2.2. Поле излучения точечного источника

r g S *

Для радиоактивного источника с активностью А, энергией i-й группы Е0,i и квантовым выходом ηi (рис.2.1.) в точке g плотность потока частиц φ на расстоянии r будет равна

Рис.2.1. Поле точечного источника

(2.5)

плотность потока энергии I на расстоянии r равна

(2.6)

мощность воздушной кермы _возд равна

(2.7)

мощность кермы в биологической ткани _б.тк.равна

(2.8)

Здесь m – число гамма-линий с энергией Е_i , образующихся при распаде радионуклида.

Значения дифференциальных и полных гамма постоянных по мощности воздушной кермы для различных радионуклидов приведены в табл.П1

Пример 15. Чему будет равна мощность воздушной кермы и мощность эффективной дозы , создаваемых точечным источником ⁵⁴Mn активностью 10⁵ Бк на расстоянии 1 м? Считать облучение равномерным и изотропным

Решение. Мощность воздушной кермы и мощность кермы в биологической ткани рассчитаем по формулам (2.7, 2.8). Значение Г_К = 30,5 аГр·м²/(с·Бк) для ⁵⁴Mn приведено в табл.П1. Таким образом

Отношение эффективной дозы к керме в воздухе на единичный флюенс при облучении в изотропной геометрии для энергии гамма-квантов ⁵⁴Mn 0,835 МэВ (см.табл.П3) равно 2,54·10^-12/3,69·10^-12=0,7. Следовательно, мощность эффективной дозы при облучении в изотропной геометрии равна 3,35·10^-12·0,7 = 2,3·10^-12 Зв/с.

Ответ: 3,35·10^-12 Гр/с , 2,3·10^-12 Зв/с

Если период полураспада источника Т_1/2 значительно больше времени t, за которое рассматривается доза, то дозиметрическая величина (керма, поглощенная доза, эквивалентная и эффективная дозы) будет равна

, (2.9)

если t сравнимо с T_1/2 , то

, (2.10)

где - мощность дозиметрической величины G при t=0.

Пример 16. Активность источника ²⁴Na в момент остановки реактора, при работе которого происходит образование радионуклида, составляет 10³ Бк. Чему будет равна керма в воздухе за 6 ч на расстоянии 1 м от источника? Принять, что источник ²⁴Na точечный, рассеянием и поглощением гамма-излучения в воздухе пренебречь.

Решение. Период полураспада ²⁴Na 15 час (см.табл.П1). Следовательно, для расчета кермы в воздухе необходимо воспользоваться формулой (2.10), используя в качестве дозиметрической величины керму в воздухе. Мощность кермы в воздухе в момент остановки реактора рассчитаем по формуле (2.7), значение гамма постоянной по мощности кермы в воздухе Г_К приведено в табл.П1 и равно120 (аГр·м²)/(с·Бк). Тогда

Ответ: 2,25 мкГр.

Флюенс нейтронов от точечного источника нейтронов за время t интенсивностью I (нейтр./с) на расстоянии r рассчитывается по формуле:

. (2.11)

В реальных условиях спектр нейтронов, как правило, не моноэнергетический. Поэтому, дозиметрическая величина G_n (керма, индивидуальный эквивалентн дозы Н_р(10), эффективная доза) рассчитывается по формуле

(2.12)

Ф _n– флюенс нейтронов, нейт./см²;

g_n,i – дозиметрическая величина на единичный флюенс нейтронов i-й энергетической группы;

η_i – доля нейтронов i-й энергетической группы в спектре нейтронов, отн.ед.;

Значения g_n,i для эффективной дозы на единичный флюенс в изотропной и передне-задней геометрии облучения приведены в табл.П4.

Вклад нейтронов различных энергетических групп в спектр нейтронов деления ²³⁵U тепловыми нейтронами без защиты и за защитой из 1,5 м бетона приведен в табл.П5.

Пример 17. При возникновении самопроизвольной цепной реакции (СЦР) ²³⁵U тепловыми нейтронами произошло N_дел=10¹⁵ делений. Определить эффективную дозу Е на расстоянии r=1 м от источника для нейтронов с энергией более 1 МэВ. Среднее число нейтронов на деление к = 2,4. Источник считать точечным, рассеянием и поглощением в воздухе пренебречь.

Решение. Флюенс нейтронов на расстоянии r=1 м от источника рассчитаем по формуле

Доля нейтронов η_i для i-й энергии для спектра нейтронов деления ²³⁵U тепловыми нейтронами приведено в табл.П5. Значение эффективной дозы на единичный флюенс в зависимости от энергии нейтронов приведено в табл.П4. Эффективная доза для нейтронов спектра деления рассчитаем по формуле (2.12):

Ответ: 3,3 Зв.