Определение максимальной длины пробега b-частиц (Rb) в воздухе и алюминии. Определение длины пробега a-частиц с энергией Ea = 5 МэВ в воздухе и в биологической ткани, страница 2

r_возд =1,293 10 ^{– 3} г/см³   , r_Al=2,7 г/см³R^Al_{b max}=0,6 см.

R^Al_{b max} можно также найти по формуле R^Al_{b max}» 0,2 E_b  (E_b > 0,5 МэВ), [см]

R ^Al_{b max}= 0,23,15 = 0,63 см.

Задача 3.

Определить длину пробега a  –  частиц с энергией E_a = 5 МэВ в воздухе и в биологической ткани.

 Решение.

По формуле Гейгера R^возд_a=0.318E_a^3/2»E_a^3/2/3,[см] находим R^возд_a=5^3/2/3=3,7 см.

Для биологической ткани R^тк_a=10 ^{– 4}A_тк^1/2E_a^3/2/r_{тк .}, где A_тк=15,7  – средняя атомная масса биологической ткани, r_тк=1 г/см³  – плотность биологической ткани R^тк=10 ^{– 4}=44,5 мкм.

Задача 4.

Рассчитать активность 1 г. природного урана

Решение.

Изотопный состав природного урана в долях единицы U²³⁸ – 0,9927;

U²³⁵ – 7,2; U²³⁴ – 5.7; T_1/2(U²³⁸) = 4,5лет; T_1/2(U²³⁵) = 7,1лет; T_1/2(U²³⁴)= 2лет. Активность А 1 г. любого радионуклида в Бк равна A=,где М – атомная масса радионуклида, T_1/2 в секундах. А==1,62Бк

или 4,38Ku

Задача 5.

Рассчитать массу (m)  изотопа I¹³¹ активностью А=7,3 МKu, T_1/2=8 сут.

Решение.

m= 0,24, где М – атомная масса радионуклида,T_1/2 в секундах, А – активность в Бк. m=0.24

I¹³¹  – b-излучатель , основной продукт выброса Чернобыльской аварии , ПДК

I¹³¹ в воздухе 5,6, загрязнено 20 км³ следовательно, концентрация I¹³¹ в воздухе была =2,4

Задача 6.

Рассчитать эффективный атомный  номер Z_эфф вещества Al₂O₃ для фотоэффекта и эффекта образования электрон – позитронных пар.

 Решение.

 В молекуле Al₂O₃ A(Al)=27; A(O)=16; Z(Al)=13; Z(O)=8; M(Al₂O₃)=2

Для фотоэффекта Z_эфф =   . a₁=a_Al=. a₂=a_O=1 – 0,5=0,5 – массовые доли атомов Al и O в  молекуле Al₂O₃ Z_эфф = 11,6

Для эффекта образования электрон – позитронных пар Z_эфф = =

(0,5*13²*+0,5*8²)/(0,5*13+0,5*8)=11,1

Задача 7.

Определить g – эквивалент ²⁴Na (M) активностью 6 мKu, если g-постоян – ная ²⁴Na равна 19 Р*см² /(ч*мКu).

Решение.

По формуле находим M=6*19/8.4=13.8 мг–экв Ra.

Задача 8.

Определить мощность экспозиционной дозы, создаваемую источником ⁶⁰Co активностью A=1 Ku на расстоянии R=0.5 м от препарата.

Решение.

По формулеP=M*Г_{g Ra} /R²=Г_gCo*A*10³/R² находим P=1*10³* (6.2+6.3)/50²= 5 Р* ч.

Задача 9.

Имеется терапевтическая установка с источником ⁶⁰Co. Гамма эквивалент ⁶⁰Со (M) равен 50 г-экв Ra. Расстояние, на котором находится оператор (R) 2 м. Рассчитать толщину защиты из бетона, слой половинного ослабления бетона (D_1/2) равен 6,4 см. Время работы персонала 6 часов.

Решение.

Мощность дозы на расстоянии 2 м равна P=A*Г_g*10⁶/(R²*3600) [мкР*сек]= 50*10³*8.4*10⁶/2²*10⁴/3600=2,917 мР*сек.

Из НРБ – 99 предельнодопустимая доза 20 мзВ/год=0,33 мкР/сек =7,2 мР/сут, требуемый коэффициент ослабления ~ 10⁴=2^13,3

Требуемая толщина защиты из бетона равна 13,3*6,4=85 см.

Задача 10.

Рассчитать толщину защиты из бетона ослабляющую в k раз (k=20, 10³ ,10⁵) g – изучения, находящихся в одной точке точечных изотропных источников ⁶⁰Со (E_g=1,25 Мэв) и ¹³⁷Cs(E_g=0,662 Мэв), если g-эквивалент ¹³⁷Cs в 4 раза превышает g-эквивалент ⁶⁰Co.

Решение.

Используем для расчета метод конкурирующих линий

1.Определим количество энергетических интервалов,i=2, E_g1=1,25 Мэв и ¹E_g2=0,662 Мэв.

2. Определим состав g – изучения  p_i в долях единицы ,зная ,что g-эквивалент ¹³⁷Cs в 4 раза превышает g-эквивалент ⁶⁰Co, p₁=0,2 и p₂=0,8.

3. Определим парциальную кратность ослабления g –изучения каждой энергетической группы по известному у составу p_ig – изучения k_i=k_i .