходуется при различных видах взаимодействиях:

(0,15<Е_β <0,8 МэВ)

(0,8<Е_β <3 МэВ)

Для воздуха и легких материалов рекомендуются следующие формулы:

(Е_β >0,5 МэВ) (Е_β <0,5 МэВ)

Если толщина поглотителя намного меньше максимального пробега, то ослабление плотности потока происходит по закону экспоненты:

Ф(х)= Ф_о ехр (-μх),

где х- толщина поглотителя, ; μ- массовый коэффициент п

Число частиц, прошедших через слой поглотителя, убывает с увеличением толщины поглотителя х по закону:

N=N_o ехр , где - толщина слоя вещества, ослабляющая поток электронов вдвое.