источника в вакууме и коллимированный пучок излучения от ускорителя в вакууме являются направленными излучениями. Если бы эти излучения распространялись не в вакууме, а в рас­сеивающей среде, то, строго говоря, мы имели бы дело с нена­правленными излучениями, поскольку рассеянное излучение при­ходило бы в рассматриваемую точку по различным направлениям. Если рассматривать не один, а два точечных источника, не на­ходящихся на одной линии с точкой наблюдения, то излучение в эту точку в вакууме будет проходить по двум направлениям, и его нельзя считать направленным.

У ненаправленного излучения иногда можно выделить пре­имущественное направление распространения. В частном случае симметричного относительно точки наблюдения расположения точечных источников одинаковой мощности можно выделить не­сколько равноценных преимущественных направлений. Однако если такие источники достаточно плотно и равномерно распре­делены по пространству, то все направления распространения излучения становятся равноценными. В этом случае говорят, что излучение изотропно. У изотропного излучения не удается выде­лить преимущественного направления распространения.

Излучение распространяется в пространстве и во времени. В зависимости от характера распространения во времени раз­личают непрерывное и импульсное излучения. Это два крайних случая поведения излучения во времени. Излучение будем счи­тать непрерывным, если его характеристики (точнее, характери­стики поля излучения, с которыми мы познакомимся позже) за рассматриваемый промежуток времени остаются постоянными. Однако за время наблюдения характеристики излучения могут изменяться. Под импульсным будем понимать такое излучение, продолжительность действия которого значительно меньше вре­мени наблюдения. Неопределенность критерия «значительно мень­ше» снимается в каждом конкретном случае.

Под полем излучения в дозиметрии понимают область про­странства, каждой точке которой поставлены в соответствие фи­зические величины (скалярные или векторные), являющиеся ха­рактеристиками поля излучения. Характеристики поля опреде­ляют пространственно-временное распределение излучения в рас­сматриваемой среде.

§ 2. Скалярные характеристики поля излучения

Пусть параллельный пучок излучения направлен по перпен­дикуляру к поверхности поглощающей и рассеивающей сред. Обозначим буквой Ф число частиц, переносимых излучением через единицу площади за некоторый промежуток времени. Введенная для данных условий опыта величина Ф называется флюенсом; в этом случае она выражает отнесенное к единице площади чис­ло частиц направленного излучения, проходящих через перпен­дикулярно расположенную по отношению к направлению рас­пространения излучения поверхность.

13

Рис. 1. Формирование скалярной и векторной величин в по- ле излучения двух источников

Рассмотрим теперь два пучка излучения, приходящих в некоторую точку А по двум раз- личным направлениям от источников 51 и 5، (рис. 1). Результирующий флюенс Ф_А в точке А равен сумме флюенсов ٠! и Ф₂ излучений со- ответствующих источников. Флюенс Ф1 равен числу частиц, прошедших за время наблюдения через площадку единичной площади, располо- женной перпендикулярно направлению 5И. Чтобы найти флюенс Ф₂, надо эту площадку по- вернуть около точки А так, чтобы она была перпендикулярна направлению 5М, и измерить прошедшее через нее число частиц за то же время. Результирующий флюенс

Ф а ⁼ Ф14" Фг•

Такое правило получения результирующего флюенса в некоторой точке пространства при-

менимо для любого числа пучков излучения, приходящих в эту точку по различным направлениям. Таким образом, чтобы опреде- лить флюенс частиц от произвольным образом распределенных

точечных источников, нужно знать число частиц, проходящих от каждого источника через единичную площадку, центр которой находится в интересующей нас точке пространства; при этом еди- ничная площадка каждый раз должна быть расположена пер-

пендикулярно направлению распространения излучения от источ- ника до данной точки. Представим себе, что единичная площадка имеет форму диска. Легко понять, что контур такой площадки при различных ее ориентациях относительно центра опишет сфе- ру с радиусом, равным радиусу площадки; суммарный флюенс частиц от всех источников оказывается равным числу частиц, про- никающих в эту сферу. Дадим теперь определение флюенсу частиц в общем случае расположения источников излучения.

Флюенс частиц * — это отнесенное к площади поперечного се- чения элементарной сферы число частиц излучения, проникаю- щего в эту сферу. При практических измерениях под элемен- тарной следует понимать такую сферу, в пределах объема кото- рой характеристики поля излучения можно считать неизменными.

Если за интервал времени ٥، приращение флюенса частиц равно ٠, то отношение ٥Ф/،// представляет плотность потока

частиц.

Плотность потока частиц — это отнесенное к площади попе­речного сечения элементарной сферы число частиц излучения, проникающего в единицу времени в объем этой сферы.

* Вместо термина «флюенс» иногда используется термин «перенос». В нор­мативных документах можно встретить и то, и другое. В учебнике используется флюенс, как наиболее распространенный термин.

Рассмотрим моноэнергетическое излучение с энергией £*, плотность потока частиц которого в некоторой точке простран- ства равна ф. Умножив плотность потока частиц на энергию излучения £, получим плотность потока энергии, или интенсив- ность** излучения г.

/=(₽£، (2.1)

Плотность потока энергии, د интенсивность излучения,- это отнесенная к площади поперечного сечения элементарной сферы энергия, переносимая излучением, проникающим в еди- ницу времени в объем этой сферы.

Запишем соотношение между флюенсом частиц ф за неко- торый интервал времени т, плотностью потока частиц ф и интен- сивностью моноэнергетического излучения /:

2. .ك/،0)/ئل = ك/،(/)ح = ٠

0 о

в формуле (2.2) предусмотрено, что плотность потока частиц и интенсивность излучения в общем случае зависят от времени.

Рассмотренные характеристики ПОЛЯ излучения можно опре- делить через поток.

Поток ионизирующих частиц £ есть отношение числа частиц д проникающих через данную поверхность за интервал вре- мени сП, к этому интервалу:

2. ك٠ه=م

Заметим, что в этом определении не задается геометрическая форма поверхности.

Соответственно поток энергии ионизирующего излучения

2. ,،ه/£هص£

где суммарная энергия (включая энергию покоя) всех иони- зирующих частиц, проникающих через данную поверхность за интервал времени сП.

Если £ и Е —потоки соответственно частиц и энергии через поверхность элементарной сферы с площадью поперечного се- чения ٥5, то они связаны с плотностью потока частиц и интен- сивностью излучения следующими соотношениями:

2. ٦ ;كلى٩ ⁼ ?

* Выражение «излучение с энергией Е» означает, что энергией Е обладают частицы, из которых состоит данное излучение.

** Термин «интенсивность излучения» не включен в соответствующие ГОСТы, регламентирующие термины и определения в области ионизирующих излучений; однако он получил широкое распространение как удобный синоним термина «плотность потока энергии».

15