Взаимодействие -частицы с веществом проявляется
во взаимном отталкивании с положительно заряженными ядрами и притяжении с отрицательно заряженными электронами атомов.
По сравнению с рентгеновским, бета- и гамма-излуче- ниями коэффициент качества излучения для -излуче-
ния принимается равным 20.
Лист бумаги, кожа человека полностью задерживают -
частицы. Альфа-частицы поглощаются одеждой.
Для исключения ожога кожи, при работе с источниками-излучения используют защитные резиновые пер-
чатки. Однако при попадании -частиц внутрь
Организма (с воздухом, пищей, водой или через рану) из-за сильной ионизирующей способности вызывают в местах контакта необратимые
повреждения биологической ткани.
11
б). При взаимодействии бета-частиц с
веществом имеют место упругие и неупругие процессы. Происходит ионизация и возбуждение атомов, при этом бета-частицы передают атомам свою кинетическую энергию и рассеиваются. При взаимодействии с веществом -частица замед-
ляет движение и часть ее энергии расходуется на образование тормозного рентгеновского излучения.
Отрицательная -частица (электрон) либо
остается в виде свободного электрона, либо присоединяется к нейтральному атому или
положительному иону, превращая нейтральный |
|
атом в отрицательный ион, а положительный |
|
ион – в нейтральный атом. |
12 |
|
|
Положительная -частица (позитрон) в конце
своего пути сталкивается с электроном, соеди- няется с ним и аннигилирует.
При аннигиляции электрон и позитрон пере- стают существовать как частицы и превраща- ются в два гамма-кванта с энергией 0,511 МэВ каждый.
13
Сравнительная характеристика ионизирующих излучений
|
Ионизирующая |
|
Проникающая |
|
Вид |
способность |
Характер |
способность |
Скорость |
излучения |
(ЛПИ) |
ионизации |
воздух биологи |
|
|
(к-во пар ионов |
|
ческая |
|
|
на 1 см пробега |
|
|
|
|
|
ткань |
|
|
|
в воздухе |
|
|
|
|
|
|
|
Корпускулярноеизлучение
фото
нное
42 He
( )
(e-, e+)
n
(нейтрон)
(квант) 
25 – 60 тыс. |
непосред |
2,5 – 8,6 |
менее |
14 000 – |
|
пар ионов/см |
ственно |
см, |
70 мкм |
22 500 |
|
макс. 11, |
|||||
|
|
|
км/с |
||
|
|
5 см |
|
||
|
|
|
|
||
100 – 300 |
непосред |
2 – 5 м, |
макс. |
250 000 – |
|
пар ионов/см |
ственно |
макс. |
55,4 мм |
270 000 |
|
|
|
44 м |
|
км/с |
14
Многократные изменения направления -частицы
при ее взаимодействии с веществом приводят к тому, что глубина проникновения ее в веществе – длина пробега – оказывается значительно меньше истиной длины пути бета-частицы в веществе.
Для защиты от -излучения используются: стекло,
алюминий, плексиглас, полимеры – материалы, состоящие из элементов с малым порядковым номером.
15
3 вопрос. Взаимодействие с веществом нейтронного и фотонных излучений ( и рентгеновское излучение)
Нейтроны, взаимодействуя с веществом, либо рассеиваются,
либо захватываются ядрами атомов вещества.
Упругое рассеяние нейтронов.
Нейтрон, столкнувшись с ядром атома, передает ему часть кинетической энергии и отскакивает от ядра, изменив направление своего движения, с уменьшенной энергией.
Переданная ядру энергия превращается в кинетическую энергию ядра, которое приходит в движение и называется ядром отдачи, которое может оказаться выбитыми из атомов (при больших энергиях).
ядро
ядро отдачи
16
нейтрон |
нейтрон |
нейтрон |
Неупругое рассеяние нейтронов
Взаимодействие нейтрона с ядром, когда нейтрон проникает в него, выбивая из него один из нейтронов меньшей энергии и другого направления, чем первоначальный, и переводит ядро в возбужденное состояние, из которого оно очень быстро переходит в основное состояние с испусканием гамма-кванта.
Радиационный захват нейтронов
Нейтрон, проникая в ядро, образует более тяжелый изотоп взаимодействующего с ним ядра.
Ядро, захватившее нейтрон, переходит в возбужденное состояние и, возвращаясь в основное состояние, испускает один или несколько гамма- квантов или заряженные частицы.
|
|
ядро |
-квант |
|
нейтрон |
ядро |
|
Вероятность захвата возрастает для нейтронов малых энергий вследствие большого времени нахождения нейтрона вблизи ядра.
Нейтронное излучение является косвенно ионизиру- ющим, так как нейтроны практически не взаимодействуют с электронными оболочками атомов и непосредственно не ионизируют атомы.
Нейтроны движутся в веществе без потери энергии, пока не встретятся с ядрами.
Ионизирующее действие нейтронов, имеющее место при их прохождении через вещество, обусловлено вторичными эффектами, возникновением потока гамма- квантов и заряженных частиц, образующихся при взаимодействии нейтронов с ядрами вещества.
19
Качественной характеристикой нейтронного излучения является энергетический спектр – распределение нейтронов по энергиям.
При этом различают следующие энергетичес- кие спектры нейтронов:
медленные – с энергией Е до 0,5 эВ, промежуточные – с Е от 0,5 эВ до 200 кэВ,
быстрые – с Е от 200 кэВ до 20 МэВ;
сверхбыстрые – с Е свыше 20 МэВ.