1. 5. 4. Взаимодействие нейтронов с веществом

Нейтроны, взаимодействуя с веществом, либо рассеиваются, либо захватываются ядрами атомов вещества.

Различают упругое и неупругое рассеяние, радиационный захват и захват с испусканием заряженных частиц.

При упругом рассеянии нейтрон, столкнувшись с ядром, передает ему часть своей кинетической энергии, после чего ядро (называемое ядром отдачи) начинает двигаться, а нейтрон меняет направление своего движения и скорость его

Рис. 15. Упругое рассеяние нейтронов уменьшается.

При достаточно большой полученной энергии ядро отдачи может быть выбито из атома и, превратившись в положительную частицу, способно производить ионизацию.

Наибольшие потери энергии (а значит и замедление) получает нейтрон при взаимодействии с ядрами, близкими ему по массе:

например, его первоначальная энергия в 1 МэВ уменьшается до тепловой, если он взаимодействует с ядрами кислорода (A=16) 145 раз, с ядрами углерода (A=12) 110 раз, с ядрами бериллия (A=9) 50 раз, с ядрами водорода (A=1) -18 раз.

Т.о., вероятность упругого рассеяния растет с уменьшением энергии нейтрона и заряда ядра.

Рис. 16. Неупругое рассеяние нейтронов

При неупругом рассеянии нейтрон проникает в ядро, возбуждает его и выбивает из него нейтрон меньшей энергии, после чего ядро испускает γ-квант и возвращается в стабильное состояние. Неупругое рассеяние характерно для нейтронов достаточно больших энергий при взаимодействии их с ядрами тяжелых элементов.

Рис. 17. Радиационный захват нейтрона ядром

Захват нейтрона ядром характерен для нейтронов малых энергий, которые более продолжительное время находятся рядом с ядром, где действуют ядерные силы притяжения.

Ядро, захватив нейтрон, переходит из возбужденного в нормальное состояние с испусканием γ-кванта (наиболее часто) или заряженной частицы (редко).

Ионизирующее действие нейтронов обусловлено возникающими при их взаимодействии с ядрами вещества вторичными γ-квантами и заряженными частицами, а с электронами вещества нейтроны практически не взаимодействуют вследствие незначительной массы электронов.

Рассеяние и поглощение нейтронов в веществе, как и в случае гамма-излучений носит экспоненциальный характер и выражается теми же зависимостями.

1.6. Дозиметрические величины и их единицы

В радиационной безопасности используется множество дозиметрических величин для измерения ионизирующих излучений; основные из них приведены в таблице 7.

Таблица 7

Основные дозиметрические величины

Величина и ее обозначение: международное (в лекции)	Международная единица и ее обозначение		Внесистемная единица и ее обозначение		Соотношение между единицами
	междуна- родное	русское обозначение и название	междуна- родное	русское обознаение и название
Активность A	Bq	Бк — беккерель	C i	Ки — кюри	1 Бк= 1расп./с = 2,7 · I0-11 Ки 1 Ки=З,7 · 1010 Бк
Экспозиционная доза Х (D экс)	C/kg	Кл/кг — кулон на килограмм	R	Р — рентген	1 Кл/кг = З876 Р 1 Р=2,58 · 10 -4 Кл/кг
Поглощенная доза D (D погл)	Gy	Гр — грей	Rad	Рад — рад	1 Гр = 1 дж/кг = 100 рад 1 рад = 0,01 Гр
Эквивалентная доза Н (D экв)	Sv	Зв — зиверт	rem	Бэр — бэр	1 Зв= 1 Гр/WR = 100 бэр 1 бэр = 1 рад/ WR = 0,01 Зв
Эффективная доза E (D эфф)	Sv	Зв — зиверт	rem	Бэр — бэр	1 Зв= 1 Зв/WT = 100 бэр 1 бэр = 1 бэр/ WT = 0,01 Зв

С активностью А радионуклидов мы познакомились в разделе 1.3 лекции, а сейчас

рассмотрим сущность всех остальных.