29.Защита от нейтронов.

Быстрые нейтроны, обладая огромной проникающей способностью, слабо поглощаются веществом. Поэтому задача защиты от нейтронов заключается в замедлении движения быстрых нейтронов с последующим поглощением замедленных нейтронов.

Хорошим защитным материалом от нейтронов является вода и водородосодержащие материалы (парафин). Нейтроны малой энергии (тепловые) хорошо поглощаются бором и кадмием, поэтому бор в чистом виде или в виде соединений вводится в бетон, свинец и другие материалы, применяемые для защиты от нейтронов и -излучения, которое сопровождает поглощение нейтронов такими материалами, как бериллий, бор и кадмий.

30. характеристика альфа распада

Альфа-распад (α-распад) — физический процесс распада ядра, протекающий самопроизвольно с испусканием двухпротонов и двух нейтронов, связанных воедино в ядро гелия. В результате альфа-распада заряд ядра уменьшается на две, а его массовое число на четыре единицы:

Пример альфа-распада для изотопа 226Ra:

226 \88Ra→222 \86Rn+α (42He)

Альфа распад характерен для естественных радиоактив.эл-тов с большими порядковыми номерами.Это достаточно распространенное превращение тяжелых ядер. В целом 16% радиоактив.изотопов распадаются, испуская альфа частицы.

31. характеристика бетта распада

Бета-распад (бета-распад) - наиболее распространённый вид радиоактивного распада (и вообще радиоактивных превращений), особенно среди искусственных радионуклидов. Бета-распад — физический процесс представляющий собой самопроизвольное взаимное превращение внутриядерныхнейтронов и протонов, происходящее по одному из направлений, с испусканием или поглощением (e-) электронов или (e+)позитронов, (v) нейтрино или (v-)антинейтрино. Ниже представлены три основных направления превращений при β-распаде в качестве примеров:

Захват электронов при бета-распаде происходит с одной из атомных оболочек, чаще всего с ближайшей к ядру К-оболочки (К-захват), и соответственно намного реже со следующих, L- и M-оболочек (L- и М-захват). Электронный β-распад характерен для нейтронноизбыточных изотопов, в которых число нейтронов больше чем в устойчивых, а для элементов с Z > 83 — больше, чем в β-стабильных (испытывающих только α-распад). Обе частицы, испускаемые или поглощаемые при β-распаде,— электрон (позитрон) и антинейтрино (нейтрино) - обладают собственным моментом количества движения — спином, равным 1/2. Поэтому разность полных моментов количества движения (спинов) исходного и конечного ядер при β-распаде всегда целочисленна.

32. Характеристика К,Л распада

При таком виде распада ядерный протон захватывает электрон, с ближайшего К или Л слоя и превращается в нейтрон. Порядковый номер элемента уменьшается на единицу. На свободную оболочку переходит другой электрон с испусканием характеристического рентгеновского излучения. В периодической таблице новый элемент стоит на одну клетку влево от материнского. Н-р:

33. Взаимодействие альфа излучений с веществом .

По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары.

Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм).Путь прямолинеен.

Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением.

34.Взаимодействие бета частиц с веществом.

Заряженные частицы, проходя через вещество, постепенно теряют энергию в результате взаимодействия с электронами атомов, а также с электрическим полем ядра. Кинетическая энергия бета частиц растрачивается на ионизацию, т. е. на отрыв электронов от атома, и на возбуждение атомов и молекул. Взаимодействую с электрическим полем ядра, заряжённая частица тормозиться и меняет направление своего движения, при этом происходит испускание излучения, которое по своей характеристике близко к рентгеновскому и называется тормозным рентгеновским излучением.Путь извилистый.

35. взаимодействие гамма излучений с веществом. При радиоактивном распаде ядра испускаются g-кванты с различной энергией. При прохождении через вещество они теряют энергию практически за счёт трёх эффектов: фотоэлектрического поглощения, комптоновского рассеяния и образования электронно-позитронных пар.При фотоэлектрическом эффекте энергия падающего кванта полностью поглощается веществом, в результате появляются свободные электроны, обладающие определенной кинетической энергией. Свободный электрон, ассоциируясь с одним из нейтральных атомов, порождает отрицательный ион. Фотоэффект характерен только для длинноволнового рентгеновского излучения. При комптоновском эффекте g-кванты, сталкиваясь с электронами, передают им не всю свою энергию, а только часть её и после соударения изменяют своё направление движения. Образовавшиеся вследствие соударения с g-квантами электроны приобретают значительную кинетическую энергию и растрачивают её на ионизацию вещества. Интенсивность гамма-излучения ослабляется за счёт того, что g-кванты, взаимодействуя с электронами среды, рассеиваются в различных направлениях и уходят за пределы первичного пучка. Образование пар. Некоторые g-кванты с энергией не ниже 1,02 МэВ, проходя через вещество, превращаются под действием сильного электрического поля вблизи ядра в пару "электрон-позитрон". В данном случае происходит переход одной формы материи – гамма-излучения в другую – в частицы вещества. Образование такой пары частиц возможно только при энергиях квантов, не меньших, чем энергия, эквивалентная массе обоих частиц – электрона и позитрона. Образовавшаяся электронно-позитронная пара в дальнейшем исчезает, превращаясь в два вторичных g-кванта с энергией, равной энергетическому эквиваленту массы покою частиц – 0,511 МэВ.

36. Взаимодействие нейтронов с веществом.

Нейтроны не несут электрического заряда и поэтому могут беспрепятственно проникать внутрь атомов. При столкновении с ядрами атомов нейтроны либо отталкиваются от них (упругое и неупругое рассеяние), либо поглощаются ими. Приведем основные характеристики этих процессов.

Упругое рассеяние – нейтрон и ядро сталкиваются и разлетаются подобно ударившимся шарикам. Нейтрон теряет часть своей энергии и замедляется, а их энергия передаётся протонам или другим ядрам отдачи, отличающимся высокой способностью к ионизации.

Неупругое рассеяние – после столкновения с ядром часть энергии нейтрона расходуется на возбуждение ядра атома отдачи. Возвращаясь практически мгновенно в основное состояние, ядро испускает гамма-квант. Нейтрон теряет часть своей энергии и замедляется как при упругом рассеивании.

37. Что такое наведенная радиоактивность?

НР – радиоактивность, возникшая в веществе после облучения нейтронами (или другими частицами).

38. Что такое период полураспада?

ПП (Тфиз) – время, за которое исходная активность изотопа уменьшается вдвое в результате радиоактивного распада.

39. Закон радиоактивного распада. Как его можно выразить.

ЗРР устанавливает, что за единицу времени распадается всего одна и та же доля имеющихся в наличии ядер.

,

где: N – число нераспавшихся ядер t,

Nо – начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени t=0),

λ – постоянная радиоактивного распада,

e – основание натурального логарифма.

40. Активность радиоактивных изотопов и единицы её измерения.

Радиоактивность – свойство атомных ядер определённых химических элементов самопроизвольно (без действия извне) превращаться в атомы других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным.

Единица СИ активности радиоактивных изотопов, назван по имени А. А. Беккереля, обозначается Бк.

41. Ионизационный метод обнаружения ядерных излучений.

Ионизационный метод основан на том, что под воздействием радиоактивных излучений в изолированном объеме происходит ионизация газов. При этом нейтральные молекулы и атомы газа разделяются на пары: положительные ионы и электроны. Если в облучаемом объеме создать электрическое поле, то под воздействием сил электрического поля электроны, имеющие отрицательный заряд, будут перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы - к катоду, т.е. между электродами будет проходить электрический ток, называемый ионизационным током. Чем больше интенсивность, а следовательно, и ионизирующая способность радиоактивных излучений, тем выше сила ионизационного тока. Это дает возможность, измеряя силу ионизационного тока, определять интенсивность радиоактивных излучений. Данный метод является основным, и его используют почти во всех дозиметрических приборах.