Дозиметрическая аппаратура
Приборы для измерения экспозиционной дозы (или мощ-ности дозы) рентгеновского или излучения называют дозиметрами или рентгенометрами. Основными частями их являются ионизационная камера и измерительное устройство.
Ионизационная камера представляет собой закрытый металлический или пластмассовый сосуд, заполненный сухим чистым воздухом (или газом – аргон, водород и т.п.) под атмосферным или немного пониженным давлением. В камере расположены два электрода (одним из электродов служит корпус камеры, если он металлический), к которым подводится постоянное напряжение. При измерении содержимое камеры подвергается действию ионизирующего излучения, которое ионизирует газ.
По устройству измерительной части дозиметры делятся на два класса.
Приборы, измеряющие заряд, образовавшийся в ионизационной камере под действием ионизирующего излучения. По устройству это чаще всего конденсаторные дозиметры, измерительным устройством в них является электрометр, шкала которого градуирована в единицах экспозиционной дозы.
Приборы, измеряющие силу тока, возникшего в иони-зационной камере под действием излучения, шкала измерительного устройства в них также градуирована в единицах экспозиционной дозы.
Если измеряя дозу, одновременно измерять время действия излучения, то можно определить и дозу и мощность.
Принцип действия конденсаторного дозиметра рассмотрим .
по следующей схеме.
камера с
рабочим объемом
,
электрод, соединенный с чувствительным
электро-метром
Перед измерением электрод и электрометр
заряжают до некоторого потенциала
.
При этом на них образу-
ется заряд
.
емкость электрода вместе с электрометром.
Затем камеру облучают, воздух ионизируется,
в камере образуются ионы. Отрицательные
ионы притягиваются к электроду, и
потенциал падает до величины
,
а заряд до величины
.
Заряд, образовавшийся в камере под
действием излучения равен
Соответствующая экспозиционная доза
,
где коэффициент пропорциональности, устанавливаемый при градуировке.
Таким образом, экспозиционная доза находится по разности показаний электрометра в начале и в конце измерения.
Защита от ионизирующего излучения
Мощность
экспозиционной дозы от источника
излучения точечной формы пропорциональна
активности
и обратно пропорциональна квадрату
расстояния
от источника излучения до места
определения дозы
Коэффициент
пропорциональности
-
Называется гамма –
постоянной радиоактивного изотопа.
По определению
Отсюда следует, что защита осуществляется тремя путями: временем, расстоянием и материалом.
1) Защита временем: чем меньше время облучения, тем меньше полученная экспозиционная доза.
2) Защита расстоянием: чем меньше расстояние от источника излучения, тем больше полученная доза.
Таким образом, необходимо как можно меньшее время находится в зараженной излучением зоне и как можно дальше от неё.
Защита материалом для разных видов излучения различна.
а) частицы обладают малой проникающей способностью, поэтому защитой от частиц может служить тонкий слой любого вещества (одежда, плотная бумага, целлофан и т.п.) Основную опасность частицы представляют при попадании на слизистые оболочки дыхательных или пищеварительных путей.
Поэтому в зоне заражения дышать нужно через какую-либо повязку или респиратор и не принимать пищу.
б) Проникающая способность частиц выше, чем у частиц, следовательно, защита от частиц должна быть более мощной: пластины из алюминия, стекла, плексигласа и др.
материалов, толщиной в несколько сантиметров (не менее 1 см).
в) Защита от рентгеновского, излучения и нейтронов достаточно сложна, т.к. эти излучения меньше реагируют с веществом и имеют большую глубину проникновения в вещество. Поэтому для защиты от рентгеновского и излучения применяют вещества. Состоящие из тяжелых металлов: чугуна, стали, свинца, свинцового стекла. Для защиты от нейтронов применяют вещества с невысоким порядковым номером, содержащие водород (вода, бетон). В этих веществах в процессе соударения с ядрами водорода (с протонами) нейтроны быстро теряют свою энергию.
ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС
ЭФФЕКТ ЗЕЕМАНА.
Каждый электрон
в атоме вращается вокруг ядра, обладая
орбитальным (вращательным) механическим
моментом
.
И в то же
время вращается вокруг собственной
оси, обладая собственным механическим
моментом
.
В атоме,
имеющем несколько электронов, эти
моменты складываются согласно законам
квантовой механики, образуя результирующий
орбитальный момент атома
и результирующий
собственный механический момент атома
.
В свою
очередь, эти моменты также складываются
и дают результирующий механический
момент
.
Число
– орбитальное квантовое число, целое;
число
– спиновое квантовое число, может быть
целым или полуцелым, в зависимости от
числа электронов.
Вращение электронов
вокруг ядра и вокруг собственной оси
следует рассматривать как токи внутри
атома. Поэтому при вращении электронов
вокруг ядра электроны приобретают
магнитные моменты
,
которые, складываясь, дают магнитный
момент атома
.
Здесь
магнетон Бора –
единица магнитного момента;
заряд и масса электрона;
посьоянная Планка;
множитель Ланде; “-“
означает
отрицательный знак электрона.
Т.о. энергия атома
зависит от взаимной ориентайии моментов
(от квантового числа
),
от взаимной ориентации моментов
(от
квантового числа
)
и от взаимной ориентации моментов
и
,
(т.е. от квантового числа
).
Зееман, помещая
атомы в постоянное магнитное поле,
обнаружил следующее явление. Пусть в
отсутствии магнитного поля энергия
атома равна
.
Эсли этот атом поместить в постоянное
магнитное поле индукцией
,
то магнитный момент атома
будет
иеть различные проекции на вектор
магнитной индукции
этого поля:
,
где
магнитное квантовое чило, принимающее
значения
(всего
значение). Из-за этого уровень
расщепляется на столько уровней, сколько
возможно проекций магнитного моменоа
на вектор
.
Энергия атома в магнитном поле определяется
теперь как
,
т.е. каждый
энергетический уровень расщепляется
на
подуровней. Например, для
Это соответстует
трем возможным частотам:
Это расщепление энергетических уровней названо эффектом Зеемана и объясняется тем, что атом, обладающий магнит-ным моментом , приобретает в магнитном поле дополнительную энергию
.
В рассмотренном
примере
и
.