Chertov (523131), страница 80
Текст из файла (страница 80)
При первом измерении поток Ф, частиц был равен 87 с ', а по истечении времени 1=1 сут поток Ф, оказался равным 22 с '. Определить период полураспада Ти, изотопа. 41.18. Определить активность А фосфора "Р массой т=! мг. 4!.19. Вычислить удельную активность а кобальта "Со. 41.20. Найти отношение массовой активности а, стронция '"Бг к массовой активности а, радия '26ца. 41.21. Найти массу т, урана 2ыс1, имеющего такую же активность Л, как стронций мБг массой т,=-! мг.
41.22. Определить массу т, радона мЧ?п, находящегося в радиоактивном равновесии с радием '"Ка массой т,=1 г. 41.23. Уран м'П является продуктом распада наиболее распространенного изотопа урана 2е'П. Определить период полураспада Т,, урана '"П, если его массовая доля го в естественном уране '"'13 равна 6 10 -'. 41.24. Радиоактивный изотоп ДХа излучает Т-кванты энергией е= — 1,28 МэВ. Определить мощность Р гамма-излучения и энергию Тг', излучаемую за время 1=5 мин нзотопом нзтрия массой т= — 5 г.
Считать, что при каждом акте распада излучается один у-фотон с указанной энергией. 41.25. Точечный изотропный радиоактивный источник создает на расстоянии г==-! м интенсивность ! гамма-излучения, равную 1,6 мВт'м'. Принимая, что при каждом акте распада ядра излучается один у-фотон с энергией 6=-1,33 МэВ, определить активность А источника.
41.26. Определить интенсивность 1 гамма-излучения на расстоянии «-=5 см от точечного изотропного радиоактивного источника, имекзщего активность А=148 ГБк. Считать, что при каждом акте распада излучается в среднем п=!,8 у-фотонов с энергией е= =0,5! МэВ каждый. 4 42. ЭЛЕМЕНТЫ ДОЗИМЕТРИИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Основные формулы Ф Закон ослабления узкого пучка моноэнергетических у-излучений при прохождении через поглощающее вещество: а) ослабление плотности потока ионизирующих частиц или фотонов ,) 1 е-их где у, — плотность потока частиц, падающих на поверхность вещества; 1 — плотность потока частиц после прохождения слоя вещества толщиной х; р — линейный коэффициент ослабления (рис.
42.1); б) ослабление интенсивности излучений 1=(,е "' где 1 — интенсивность у-излучений в веществе на глубине х; 1,— интенсивность у-излучений, падающих на поверхность вещества. Ф Слоем половинного ослабления называется слой, толщина хп., которого такова, что интенсивность проходящих через него Т-излучений уменьшается в два раза: 1а 2 0,693 хпз = — =-— Р Р Ф Доза излучения (поглощенная доза излучения) Р= ЛУК,'Лт, где Л)Р' — энергия ионизирующего излучения, переданная элементу облучаемого вещества; Лт — масса этого элемента, Доза излучения выражается в греях (1 Гр — — ! Дж!кг). Мощность дозы излучения (мощность поглощенной дозы излуче- ния) И = ЛО,'Л1, 389 где Лг — время, в течение которого была поглощена элементом облучения доза излучения ЛР. Мощность дозы излучения выражается в греях в секунду (Гр(с).
Э Экспозиционная доза фотонного излучения (экспозиционная доза гамма- и рентгеновского излучения) есть величина, равная отношению суммы электрических зарядов ЛЯ всех ионов одного ,гг, ем-' О,б 05 б5 Р2 б ! 2 5 4 б б 7 г Моя Энергия Сооргоноб Рис. 42.! знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе при условии полного использования ионизирующей способности электронов, к массе Лт этого воздуха: Х=- ЛЯ!Ляг.
Единица экспозиционной дозы — кулон на килограмм (Кл/кг). Ф Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения Х есть величина, равная отношению экспозиционной дозы ЛХ фотонного излучения к интервалу времени Л7, за которое получена эта доза, т. е. Х = ЛХ/ЛЛ Мощность экспозиционной дозы выражается в амперах на килограмм (А(кг). ° Экспозиционная доза рентгеновского и у-излучения, падающего на объект, экранированный защитным слоем толщиной х, Х=Х е-ин где Х, — экспозиционная доза при отсутствии защитного слоя. ° Экспозиционная доза у-излучения, падающего за время на объект, находящийся в воздухе на расстоянии гс от точечного источника, Х=- Х17й-, где Х вЂ” мощность экспозиционной дозы на расстоянии, равном единице.
Поглощением 7-излучением в воздухе пренебрегаем. Примеры решения задач Пример 1. Вычислить толщину слоя половинного ослабления х», параллельного пучка у-излучения для воды, если линейный ко- эффициент ослабления р=0,047 см '. Р е ш е н и е. При прохождении у-излучения через слой веще- ства происходит их поглощение за счет трех факторов: фотоэффек- та, эффекта Комптона и образования пар (электрон — позитрон). В результате действия этих трех факторов интенсивность у-излу- чения экспоненциальво убывает в зависимости от толщины слоя: 7=1,е "" (') Пройдя поглощающий слой толщиной, равной толщине слоя половинного ослабления хи„пучок у-излучения будет иметь интен- сивность 7=-7„!2.
Подставив значения 7 и х в формулу (1), получим 7„~2 =1,е "" ', или после сокращения на 7, '7 =-е """. 2 Прологарифмировав последнее выражение, получим искомое значение толщины слоя половинного ослабления: х~ м == 1п 2ф. (2) Подставив в формулу (2) значения р и 1п 2, найдем х,, х~д = 14,7 см. Таким образом, слой воды толщиной в 14,7 см снижает интен- сивность у-излучения в два раза. Пример 2. Точечный радиоактивный источник "Со находится в центре свинцового сферического контейнера с толщиной стенок х=-1 см и наружным радиусом 77=20 см.
Определить максимальную активность А,„источника, который можно хранить в контейнере, если допустимая плотность потока 1„„„7-фотонов при выходе из контейнера равна 8 10' с ' м '. Принять, что при каждом акте распада ядра '"Со испускается п=2 у-фотона, средняя энергия ко- торых (е)=1,25 МэВ. Р е ш е н и е. Активность радиоактивного источника связана с потоком излучения у-фотонов соотношением Ф= — Ап, где ив число у-фотонов, испускаемых при одном акте распада, откуда А =Ф(п. (1) Поток Ф, входящий в эту формулу, выразим через плотность потока.
Плотность потока на расстоянии Я от точечного источника излучений ,7,=г1)! (4пй'). (2) ЗИ После прохождения излучений через свинцовую стенку контей- нера плотность потока уменьшится и выразится соотношением У,== =/те™. Выразив отсюда /т и подставив в формулу (2), найдем У ен' = Ф1'(4ийз) откуда Ф = 4п)сз.!еен'. Подставив выражение Ф в (1), получим А = 4н)се/,ен"1п.
Если в полученной формуле принять У,= — 1„,и, то эта формула будет выражать искомую максимальную активность источника, которьзй можно хранить в контейнере: (3) По графику на рис. 42.1 находим, что линейный коэффициент ослабления р для у-фотонов с энергией н=!,25 МэВ равен 0,64 см '. Выразим величины, входязцие в формулу (3), в единицах СИ и, выполнив вычисления, получим А=3,8 МБк, Пример 3.
Космическое излучение на уровне моря на экваторе образует в воздухе объемом )т=-1 см' в среднем )У=-24 пары ионов за время г,= 10 с. Определить экспозиционную дозу Х, получаемую человеком за время т,=! год. Р е ш е н и е. Экспозиционную дозу, получаемую человеком, можно выразить по формуле Х=Х7„ (1) где Х вЂ” мощность экспозиционной дозы излучения.
Мощность дозы Х=-!~1(тг,), где 1;! — заряд ионов одного знака, образуемых излучением за время 1, в воздухе массой т. Масса воз- духа может быть найдена как произведение плотности р воздуха на его объем )т: т==р)т. Заряд всех ионов одного знака найдем, помножив элементарный заряд на число ионов: Я=-)е))ч'.
Формула (1) с учетом выражений Х, т и Я примет вид (2) Выразим величины, входящие в с)юрмулу (2), в единицах СИ и, выполнив вычисления, получим Х=9,41 мкКл/кг. Задачи Поглощение гамма-излучений ' 42.1. Определить число тч' слоев половинного ослабления, уменьшающих интенсивность ! узкого пучка у-излучения в й=100 раз.
При решении задач 42.2 — 42.7 воспользоваться графиком, изображенным на рис. 42,1. 392 42.2. Определить для бетона толщину слоя половинного ослабления хп, узкого пучка у-излучения с энергией фотонов е=0,6 МэВ. 42.3. На какую глубину нужно погрузить в воду источник узкого пучка у-излучения (энергия е гамма-фотонов равна 1,6 МэВ), чтобы интенсивность 1 пучка, выходящего из воды, была уменьшена 'в А=1000 разу 42.4. Интенсивность 1 узкого пучка у-излучения после прохождения через слой свинца толщиной х=-4 см уменьшилась в й= =8 раз.
Определить энергию е гамма-фотонов и толщину хи, слоя половинного ослабления. 42.5. Через свинец проходит узкий пучок у-излучения. При каком значении энергии е гамма-фотонов толщина хи, слоя половинного ослабления будет максимальной? Определить максимальную толщину х „„слоя половинного ослабления для свинца. 42.6. Узкий пучок у-излучения (энергия е гамма-фотонов равна 2,4 МэВ) проходит через бетонную плиту толщиной х,=-1 м. Какой толщины х., плита из чугуна дает такое же ослабление данного пучка у-излучения? 42.7. Чугунная плита уменьшает интенсивность 1 узкого пучка у-излучения (энергия е гамма-фотонов равна 2,8 МэВ) в А=10 раз. Во сколько раз уменьшит интенсивность этого пучка свинцовая плита такой же толщины? Элементы дозиметр ии 42.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
