Лекция 8 защита от альфа- и бета-излучения. Тормозное излучение. Альбедо. Прострелы излучения через каналы в защите Защита от непроникающих излучений
Непроникающие виды излучений также требуют к себе определённого внимания. Во-первых, это связано с возможностью попадания источников непроникающего излучения внутрь организма человека и воздействия за счёт внутреннего облучения. Во-вторых, при прохождении непроникающих излучений через различные вещества могут возникать вторичные проникающие виды излучений (тормозное излучение), от которых также может потребоваться дополнительная защита.
Принципы защиты от внутреннего облучения (т.е., от попадания источников излучения внутрь организма) рассмотрены в лекции 4. В данной лекции рассматривается защита от внешних потоков излучения.
Пробеги альфа-частиц в веществе
Альфа-частицы, имея заряд и достаточно большую массу, проникают в вещество лишь на малую глубину. Для решения задач защиты от альфа-излучения достаточно знать пробеги альфа-частиц в веществе. Для определения пробегов альфа-частиц в различных веществах можно воспользоваться как справочными таблицами, так и произвести расчёт по эмпирическим формулам. Для расчёта средней длины пробега альфа-частиц в воздухе можно использовать следующую формулу:
где Eα – энергия альфа-частицы, МэВ, а средний пробег Rα выражен в сантиметрах.
Для веществ, отличных от воздуха, средние пробеги альфа-частиц в среде могут быть определены по формуле Брегга:
где A – атомная масса вещества среды, Z – его порядковый номер в периодической системе химических элементов, Eα – энергия альфа-частицы, МэВ, ρ – плотность материала, г/см3, средний пробег Rα выражен в сантиметрах.
Указанные формулы справедливы для энергий альфа-частиц, создаваемых естественными альфа-излучающими нуклидами. Пробег таких альфа-частиц в воздухе не превышает 10 см, а для твёрдых частиц составляет величины в несколько десятков микрометров.
Таким образом, защита от внешних потоков альфа-частиц не вызывает затруднений, лишь при энергиях, больших 7,5 МэВ может потребоваться дополнительная защита поверхности кожи при близком нахождении источника. При этом, в качестве защиты, например, для рук, достаточно будет использовать хирургические перчатки.
Защита от бета-излучения
Защита от внешних потоков бета-частиц также не представляет существенных трудностей по причине их малых пробегов. Для пучков бета-частиц большой интенсивности задача защиты сводится к защите от вторичного фотонного (тормозного) излучения и/или третичного фотонейтронного излучения, если энергия тормозного излучения превышает порог фотонейтронных реакций.
Защита от собственно бета-излучения основывается также на величине пробегов бета-частиц в веществе. В справочниках приводятся таблицы величин средних, максимальных и экстраполированных (практических) пробегов электронов в различных веществах. При этом максимальным пробегом для моноэнергетических электронов считается минимальная толщина материала, при которой ни один из электронов, падающих на материал нормально, не вылетает из него.