Защита от ионизирующих излучений

Средняя длина пробега зависит от поглощающей среды и энергии a-частиц. В воздухе среднюю длину пробега a-частиц при энергии Е ₀ = 4–7 МэВ можно найти по формуле Гейгера:

= 0,318 , (29)

где – средняя длина пробега a-частиц, см; – энергия a-частиц, МэВ.

Толщина слоя вещества, в котором происходит полное поглощение b-частиц, соответствует максимальной длине пробега частиц, имеющих наибольшую энергию в данном спектре, и может быть определена по формуле

, (30)

где – максимальная длина пробега (толщина поглощающего слоя), см; – максимальная энергия b-частиц в спектре, МэВ; ρ – плотность поглощающего вещества, г/см³.

Для расчета доз g-излучения, рентгеновского и нейтронного излучения за преградой (толщиной h) используют зависимость

, (31)

где D – поглощенная доза излучения после защитного материала, рад; – мощность поглощенной дозы излучения до защитного материала, рад; t – время излучения, ч; h – толщина защитного материала, см; d _1/2 – толщина защитного материала (табл. 20), ослабляющая излучение в 2 раза (слой половинного ослабления), см.

При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в механизмах взаимодействия g-излучения и нейтронов со средой, что предопределяет выбор защитных материалов. Гамма-излучение сильнее ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую плотность (свинец, сталь, бетон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен).

 

Таблица 20

Величина слоев половинного ослабления ионизирующих излучений
для некоторых материалов

Материал	Плотность, г/см3	Слой половинного ослабления , см
для g-излучения	для нейтронов
Бетон	2,3	5,6	12,0
Вода	1,0	13,0	2,7
Грунт	1,8	7,2	12,0
Древесина	0,7	19,0	9,7
Кирпич	1,6	8,4	10,0
Полиэтилен	0,95	14,0	2,7
Свинец	11,3	1,3	12,0
Сталь	7,8	1,8	11,5
Лед	0,9	14,5	3,0

 

Среднесуточный коэффициент ослабления (защищенности) населения может быть рассчитан по формуле

K _осл = ,(32)

где t ₁, t ₂, t ₃, t ₄– время нахождения в течение суток в условиях радиоактивного загрязнения, ч; k ₁, k ₂, k ₃, k ₄ – коэффициенты ослабления, (см. табл. 13 на с. 25–26).

Величина слоя половинного ослабления может быть определена через линейный коэффициент ослабления по формуле

. (33)

Толщина защитного экрана при заданном ослаблении K _осл может быть рассчитана через слой половинного ослабления d _1/2 по формуле

h = (34)

Активность и единицы ее измерения

Активность есть мера интенсивности распада радионуклида и определяется как количество распадов ядер атомов радиоактивного вещества в единицу времени, т. е. как скорость распада ядер.

Если радиоактивное вещество содержит N атомов и его постоянная распада, выражающая долю распадающихся атомов в единицу времени, l, то активность будет равна

А_n (35)

Известно, что постоянная радиоактивного распада l и период полураспада Т _1/2 связаны соотношением

. (36)

Моль вещества содержит 6,02 · 10²³ атомов. В массе m вещества с массовым числом А, число атомов равно

, (37)

тогда активность источника выражается формулой

А_n , (38)

где А_n – активность радионуклида, Бк; m – масса рассчитываемого радионуклида, г; А – массовое число радионуклида; Т _1/2 – период полураспада радионуклида, с.

Активность источника, в котором содержатся радиоактивные ядра одного вида, уменьшается во времени по экспоненциальному закону:

А_n = А ₀ , (39)

где А ₀ – активность источника в начальный момент времени (t = 0), Бк; t – текущее время, которому соответствует активность вещества A_n, с; Т _1/2 – период полураспада радионуклида, с.

Единицей измерения активности (табл. 21) в Международной системе единиц (СИ) является беккерель (Бк), названая в честь первооткрывателя радиоактивности, французского ученого Анри Беккереля.

 

Таблица 21

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: