163. Количественные хар-ки взаимодействия ии с в-вом.

Удельная ионизация (ионизирующая способность) - число пар разноименных электрических зарядов (пар катион — анион или электрон — ион), образующихся в результате столкновений частицы на единице длины ее пути в веществе. Характеризует ионизирующую способность частицы, измеряется по отклику детектора.

Удельные ионизационные потери- потери энергии заряженной частицей при прохождении через в-во, связанные с возбуждением и ионизацией его атомов. Удельные иониз. потери (- dE/dx), где E - кинетич. энергия частицы, называют тормозной способностью вещества. Они определяются как ср. энергия, потерянная частицей на единице длины пути. И. п. являются частью общих электромагнитных потерь энергии, включающих также радиационные потери, Черенкова - Вавилова излучение и переходное излучение. И. п. складываются из дискретных порций передач энергии атомам среды в отдельных столкновениях. В результате энергия частицы монотонно уменьшается, что приводит к её торможению, а при большой толщине вещества (или малой E)и к полной остановке. Различают полные, ограниченные и вероятные И. п.

Пробег частицы— толщина слоя вещества, которую может пройти частица с энергией до полной остановки, если направление ее движения было перпендикулярно поверхности слоя. Величина пробега зависит от энергии (скорости) движения частицы, ее заряда, массы, а также от свойств самого вещества (среды). Пробег увелич-ся с энергией частиц и при заданной скорости примерно пропорционален массе частицы и обратно пропорционален квадрату ее заряда. Пробег чаще всего выражают не в единицах длины (см), а в массовых единицах слоя вещества, проходимого частицей (г/см2).

164. Особенности взаимодействия с в-вом α-, β-, γ-излучений и нейтронов. Физические принципы защиты от ии.

З аряж. частицы и γ-фотоны, распрост. в в-ве, взаим-вуют с ē и ядрами →изме­няется сост. в-ва и частиц. Основным механизмом потерь энергии заряж. частицы (α и β) при прохожд. через в-во явл. ионизационное торможение. Взаим-вие ч-цы с в-вом кол-венно оцен. линейной плотностью ионизации, тормозной способн. в-ва и средн. пробегом ч-цы. Линейная плотн. ионизации i - отношение числа dn ионов одного знака, образован. заряж. ионизир. ч-цей на элементарном пути dl, к этому пути: i= dn/dl. Линейная тормозная способн. в-ва S - от­ношение энергии dE, теряемой заряж. ионизир. ч-­цей при прохожд. элементарного пути dl в в-ве, к длине этого пути: S = dE/dl. Средний линейным пробег R – средн. знач. расстояния между нач. и кон­ц. пробега заряж. ионизир. ч-цы в данном в-ве. График завис-ти линейной плотности ионизации от пути х, проходимого α-частицей в среде (воздух). По мере продвиж. ч-цы в среде ↓ее энергия и ско­рость, линейная плотность иониза­ции ↑ и при заверш. пробега ч-цы резко убывает. ↑ i обусловлено тем, что при меньшей скорости α-ч-ца больше време­ни проводит вблизи атома и ↑ вероятность ионизации атома. Линейная плотность ионизации α-частиц при норм. давлении сост. i = (2 + 8) • 10⁶ пар ионов/м. Бета-частицы могут рас­сеиваться на ē в-ва, и их пути сильно искривля­ются в нем. Если ē движ. в среде со скор. > фазовой скор. распространения света в этой среде, то возник. характерное черепковское излуч. (излуч. Че­репкова—Вавилова). При попад. β⁺-частицы (позитрона) в в-во происходит взаим-вие ее с ē и пара электрон-позитрон превращ. в 2 γ-фотона. Этот процесс аннигиляция. Одна из характеристик поглощ. β-излучения в-вом - слой половинного ослабления, при прохож­д. через кот. интенсивн. β-частиц ↓ вдвое. При попад. γ-излучения в в-во наряду с процессами когерентного рассеяния, эффекта Комптона, фотоэффект, возник. образова­ние пары электрон-позитрон и фотоядерные р-ции, кот. возник. при взаим-вии γ-фотонов больших энергий с атомными ядрами. В результ. различн. процессов под действием γ-излуч. образуются заряж. ч-цы; значит, γ-излуч. явл. ионизирующим. Поток нейтронов тоже явл. ионизир. излуч., т.к. при взаим-вии нейтронов с ядрами атомов образ. заряж. ч-цы и γ-излуч.

4. деление ядер при захвате ими нейтронов: образование ра­диоактивных осколков, γ-излуч. и заряж. ч-ц;

5. образование α-частиц, например: Al + n = Na + α;

6. образование протонов, например: N + n = С + p.

3 вида защиты от ионизир. излуч.: временем, расстоя­нием и материалом.

Временем: чем ↓ время пребыв. вблизи источника радиации, тем ↓ получ. доза облучения. Расстоянием: излуч. ↓ с удалением от компактного источника. Веществом: необходимо стремиться, чтобы между объектом и источником радиации было как можно больше в-в: чем его больше и чем оно плотнее, тем большую часть радиации оно поглотит. Защита от α-излучения: достаточно листа бумаги или слоя воздуха в несколько сантиметров, чтобы поглотить ч-цы. Следует остерегаться попадания α-частиц внутрь орг-ма при дых или приеме пищи. Защита от β-излуч. достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько сантиметров. Защита от нейтронов, рентген- и γ-излучения наиболее сложна. Эти изл-я с меньшей вероятностью взаимод-т с част-ми и поэтому глубже проникают. Коэффициент ослабле­ния зависит от порядк. номера элемента в-ва поглотите­ля и от энергии γ-фотонов. Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют, уменьшая их скорость в водородсодерж. в-вах. Затем кадмием, поглощают медленные нейтроны.