56. Лабораторная работа «Изучение закона поглощения рентгеновского излучения веществом (Закон Бугера)». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчетные формулы.

57. Основные процессы взаимодействия нейтронов с ядрами. Свойства быстрых и медленных нейтронов, особенности их биологического воздействия.

Радиационный захват нейтронов. Нейтрон поглощается ядром, а избыток энергии испускается в виде γ-кванта.

(A,Z) + n = (A+1,Z) + γ.

Реакции с образованием протонов

(A,Z) + n = (A,Z-1) + p.

Эти реакции наиболее характерны для нейтронов с энергиями 500 кэВ — 10 МэВ.

Реакции с образованием α-частиц

(A,Z) + n = (A-3,Z-2) + α.

Эти реакции также характерны для нейтронов с энергиями 500 кэВ — 10 МэВ, однако в некоторых случаях идут на тепловых нейтронах.

Реакции деления

(A,Z) + n = (A1,Z1) + (A2,Z2), где

A1+A2 = A+1; Z1+Z2 = Z; A1: A2 ≈ 2:3.

Возникают при облучении урана и трансурановых элементов нейтронами с энергиями более 1 МэВ. Для некоторых изотопов реакции идут с тепловыми нейтронами. При делении получается огромная энергия (около 200 МэВ на ядро), поэтому реакции используются при получении ядерной энергии (ядерные реакторы, ядерные бомбы).

Реакции с образованием двух и более нуклонов

Реакции типа (n,2n), (n,np), (n,3n) и др. характерны для нейтронов с энергией более 10 МэВ и часто служат детекторами быстрых нейтронов.

Неупругое рассеяние нейтронов

Нейтрон с энергией несколько сот кэВ поглощается ядром, переводит ядро в возбуждённое состояние, после чего вылетает из ядра (нельзя сказать, что вылетел тот же самый нейтрон, поскольку нейтроны в ядре неразличимы), но уже с другой энергией.

*я в кружочке -ядро; м в кружочке-молекула; треугольник - изменение

58.Доза ионизирующего излучения. Мощность дозы. Экспозиционная доза. Эквивалентная доза. Коэффициент качества. Предельно допустимые дозы. Предельно допустимая мощность дозы.

1.Независимо от природы ионизирующего излучения его взаимодействие качественно может быть оценено отношением энергии, переданной элементу облученного вещества, к массе этого элемента - доза излучения. Измеряется в греях ( Гр) 2. Доза, полученная в единицу времени, называется мощностью дозы. Измеряется в гречах в секунду (Гр/с) 3. Экспозиционная доза излучения- является мерой ионизации воздуха рентгеновскими и у-лучами. Единица измерения- кулон на килограмм (Кл/кг), на практике используют рентген (Р). 4. Эквивалентная доза — взвешивающий коэффициент излучения. Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе, умноженной на взвешивающий коэффициент данного вида излучения, отражающий способность излучения повреждать ткани организма. 5.Коэффициент (К), показывающий, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или у-излучения, при одинаковой дозе излучения в тканях, является коэффициентом качества. КК устанавливают на основе опытных данных. Он зависит не только от вида частиц, но и от ее энергии.

6. Предельно допустимая доза(ПДД) — Наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы излучения за год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

7. Допустимая мощность дозы — допустимый уровень усредненной за год мощности эквивалентной дозы. Численно равна отношению предельно допустимой дозы (ПДД) или предела дозы (ПД) ко времени облучения (t) в течение календарного года

59. Классификация дозиметрических приборов по назначению. Ионизационный метод регистрации излучений. Ионизационная камера и счетчик Гейгера, их устройство и принципы работы. Сцинтилляционный метод регистрации излучений, его достоинства и недостатки. Особенности регистрации нейтронов.

Дозиметрические приборы предназначены для определения уровней радиации на местности, степени заражения одежды, кожных покровов человека, продуктов питания, воды, фуража, транспорта и других различных предметов, и объектов, а также для измерения доз радиоактивного облучения людей при их нахождении на объектах и участках, зараженных радиоактивными веществами.

Ионизационный – это метод регистрации ионизирующих излучений, основанный на свойстве, способности этих излучений ионизировать любую среду, через которую они проходят, в том числе и детекторное (улавливающее) устройство прибора.

Принцип работы счетчиков Гейгера основан на эффекте ударной ионизации газовой среды под действием радиоактивных частиц или квантов электромагнитных колебаний в межэлектродном пространстве при высоком ускоряющем напряжении.

Устройство состоит из герметичного металлического или стеклянного баллона, наполненного инертным газом (неон, аргон) или газовой смесью.

Ионизационная камера- газонаполненный детектор (датчик) для исследования и регистрации ядерных частиц и ионизирующих излучений, принцип работы которого основан на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа.

К преимуществам сцинтилляционных детекторов излучения относятся следующие:

-высокая эффективность регистрации, особенно в отношении коротковолновых гамма-лучей с большой энергией

-хорошее временное разрешение, то есть возможность давать раздельное изображение двух объектов (оно достигает 10-10 с)

-одновременное измерение энергии регистрируемых частиц

-возможность изготовления счетчиков различной формы, простота технического решения

К числу недостатков сцинтилляционного метода следует отнести сравнительно низкую разрешающую способность по энергии (8 10% при энергии γ-квантов 660 кэВ) и сложность обработки спектров, полученных на сцинтилляционном спектрометре.

Регистрация нейтронов основана на двух принципах: во-первых, на наблюдении заряженных частиц, возникающих при ядерном взаимодействии нейтронов с веществом, вводимым в прибор, и, во-вторых, на использовании явления отдачи ядер легких элементов при столкновении их с нейтронами. Выбор метода зависит от энергии нейтрона: для медленных нейтронов пользуются методом ядерных взаимодействий, тогда как для быстрых — методом ядер отдачи.

60. Лабораторная работа «Определение удельной активности природного калия и расчет мощности дозы, создаваемой им в организме человека». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчётные формулы.