4. Взаимодействие а- и в- излучения, у- квантов с веществом.

-частицы сильно взаимодействуют с различными веществами, т. е. легко поглощаются ими. Тонкий лист бумаги или слой воздуха толщиной несколько сантиметров достаточны для того, чтобы полностью поглотить -частицы.

Таблица 1. Пробег -частиц ²¹⁴Ро (Е_=7,69 МэВ) в различных веществах

Вещество	Средний пробег, мг/см2
Воздух	8,5
Слюда	10,1
Алюминий	11,0
Медь	16,3
Золото	27,0

При прохождении через вещество -частицы почти полностью отдают свою энергию в результате электростатического взаимодействия с электронами оболочек атомов.

Энергия -частиц идет на ионизацию и возбуждение атомов поглощающей среды (ионизационные потери). Этот процесс может рассматриваться как упругое столкновение -частицы с электронами, при котором -частица теряет часть своей энергии.

-частицы - это электроны (или позитроны), испускаемые ядрами радонуклидов при -распаде. -частицы обладают сплошным энергетическим спектром.

В зависимости от энергии б-частиц различают:

• мягкое -излучение (нескольких десятков кэВ);

• жесткое -излучение (до нескольких единиц МэВ).

Вероятность взаимодействия -частиц с веществом меньше, чем для -частиц, так как -частицы имеют в два раза меньший заряд и приблизительно в 7300 раз меньшую массу.

При взаимодействии -частиц с электронами атомов массы соударяемых частиц можно считать одинаковыми, поэтому -частицы при столкновении отклоняются гораздо сильнее, в результате чего при торможении траектория движения -частиц имеет вид ломаной линии.Проникающая способность излучения характеризуется чаще всего толщиной слоя поглотителя (в г/см₂), при которой интенсивность излучения уменьшается наполовину. Эту величину называют толщиной слоя полупоглощения. Скорость -частиц сравнима со скоростью света.

Взаимодействие электронов и позитронов с веществом качественно одинаково и складывается из трех основных процессов:

• упругого рассеяния на атомных ядрах;

• рассеяния на орбитальных электронах;

• неупругих столкновений с атомным ядром.

Взаимодействие -квантов с веществом существенно отличается от взаимодействия - и -частиц. В то время как заряженные частицы передают свою энергию электронам атомов при многократных процессах соударения, -кванты отдают всю или, по крайней мере, большую часть своей энергии при однократном взаимодействии. Однако вероятность этого взаимодействие очень низка, поэтому -кванты обладают гораздо большей проникающей способностью, чем заряженные частицы.

4. Детектирование ионизирующих излучений. Газоразрядный и сцинтилляционный детекторы.

Детектор ионизирующего излучения - устройство, предназначенное для обнаружения и измерения параметров элементарных частиц высокой энергии, рождающихся при ядерных распадах или в ускорителях.

Газоразрядные детекторы.

Ионизацио́нная ка́мера — газонаполненный датчик, предназначенный для измерения уровня ионизирующего излучения.

Измерение уровня излучения происходит путём измерения уровня ионизации газа в рабочем объёме камеры, который находится между двумя электродами. Между электродами создаётся разность потенциалов. При наличии свободных зарядов в газе между электродами возникает ток^[1], пропорциональный скорости возникновения зарядов и, соответственно, мощности дозы облучения. Отличительной особенностью ионизационной камеры, в отличие от других газонаполненных датчиков, является сравнительно малая напряженность электрического поля в газовом промежутке, таким образом ток не зависит от напряжения на электродах и равен произведению заряда электрона на число пар ионов.

Сцинтелляционные детекторы.

Первый сцинтилляционный детектор, названный спинтарископом, представлял собой экран, покрытый слоем ZnS. Вспышки, возникавшие при попадании в него заряженных частиц, фиксировались с помощью микроскопа.

Начиная с 1944 г. световые вспышки от сцинтиллятора регистрируют фотоэлектронными умножителями (ФЭУ). Позже для этих целей стали использовать также светодиоды.     Сцинтиллятор может быть органическим (кристаллы, пластики или жидкости) или неорганическим (кристаллы или стекла). Используются также газообразные сцинтилляторы. В качестве органических сцинтилляторов часто используются антрацен (C₁₄H₁₀), стильбен (C₁₄H₁₂), нафталин (C₁₀H₈). Жидкие сцинтилляторы обычно известны под фирменными именами (например NE213). Пластиковые и жидкие сцинтилляторы представляют из себя растворы органических флуоресцирующих веществ в прозрачном растворителе.