5.3.2. Керма – эквивалент радионуклидов.

Во многих практических задачах удобно сравнивать радионуклиды по создаваемой ими дозе фотонного излучения при некоторых стандартных условиях. Такой дозовой характеристикой радионуклида, как гамма-излучателя, является керма-эквивалент.

Керма-эквивалент к_е – это мощность воздушной кермы, создаваемой фотонами радионуклидного источника на расстоянии 1 м от него в вакууме. Единицей керма-эквивалента является грей-метр в квадрате за секунду (Гр м² с^-1).

Из определения керма-эквивалента следует связь между ним и активностью отдельного радионуклидного источника:

к_е=А·Г_к. (5.32).

Мощность кермы, создаваемой данным радионуклидом, керма-эквивалент которого равен к_е на произвольном расстоянии R от него равна:

А·Г_к /R²= к_е/R². (5.33).

Удобство использования керма-эквивалента состоит в возможности проводить расчет доз, создаваемых смесью различных радионуклидов, например, смесью продуктов деления ядерного топлива атомных реакторов, для которой задается керма-эквивалент.

Контрольные вопросы к § 5.3

1. Дайте определение керма-постоянной радионуклида.

2. В чем разница между воздушной керма-постоянной и гамма-постоянной по поглощенной дозе в воздухе?

3. Для какого излучения введено понятие керма-постоянной?

4. В чем разница между полной и дифференциальной керма-постоянными?

5. Как учитываются дочерние продукты при определении керма-постоянной?

6. Чему равно максимальное значение керма-постоянной радионуклида с учетом фотонного излучения его дочерних продуктов?

7. Что такое керма-эквивалент радионуклида?

8. Как керма-эквивалент связан с керма-постоянной?

9. Назовите размерности керма-постоянной и керма-эквивалента.

§ 5.4. Установки для получения излучений.

В настоящее время в энергетике, медицине, промышленности широко используются специальные установки для получения мощных потоков различного вида ионизирующих излучений. Мощность таких источников излучений определяется параметрами установки и обычно задается числом частиц, которые в единицу времени испускаются установкой. Принципы получения отдельных видов частиц на установках зависят от вида частиц, поэтому рассмотрим наиболее широко используемые установки, разделяя их по виду излучения.

5.4.1.Источники заряженных частиц.

Ускорители заряженных частиц — устройства для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Ускорение производится с помощью электрического поля, способного изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Этот принцип ускорения частиц реализуется на электростатических ускорителях. Магнитное поле может изменять направление движения заряженных частиц, не меняя величины их скорости, поэтому в ускорителях оно применяется для управления движением частиц (формой траектории). В современных ускорителях на большие энергии ускоренных частиц используются и электрические и магнитные поля. В итоге, ускорители классифицируются по типу ускоряемых частиц: электронные, протонные ускорители и ускорители ионов; по характеру траекторий частиц: линейные, в которых траектории частиц близки к прямой линии, и циклические ускорители, в которых траектории частиц близки к окружности; по характеру ускоряющего поля: резонансные, в которых ускорение производится переменным высокочастотным электромагнитным полем; по механизму, обеспечивающему устойчивость движения частиц в перпендикулярных к орбите направлениях (фокусировку): ускорители с однородной фокусировкой, в которых фокусирующая сила постоянна вдоль траектории, и ускорители со знакопеременной фокусировкой, в которых фокусирующая сила меняет знак вдоль траектории и т.д.

Основными характеристиками ускорителя является энергия ускоренных частиц и ток частиц. С точки зрения характеристик источника заряженных частиц они рассматриваются как моноэнергетические источники частиц, энергия которых определяется ускоряющим напряжением, а угловое распределение частиц, падающих на мишень, можно считать мононаправленным. Наиболее широко используемые в практике линейные ускорители дают частицы с энергиями до десятков ГэВ, ускорители на высокие энергии представляют собой мощные дорогостоящие установки в единичном экземпляре с предполагаемой, например, на коллайдере в ЦЕРНе энергией протонов 14 ТэВ.