Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений

Лаборатория атомной и ядерной физики КОиЭФ СВФУ им. М.К.Аммосова.

Лабораторная работа по ядерной физике №8

Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений

Приборы и принадлежности.  Теоретическая работа

Цель работы. Изучение дозиметрических величин. Расчетов характеристик  дозиметрических величин

Краткая теория.

Дозиметрия

Все виды ионизирующих излучений, как корпускулярные, так и
электромагнитные, могут быть обнаружены только по их взаимодействию с
веществом.

1 .Заряженные частицы при взаимодействии с веществом возбуждают и
ионизируют атомы и молекулы, испускают тормозное излучение, упруго
рассеиваются. Частицы малых энергий участвуют в основном лишь в процессах
ионизации и упругого рассеяния. Продуктами взаимодействия заряженных частиц
с веществом, в конечном счете, являются заряженные частицы, общий заряд
которых зависит от энергии первоначальной частицы и рода вещества.

2.  При взаимодействии γ - излучения с веществом в области энергий от 0.01
до 10 МэВ преобладают следующие эффекты: фотоэффект, эффект Комптона,
рождение электрон-позитивных пар. Во всех указанных процессах возникают
заряженные частицы, вызывающие возбуждение и ионизацию атомов и молекул
среды. Общий заряд всех образовавшихся в результате ионизации атомов и
молекул частиц зависит от энергии γ -квантов и рода вещества.

При прохождении нейтронов через вещество происходит взаимодействие с
ядрами среды типа (п, у), (п, р), (п, α), (п, f) и т.д., которое приводит к образованию
положительных ионов и электронов. Общий заряд образовавшихся частиц зависит
от энергии нейтронов и рода вещества.

Итак, измерение дозы излучения может быть основано на измерении общего
заряда продуктов взаимодействия излучения со средой.

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Активность радионуклида в источнике (образце) А - отношение числа dN
радиоактивных распадов, происходящих в данном его количестве за интервал
времени dt,  к этому интервалу:

                                                A = -                                                                  (1)[pic 1]

Единица активности в СИ - беккерель (Бк), равный одному распаду в секунду.
Практическая единица активности – кюри (Ки)

                                                       1 Ки = 3,7 х 1010 Бк.

Поглощенная доза ионизирующего излучения Д - отношение средней энергии dw, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе  dm вещества в этом объеме:

                                        Д =                                                  (2)[pic 2]

Единица поглощенной дозы в СИ - грей (Гр). Грэй соответствует поглощению 1
Дж энергии любого вида ионизирующего излучения в 1 кг облученного вещества.
Внесистемная единица поглощенной дозы - рад. Рад соответствует поглощению
100 эрг энергии любого вещества ионизирующего излучения в 1 г облученного
вещества. Таким образом, 1 Гр = 1 Дж/кг =100 рад. Для фотонов поглощенная доза в воздухе Двозд связана с поглощенной дозой в биологической ткани Дтк
соотношением

                                             Дтк  (1,09 ± 0,02)Двозд                                                       (3)[pic 3]

Для оценки биологического эффекта воздействия излучения произвольного
состава в задачах радиационной безопасности при облучении малыми дозами
(дозами, не превышающими пяти предельно допустимых доз), введено понятие
эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения для смешанного излучения

                                                 Дэкв=  ДiKi                                                                       (4)[pic 4]