Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Федюшин Б.К. Ядерные излучения тел различной формы. Основы теории

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.6 Mб
Скачать

поглощения вследствие образования

пар электрон-позитрон.

При этом

 

° = °л + °«,

(3.2)

где os коэффициент истинного рассеяния; аа — коэффициент истинного поглощения при эффекте Комптона. С помощью (3.1 ) и (3.2) получим, что

 

Р = °* +

( т + а « + *) =

- f |J.a,

(3.3)

где

^ — коэффициент

рассеяния;

^

— коэффициент

поглоще­

ния

гамма-излучения

в веществе

(§ 6). Коэффициенты т, а и х

согласно

§ 6

представляют

собоймакроскопические

сечения

соответствующих процессов

и

по

(1.17)

равны

 

 

 

^ Л Ч Л

= Л ^ Л ( е ) ,

 

 

 

 

o =

yVa, =

WZ/2 (s),

 

(3.4)

 

 

x =

A/a p =yVZ 2 / 3 (s),

 

 

где N— число атомов в 1 см3

химического элемента,

опреде­

ляемое

(1.10); s энергия

 

падающего

гамма-фотона; Z —

порядковый

номер химического

элемента; cph, ос и ар

— соот­

ветственно поперечные сечения фотоэффекта, эффекта Комп­ тона и образования пар электрон-позитрон, отнесенные к атому химического элемента и зависящие согласно § 4 как от энер­ гии гамма-фотона, так и от вещества.

Явный вид функций (3.4) хорошо известен из квантовой теории излучения. Поскольку /Да) и /2 (s) убывают с энергией падающего гамма-фотона, а /З(Е), наоборот, возрастает, то для каждого химического элемента существует такая энергия гт падающего гамма-фотона, при которой коэффициент ослабле­

ния (3.3) имеет минимальное значение

т.

Так

например, для

железа sm = 9 Мэв, а

для

свинца ет =

3,4

Мэв.

гамма-фотона

Коэффициенты

(3.1)

для

различных

энергий

и для различных

химических элементов или берутся из таблиц,

или снимаются с графиков, или определяются по способу пересчета со свинца или с какого-нибудь другого химического элемента. Для химических соединений или механических сме­

сей

будем

иметь, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

N-

 

*

п

N-

 

"

N-

(3-5)

 

^ = 2 Т ' Ф

с = 2 а ' Ж '

xs=2xnvp

 

 

І- 1

 

 

( = 1

 

 

 

і=1

 

 

 

где

Ni— число

атомов

і-го

химического элемента в 1 см3

химического соединения

или

механической смеси,

определяе­

мое (1.8); ІѴ; —число атомов

в

1 см3

і-то

химического

эле­

мента, определяемое

(1.10);

п — число

химических

элементов

в рассматриваемом веществе;

х,-, ah

•/.,. — соответственно

коэф­

фициенты

фотоэлектрического

поглощения,

комптоиовского

80

рассеяния и поглощения вследствие образования пар электронпозитрон для 1-го химического элемента. С помощью (1.8) и (1.10) получим из (3.5), что

 

^ e ± - . , f ,

. - P J V ^

-

Р І

^

 

 

 

(M)

 

 

/ = 1

 

 

j = l

 

 

 

1=1

 

 

 

 

где р — плотность

химического

соединения

или

механической

смеси;

at—весовая

 

доля г-го химического

элемента

в

рас­

сматриваемом веществе;

рг — плотность

і-го

 

химического

эле­

мента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким

образом

определение

коэффициента

ослабления

гамма-излучения

в

веществе

для

диапазона

энергий

гамма-

фотона

от

0,1 до

10 Мэв

не

представляет

затруднений.

Для

энергий гамма-фотона в диапазоне от 0,1

до

1,02 Мэв

 

надо 4

считать

3.1) -/. = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 24. Теория гамма-излучения

 

 

 

 

поверхностно-радиоактивного тела [1,3,

5—8,

10, 20—25]

Теория

гамма-излучения поверхностно-радиоактивного

тела

развита

в

ряде работ, а

также в

работах

и

лекциях

автора.

Согласно

последним

эта

теория

выглядит

 

следующим

 

обра­

зом. Рассмотрим какое-нибудь тело, поверхность которого покрыта тонким слоем вещества, содержащего радиоактивный изотоп. Этот изотоп претерпевает или альфа-распад, или бетараспад, сопровождаемый моноэнергетическим гамма-излучени­ ем. Обозначим толщину радиоактивного слоя через d(x', у', z'), где х', у', z' — координаты точки на поверхности тела. Такое тело называется поверхностно-радиоактивным, или радиоак­

тивно-зараженным по поверхности.

 

 

Сделаем сначала два предположения.

Во-первых, предпо­

ложим,

что максимальная

толщина

радиоактивного

слоя

гораздо

меньше минимальных

линейных

размеров тела,

т. е.

На основании (3.7) можно приближенно положить толщину радиоактивного слоя равной нулю, т. е. считать в даль- ' нейшем

d = 0.

(3.8)

Во-вторых, предположим, что

тело является выпуклым,

т. е. отрезок прямой, соединяющий любые две точки поверх­ ности тела, лежит целиком внутри тела. К выпуклым телам относятся, например, шар и сфероид. Сделанные два предпо­ ложения носят фундаментальный характер и лежат в основе теории гамма-излучения поверхностно-радиоактивного тела, которая излагается в дальнейшем. Заметим, что обобщение

81

всех последующих

рассуждений

на случай нескольких радио­

активных

изотопов

или полиэнергетического

гамма-излучения

одного радиоактивного

изотопа

не представляет трудностей,

так

как сводится к простому суммированию.

 

 

Пусть

в момент

t =

0 поверхность тела,

изображенного

на

рис. 9,

заражается веществом,

содержащим

радиоактивный

изотоп. Начальная поверхностная плотность заражения состав-

ляет

п0 — п0(х', у', z'} атомов В

момент t поверхностная плот-

ность

заражения

 

 

/і = п0е-ХІ

(3.9)

по закону радиоактивного распада, причем \ — постоянная распада радиоактивного изотопа. По определению удельная поверхностная активность составляет

а -

dn

• = А По е~х ',

(3.10)

а величина

dt

 

 

 

 

 

dQ = BadS=

s\n0e-"dS

(3.11)

представляет собой мощность элементарного поверхностного

источника моноэнергетического

 

гамма-излучения с

энергией

 

 

 

 

 

 

гамма-фотона е. Этот источ­

 

 

 

 

 

 

ник, расположенный на эле­

 

 

MV

 

 

 

менте

dS

поверхности

тела,

 

 

 

 

 

можно

считать

точечным

и

 

 

/ *

Ѵч

 

 

изотропным, так как э л е м е н т а

 

 

 

 

 

 

бесконечно мал, но число на­

 

 

 

 

\dS'

 

ходящихся на нем . атомов

 

 

 

 

^у^- z

радиоактивного

изотопа

доста­

 

 

 

 

точно велико. Если поверхно­

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

стно-радиоактивное тело нахо­

dS

 

 

 

дится в какой-то однородной

 

 

 

 

изотропной

среде,

например

 

 

 

 

 

 

в воздухе, то элемент мощ­

 

 

Рис.

9

 

 

ности

дозы

гамма-излучения

 

 

 

 

в

точке,

расположенной

вне

 

 

 

 

 

 

тела,

согласно

(1.54),

(1.55),

(1.57),

определению

КОБЭ

ИЗ § 8,(1.50), определению

коэффи­

циентов

поглощения

и

ослабления из § 6, (1.103), (3.11)

и рис. 9 в общем случае

составляет

 

 

 

 

 

 

 

 

аРт=

4 Чг0 +

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где АГТ — коэффициент

пропорциональности

(1.55),

равный

9,09 р'™* , или 1,46-10~5 Pj^gg \ нВ коэффициент поглощения

гамма-излучения радиоактивного изотопа в воздухе; fj-0 и н- — коэффициенты ослабления этого гамма-излучения в веществе

82

тела и в окружающей среде; Вд(\>.йг0,

рг) — дозовый фактор

накопления для точечного изотропного

источника моноэнер­

гетического гамма-излучения, находящегося на поверхности тела и расположенного в гетерогенной среде, состоящей из поверхностно-радиоактивного, тела и .окружающей его одно­ родной изотропной среды. Формула (3.12) полностью соответ­ ствует изложенному в §§ 6, 8, 10. Заметим, что элемент мощ­ ности дозы гамма-излучения (3.12) определяется, строго говоря, в воздушной микрополости, которая окружает точку, расположенную'вне тела. Это несколько напоминает опреде­ ление векторов электромагнитного поля в вакуумных микро­ полостях, окружающих точку среды.

Мощность дозы гамма-излучения в точке, расположенной . вне тела, равна

 

К т и в В Е Х в - х '

f f

пйе-»°г°-*гВд{^гй,

v-r)dS

р"

и

J J

W+T?

'

s

где S—поверхность тела; a доза гамма-излучения точке по определению составляет

[ d A à }

в этой'

Д,- JР,^'"••(.--*-'<) ^ - ' • ' • - " ^

ЗЛ4)(

О

5

 

Формулы (3.13) и (3.14) носят самый общий хакактер. Сде­ лаем теперь третье предположение. Будем считать, что про­ хождением гамма-излучения радиоактивного изотопа через тело можно пренебречь. Это можно, очевидно, сделать при выполнении условия

 

 

 

 

 

 

/т.п

 

 

( З Л 5 )

г Д е

На — коэффициент

поглощения гамма-излучения

радиоак­

тивного изотопа в

веществе тела. Условие (3.15) заменяется

на

практике

менее

строгим условием

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ш . п » - ^ - .

 

(3.16)

 

Очевидно,

при

выполнении

(3.15)

выполняется

(3.16), но

не наоборот. Если разбить интеграл в (3.13) и (3.14)

согласно

рис. 9 на интегралы AS

и (S — AS),

то по сделанному пред­

положению

и

(3.16)

вторым

интегралом можно пренебречь,

так

что (3.13)

и (3.14)

примут

соответственно вид

 

 

 

 

 

 

 

^ ^ ' B ^ r . r t ä S

( З І 7 )

 

 

 

 

 

 

Д 5

 

 

 

83

и

 

 

е

^г

Вд{\і.г, Ы,)dS

 

(3.18)

 

 

 

 

 

 

 

где А 5 — ч а с т ь поверхности

тела,

вырезаемая телесным

углом

с вершиной

в точке, расположенной

вне

тела,

и называемая

облучающей

поверхностью.

В (3.17)

и

(3.18)

Вд(\ъг,

JJ. 0 )—

дозовый фактор накопления для точечного изотропного источ­

ника .моноэнергетического

гамма-излучения, находящегося

на облучающей поверхности

AS в гетерогенной среде, состоя­

щей из поверхностно-радиоактивного тела и окружающей его однородной изотропной среды. Аргумент р.0 указывает, что рассматриваемый фактор накопления зависит от вещества тела.

Формулы (3.17) и (3.18) носят общий характер, но имеют довольно существенный недостаток: они не учитывают вклада в дозу, вносимого рассеянным в окружающей среде гамма-

излучением,

источники которого расположены на

поверхности

(S — AS).

 

 

Если имеется выпуклая полость, заполненная

однородной

изотропной

средой, например воздухом, а стенки

этой полости

с внутренней стороны поверхностно-радиоактивны, то инте­ грирование в (3.17) или (3.18) должно производиться по всей внутренней поверхности S0 полости. В рассматриваемом слу­ чае (А коэффициент ослабления гамма-излучения радиоактив­ ного изотопа в среде, заполняющей полость; |І0 коэффициент ослабления этого гамма-излучения в веществе стенок полости, причем влияние сред, окружающих стенки полости извне, на дозовый фактор накопления не учитывается. Этим влия­

нием

можно пренебречь на практике при выполнении

условия

Л т і п ^ — ,

где Ашіп минимальная

толщина

стенок

полости.

 

Ri

 

 

 

 

Чтобы

не

учитывать это влияние

в теории,

необходимо счи­

тать стенки полости бесконечно толстыми. Если имеется

поверх­

ностно-радиоактивное тело, окруженное однородной изотропной средой, то влияние сред, находящихся за ней, на дозовый

фактор

накопления

тоже

не учитывается,

так как

последний

зависит

от (І-Г и |А0

по определению. Этим

влиянием

на

прак­

тике можно пренебречь

при выполнении

условия

й т ,

- п > — ,

где Amin минимальные линейные размеры окружающей среды. Очевидно, чтобы не учитывать это влияние в теории, необхо­ димо считать окружающую среду бесконечной. Таким обра­ зом, для случая поверхностно-радиоактивного тела Вд([хг, ц0 ) есть дозовый фактор накопления для точечного изотропного источника моноэнергетического гамма-излучения, находяще­ гося на облучающей поверхности AS в бесконечной гетеро­ генной среде, состоящей из самого тела и окружающей его

84

бесконечной однородной

изотропной среды'5 , Га

для случая

поверхностно-радиоактивной полости Вд(\хг,

0) есть дозовый

фактор накопления для

того

же

источника,

расположенного

на облучающей поверхности

S0

в бесконечной

гетерогенной

среде, состоящей из однородной изотропной среды, заполняю­

щей полость, и бесконечно толстой однородной

изотропной

оболочки**.

Заметим, что

для

поверхностно-радиоактивных

полостей (3.16), как

указывалось

выше, нужно

только для

того, чтобы

считать

стенки

полости бесконечно толстыми.

Впредположении справедливости элементарной теории

ослабления (3.18) примет вид

. д т = « т ^ ' 0 - « - Ч J j 3 « - ^s = Д ф >

( З Л 9 )

А5

где интеграл 6 = и([л) является функцией параметра (х; коэф­ фициент ß = B(t) введен для краткости.

Дозовый

фактор

накопления

в (3.17) и (3.18) зависит,

строго

говоря,

не

только

от

и р.0,

но

и

от формы

и

размеров

поверхностно-радиоактивного тела, от

формы и размеров

окру­

жающей

его

однородной изотропной

среды, а также от формы,

размеров

и свойств

тех

сред, которые за ней расположены.

Найти

этот

фактор

накопления

в аналитическом

виде

можно

только

путем

решения

кинетического уравнения для

точечного

изотропного

источника

моноэнергетического гамма-излучения,

находящегося в гетерогенной среде. Эта среда состоит из

поверхностно-радиоактивного тела

заданной формы,

размеров

и свойств с заданным

пространственно-временным распределе­

нием поверхностных

источников

моноэиергетического

гамма-

излучения, из окружающей тело однородной изотропной среды заданной формы, размеров и свойств, а также из сред, распо­ ложенных за ней, форма, размеры и свойства которых тоже заданы. В большинстве случаев окружающую тело однород­ ную изотропную среду можно считать бесконечной, что упро­ щает и конкретизирует поставленную задачу на определение дозового фактора накопления. Однако эта задача даже при сделанном упрощении относится к числу труднейших задач математической физики как с теоретической, так и с вычисли­ тельной стороны. К ее решению трудно привлечь, по-види­

мому,

существующие

электронные цифровые

вычислительные

машины из-за недостаточного объема

машинной

памяти.

Воз­

можно, что некоторое

приближенное

выражение

для дозового

*

Это

более строгое

определение

Вд(\>.г, і^),

введенного в

(3.17)

и (3.18), для поверхностно-радиоактивного

тела.

 

 

 

**

Это

определение

Вд(^г,

^ )

для

поверхностно-радиоактивной,

полости.

 

 

 

 

 

 

 

 

85

фактора накопления в (3.17) и (3.18), справедливое для поверх­ ностно-радиоактивных тел любой формы и размеров, располо­ женных в однородных изотропных бесконечных средах, будет получено в результате решения задачи о точечном изотроп­ ном источнике моноэнергетического гамма-излучения, нахо­

дящегося на плоской границе раздела двух

полубесконечных

однородных изотропных сред

с коэффициентами

ослабления [х0

и [).. Эта задача,

вероятно,

будет

решена

сначала

в своем

простейшем варианте, когда

одной

из сред

является

вакуум,

т. е. абсолютно

поглощающая среда ( ^ 0 = с о )

в

согласии

с третьим предположением. Однако, по нашему мнению, слож­

нейшая

задача на определение дозового

фактора

накопления

в (3.17)

и

(3.18)

не представляет

особого

значения

для прак­

тики, так

как на

практике можно

поступать иначе.

 

Согласно теории прохождения гамма-излучения через веще­ ство, разработанной Спенсером и Фано, дозовый фактор нако­

пления

для точечного изотропного источника моноэнергетиче­

ского гамма-излучения в бесконечной

однородной

изотропной

среде дается формулой

Тэйлора

 

 

 

 

Вд(у,г) ^А1е~а^г

+ Аге-а^г,

 

(3.20)

где Аг,

Л 2 = ( 1 — А і ) \ аъ

а2

дозовые

коэффициенты

Тэйлора,

которые

берутся из таблиц

и зависят

как от энергии

гамма-

фотона,

так и от среды. Согласно другой теории

прохождения

гамма-излучения через вещество, разработанной Хиршфельдером, дозовый фактор накопления совпадает с энергетическим и для рассматриваемого источника гамма-излучения в одно­

родной

изотропной

среде

радиуса г имеет вид

 

 

 

 

 

Вд(ѵ.г)

=

В1(р.г)

=

Ц - а ц г

+ р ^ г 2 ,

 

 

(3.21)

где

а

и 3 — положительные

коэффициенты

Хиршфельдера,

которые

берутся

из таблиц

или вычисляются

по

формулам

и зависят только от энергии

гамма-фотона.

 

 

 

Заметим, что выражение (3.21) было получено

для

широ­

кого

параллельного

пучка

моноэнергетического

гамма-излуче­

ния,

прошедшего

через

однородный

плоский экран толщины

г = h, т. е. с учетом так

называемого

барьерного,

или

крае­

вого эффекта. Однако сравнение результатов численных рас­

четов по (3.21), по (3.20)

и по методу

Монте-Карло

показы­

вает, что (3.21) можно применять,

если

точечный изотропный

источник

моноэнергетического

гамма-излучения

находится

в однородной изотропной среде радиуса

г,

состоящей

из лег­

ких

или средних

веществ, и испускает

гамма-фотоны с энер­

гией

в несколько

Мэв.

Дозовые

факторы

накопления

(3.20)

и

(3.21)

можно назвать гомогенными в

отличие от

входящих

в

(3.17)

и (3.18), которые

можно

назвать гетерогенными. Оче-

86

видно, гомогенные факторы в отличие от гетерогенных изве­ стны в аналитическом виде.

Предположим, что в (3.18) неизвестный гетерогенный фак­ тор накопления заменяется известным гомогенным с помощью

(3.21) или (3.2Q). Тогда

по формуле (3.18) можно определить

дозу гамма-излучения

вне поверхностно-радиоактивного тела

заданной формы или

внутри поверхностно-радиоактивной

полости заданной формы, если известна начальная поверхност­

ная плотность

заражения.

Эту дозу гамма-излучения

можно

назвать

гомогенной, хотя

предложенное

название

вряд ли

может

считаться

удачным.

 

 

 

 

 

 

Как

будет

относиться

гомогенная доза гамма-излучения,

определенная

по

(3.18)

с

гомогенным

фактором накопления,

к

истинной дозе

гамма-излучения,

определенной

по

(3.18)

с

гетерогенным

фактором

накопления?

Качественный

ответ

на

поставленный

вопрос

не представляет

затруднений.

Рас­

смотрим сначала поверхностно-радиоактивное тело, находя­

щееся в

однородной изотропной бесконечной

среде. Если

h)^!-1» т 0 >

очевидно, гомогенная доза гамма-излучения больше

истинной, а если ^ 0 < > , т о

наоборот. Случай Ро~>Р

представляет

наибольший практический

интерес. Если окружающая среда —

воздух, то почти всегда можно пользоваться элементарной

теорией ослабления, так как для

подавляющего

большинства

поверхностно-радиоактивных тел,

расположенных

в воздухе,

и поверхностно-радиоактивных

полостей, заполненных

возду­

хом, выполняется условие г «С

 

благодаря которому

(3.18)

превращается в (3.19).

 

 

 

 

Все сказанное, разумеется,

справедливо без учета

вклада

в дозу от рассеянного в окружающей среде гамма-излучения,

источники

которого

находятся

на

части

поверхности

тела

(5 —AS).

Для поверхностно-радиоактивной полости,

 

запол­

ненной

однородной изотропной средой, картина будет такая же,

причем

случай | А 0 > | А

опять представляет

наибольший

интерес

для практики.

 

 

 

 

 

 

Таким

образом, в

практически

интересном случае,

когда

( J . 0 > I A , использование

гомогенных

дозовых

факторов

накопле­

ния дает

завышенные

значения дозы гамма-излучения по срав­

нению с истинным. Отсюда следует, что для поверхностнорадиоактивных тел неучитываемый вклад в дозу от рассеянного в окружающей среде гамма-излучения, источники которого находятся на части поверхности тела (5 — А 5 ) , в какой-то степени компенсируется. Однако величину этого вклада, степень его компенсации, а также отношение гомогенной и истинной доз гамма-излучения можно определить в настоящее время только опытным путем.

Если подставить (3.21) в (3.18) и использовать результаты двукратного дифференцирования интеграла (3.19) по пара-

87

метру jj., то для случая теории Хиршфельдера получим, что гомогенная доза гамма-излучения

 

 

 

 

d іі

, 0 , d2 ii

(3.22)

Если подставить (3.20) в (3.18),

то для случая теории Спен­

сера и Фано получим с помощью

интеграла

(3.19),

что гомо­

генная доза

гамма-излучения

 

 

 

 

 

Ді-^^-Ѵ-е-^ІАіЬ

 

+

ЬМ

 

(3-23)

где

'Vi = '^(^І); ф2=ф(н-а)".

И - і ^ ^ І + Лі);

Н-а =

Р-(1+ая ).

Таким образом, необходимо прежде всего вычислить инте­

грал

(3.19).

Если этот

интеграл

известен,

то определение

гомогенной

дозы гамма-излучения

не представляет

затрудне­

ний в рамках существующих теорий прохождения гамма-

излучения через

вещество.

 

 

Интеграл (3.19) показывает,

что на

поверхности тела или

на внутренней

поверхности

полости

доза гамма-излучения

обращается в бесконечность. Поэтому теория гамма-излучения поверхностно-радиоактивного тела применима для определения

доз

только в тех точках,

которые

расположены достаточно

„далеко" от поверхности тела или внутренней полости.

Усло­

вие

„далекости"

имеет

вид /z>rfm a x ,

где h — расстояние

точки

•от

поверхности

тела

или

внутренней поверхности полости.

Рассмотрим теперь вопрос об интенсивности гамма-излуче­ ния поверхностно-радиоактивного тела, изображенного на рис. 9. Выберем внутри тела произвольную точку О и поместим в ней начало прямоугольных координат. Если тело симметрично,то, разумеется, удобнее всего выбрать начало координат в центре •симметрии тела. Проведем одну из осей, например ось апликат, так, чтобы она проходила через точку М, расположенную вне тела. Это всегда можно сделать не нарушая общности рассмотрения. Поместим в точку M элементарную площадку

dS', характеризуемую единичным вектором внешней нормали /г. Эта площадка может быть ориентирована произвольным обра­

зом

 

относительно координатных осей.

В частности,

она может

•быть

перпендикулярной

к

оси

апликат, что и

изображено

на

рис. 9. При этом

ѣ — k,

где k — орт оси апликат.

 

В

зависимости

от

ориентации

элементарной

площадки

по

отношению к осям

координат

ее

гамма-облучение будет

либо двухсторонним, либо односторонним, если рассматривать

только прямое гамма-излучение. При двухстороннем

гамма-

облучении одна часть S, поверхности тела 5 облучает

одну

сторону

элементарной площадки, а другая часть S2 — другую

сторону,

причем, очевидно,

5 1 - г - 5 2 = 5.

Когда гамма-облуче­

ние

одностороннее, то вся поверхность тела 5 облучает только

одну

сторону элементарной

площадки.

Одностороннее

гамма-

SS

облучение будет, в частности, если элементарная площадка перпендикулярна к оси апликат. Этот случай рассматривается далее. Если учитывать рассеянное в окружающей среде гаммаизлучение, то облучение будет двухсторонним при любой, ориентации элементарной площадки относительно координат­ ных осей.

Если точка M расположена внутри полости, заполненной однородной изотропной средой, а стенки этой полости с внут­ ренней стороны поверхностно-радиоактивны, то гамма-облуче­ ние элементарной площадки всегда будет двухсторонним, если рассматривать прямое гамма-излучение. Одна часть 5, внут­

ренней поверхности полости 5 0

облучает одну сторону,а

дру­

гая часть S2 другую

сторону

элементарной

площадки.

При

этом, очевидно,

5 i - j - S2

= 5, а элементарная

площадка

имеет

 

 

 

 

 

—*

—*•

 

две внешние нормали

с единичными векторами пх

и п2, которые

противоположно

направлены.

 

 

 

 

Определим энергию

 

гамма-излучения поверхностно-радио­

активного тела,

которая

проходит за 1 сек

через площадку

в 1 см-, расположенную в точке M перпендикулярно

оси

апликат. Будем

называть указанную энергию гамма-излучения

интенсивностью

/, которая создается в точке M поверхностно-

радиоактивным телом. Если площадка в 1 см- расположена

около

тела так, что ее гамма-облучение

является

двухсто­

ронним, или она находится внутри, полости, то можно

говорить

об энергиях гамма-излучения,

которые

проходят

за 1

сек

через

эту площадку от частей Sx

и S2 поверхности

тела

или

внутренней поверхности полости. Указанные энергии гамма-

излучения мы будем называть парциальными

интенсивностями:

А и І2.

 

(3.14),

используя

(3.11),

(1.80),

сказанное

По аналогии с

в начале

§ 11 и рис. 9, получим, что

 

 

 

,

Х < Г х ' е

ÇÇ noe-W'-^Bfa

г*

V r) cos

BdS

 

/ = - t r - J J ;

 

Й+

 

'

(3 -2 4 >

 

 

s

 

 

 

 

 

где Ѳ угол между 0-\-г)

и

п; Ві(\>.0г0,

JA г) энергетиче

ский фактор накопления для точечного изотропного источника

моноэнергетического

гамма-излучения,

находящегося

на по­

верхности

тела и

расположенного

в

гетерогенной

среде,,

состоящей

из поверхностно-радиоактивного тела

и

окружаю­

щей

его однородной

изотропной бесконечной среды.

Исполь­

зуя

третье

предположение, получим

по аналогии

с

(3.18), что

 

,

Х е - " е

Г Г пйе~^В,^г,

 

^cosBdS

 

 

 

 

/==~Т^—})

7-

 

'

 

 

<3-25>

 

 

 

Д 5

 

 

 

 

 

89:

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ