Дозиметрические характеристики поля излучения. Дозовые характеристики, однозначно характеризующие радиационный эффект, страница 8

Керма за вычетом доли тормозного излучения (g = 0) будет равна дозе. Надо смотреть энергетический диапазон.

, где Z - номер произвольной среды.

В случае биологической ткани  D = 0,96.

Если известна поглощенная доза в некотором веществе 1, то для другой среды 2, помещенной в этой же точке радиационного поля, поглощенная доза может быть найдена по формуле:

.

Таким образом, если имеется образцовое вещество, по которому проградуирован дозиметр, можно определить поглощенную дозу. В дозиметрии за образцовое вещество принят воздух.

Поглощенная доза и плотность потока электронов связаны между собой следующим соотношением:

.

Необходима спектрометрия (j(E)) и ЛПЭ-метрия пучка.

 - мощность дозы монохроматических электронов.

Взаимодействие нейтронов с веществом

Методы регистрации нейтронов основаны на процессах их взаимодействия с веществом. Нейтроны практически не имеют электрического заряда, поэтому электромагнитное взаимодействие их с электронами и с кулоновским полем ядра настолько мало, что может не учитываться. Нейтроны с ядром взаимодействуют тогда, когда нейтрон проникает в ядро или проходит так близко от него, что попадает в сферу действия ядерных сил.

Нейтрон - нестабильная частица с периодом полураспада Т_1/2 = 11,7 мин.

.

Нейтрон стабилен в ядре, когда он является нуклоном.

На практике принято следующая классификация нейтронов по энергиям:

n Медленные:

1)  ультрахолодные (Е ~ 10^-7 эВ);

2)  холодные (Е < 5Ч10^-3 эВ);

3)  тепловые (E = kT = 0,025 эВ);

4)  надтепловые (0,5 < Е < 10 эВ).

n Промежуточные (1 кэВ < Е < 0,2 МэВ).

n Быстрые (0,2 < E < 20 МэВ).

n Сверхбыстрые (Е > 20 МэВ).

Не имея электрического заряда, нейтроны не взаимодействуют с электрическим полем заряженных частиц и ядер атомов, и может пройти значительные расстояния в веществе до столкновения с ядром.

Основными процессами, происходящими при взаимодействии нейтронов с веществом, являются:

1) упругое рассеяние ( n, n );

2) неупругое рассеяние ( n, n'g);

3) радиационный захват ( n,g);

4) реакция с вылетом заряженных частиц ( n, a ), ( n, p ) и др. ;

5) деление ядер ( n, f );

Сечения этих процессов сложным образом зависят от энергии нейтронов.

Все виды взаимодействий описываются микроскопическими и макроскопическими сечениями:

s, S и 1/S = L, где L - длина релаксации.

Упругое рассеяние ( n, n ) - нейтронов энергетически возможно при любой энергии нейтронов и почти на всех ядрах. При упругом рассеянии на легких ядрах, так как масса нейтрона соизмерима с массой ядра, изменение энергии нейтрона, практически равной энергии отдачи ядра, оказывается вполне заметным. При упругом рассеянии начальная кинетическая энергия нейтрона распределяется между нейтроном и ядром. Ядро остается возбужденным. Чем меньше масса ядра, тем большую кинетическую энергию оно может получить. Изменение энергии нейтрона при упругом рассеянии однозначно связано с углом рассеяния Q. У нейтрона изменение энергии при упругом соударении тем больше, чем ближе его масса к массе рассеивающего ядра и чем больше угол рассеяния Q. При рассеянии нейтрона на ядре водорода - протоне ( m_р = m_n ) на угол, близкий 90^o, нейтрон теряет почти всю энергию. При рассеянии нейтронов на тяжелых ядрах потеря ими энергии невелика, и можно приближенно считать, что упругое рассеяние нейтронов происходит без потери энергии.

Если нейтрон с энергией 1ё2 МэВ направить на водородную мишень, то будет необходимо 15ё20 соударений, чтобы замедлить его до тепловых энергий.

Вещество	H	D	He	Be	C
Число соударений	17	24	40	81	108

Вторичное поле - ядра отдачи (в водородосодержащей среде - протоны).