Intensitatea radiației gamma este cantitatea de energie transferată de quanta gamma prin 1 cm2 de suprafață iradiată pe secundă. Dacă fluxul de raze gama constă în gamma-quanta a aceleiași energii, atunci intensitatea radiației este
unde Φ este al doilea flux de raze gama, adică numărul de quanta gamma care trece printr-un centimetru pătrat al suprafeței pentru o secundă;
£ m este energia unui quantum gamma.
Pe măsură ce radiația gamma trece prin substanță, intensitatea acesteia slăbește ca rezultat al tuturor celor trei procese de interacțiune a quanta gamma cu materia. Așa cum am menționat deja, datorită efectului Compton, se formează radiații gamma împrăștiate. Prin urmare, este necesar să se distingă fluxul direct al radiației constând din raze gamma, care au trecut printr-un mediu fără interacțiune cu ve flux Tage și difuze constând din individual și se multiplică raze gamma răsfirate (vezi Fig. 9).
Considerații teoretice și grinzi paralele înguste slăbind LARG date experimentale arată că intensitatea razelor gamma în funcție aval de grosimea stratului de material de atenuare variază exponențial (Fig. 10).
Dacă / 0 denotă intensitatea radiației pe suprafața mediului iradiat, atunci intensitatea Ix după trecerea printr-un strat de grosime x cm este egală cu
unde p este coeficientul de atenuare a radiației gamma liniare pentru un mediu dat având o dimensiune de 1 / cm.
Coeficientul de atenuare q caracterizează probabilitatea de interacțiune a quantului gamma direct cu atomii de materie pe calea de 1 cm. Valoarea coeficientului p. pentru că aceeași substanță este direct proporțională cu densitatea ei și depinde de energia quantumului gamma, precum și de numărul atomic și de masa atomică a elementelor care alcătuiesc substanța.
Atenuarea intensității razei gama se datorează tuturor celor trei tipuri de interacțiuni ale quantei cu mediul, deci coeficientul μ poate fi reprezentat ca suma a trei coeficienți
P - m a + 0 + T A>
unde f za este un coeficient care ia în considerare atenuarea razelor gamma datorită absorbției fotoelectrice; vn este coeficientul de atenuare datorat procesului de formare a perechilor;
o-coeficient, luând în considerare atenuarea datorată efectului Compton.
Coeficientul o poate fi reprezentat ca suma a doi coeficienți
unde aa este un coeficient care ține cont de absorbția energiei radiației în dispersia Compton; os este un coeficient care ia în considerare atenuarea radiațiilor datorită împrăștierii quanta gamma.
Raporturile coeficienților - și - caracterizează
fracția de energie absorbită și fracția energiei împrăștiate a razelor y directe ca urmare a interacțiunii lor cu electronii substanței.
În tabel. 3 prezintă valorile coeficienților p, precum și valorile coeficienților aa. ca și bn ca funcție a energiei fotonice pentru diferite medii.
Adesea, slăbirea intensității radiațiilor gamma directe nu este caracterizată de magnitudinea coeficientului p, ci de valoarea stratului de atenuare d. Un strat de jumătate de atenuare este un strat de materie, în timpul căruia trece intensitatea razelor gama este redusă cu un factor de 2 (figura 10). Între coeficientul p și stratul de atenuare pentru o anumită substanță, există o relație simplă
Stratul de atenuare pe jumătate depinde, ca și coeficientul p, de energia quanței gamma și de proprietățile materiei (densitatea mediului, numărul atomic). Pentru medii constând din substanțe cu numere atomice similare, stratul de atenuare este invers proporțional cu densitatea mediului.
În Fig. 11 prezintă straturile de atenuare a jumătății în diferite materiale ale unei fascicule înguste paralele de quanta gamma cu o energie de 0,5; 1 și 2 Mev.
Din această figură se poate observa că capacitatea de penetrare a razelor gamma este incomensurabil mai mare decât beta și în special razele alfa. Gama de radiații poate trece în aer
câteva sute de metri fără atenuare semnificativă, în timp ce particulele alfa sunt complet absorbite de un strat de aer de câțiva centimetri, iar particulele beta - câțiva metri. strat de aluminiu groasă de 9 cm slăbit dorința de a crea raze gamma (energie de 1 MeV gamma cuante) numai de 4 ori, particule beta de aceeași energie este complet absorbită de către stratul de aluminiu de 2 mm grosime, și particule alfa - o folie de aluminiu câteva sutimi de grosime fracțiuni de un milimetru.
Dacă se efectuează calculele de atenuare a intensității unui fascicul paralel îngust de raze y, pornind de la stratul semi-slăbit dt
De exemplu, dacă stratul de atenuare este de 1 cm, atunci când radiația trece printr-un strat de 10 cm grosime, atenuarea intensității este egală cu
- = 2 10 de 1000 de ori
1x
Intensitatea fasciculului divergent al radiațiilor gamma scade nu numai ca urmare a atenuării radiației de către mediu, ci și datorită unei creșteri a distanței față de sursă.
În Fig. 12 prezintă o sursă punctuală de radiație gamma care emite raze gamma în toate direcțiile într-o manieră dimensională uniformă. Lăsați această sursă să emită N quanta pe secundă. Apoi, în cazul în care mediul nu slăbește sursa de radiații și ispu-Skye de fotoni de raze gamma au aceeași energie, intensitatea la o distanță r Domeniul de animale / g la o distanță egală cu N 47GG
Astfel, intensitatea radiației directe emise de un emițător de punct scade în proporție inversă față de pătratul distanței.
Luând în considerare atenuarea radiației de către mediu, intensitatea este
Formulele de mai sus fac posibilă determinarea intensității fluxului direct al razelor gama, în caz contrar, presupunând că toate canalele gamma împrăștiate sunt scoase din fascicul. De fapt, pe măsură ce fasciculul larg al radiației gamma trece prin materie, fracția de quanta gamma unică și multiplicată împrăștiată crește continuu în ea (figura 9). Ca rezultat al "acumulării" radiațiilor împrăștiate, intensitatea lor la o adâncime suficient de mare de penetrare poate fi de multe ori mai mare decât intensitatea fluxului direct de raze gama.
Trebuie remarcat faptul că quanta-urile gamma multiplicate împrăștiate au o natură de propagare haotică, iar energia lor este mult mai mică decât în quanta-ul gamma direct. Prin urmare, pe măsură ce trecem prin materie, o gamă largă de radiații gamma, datorită unei creșteri a fracției de canale gamma multiplicate împrăștiate, își pierde directivitatea inițială și "rigiditatea" ei scade.
Stabilirea modelelor raze largi fascicul de întâlnire gamma prin materialul este supra-complex cabana, deoarece este necesar să se ia în considerare nu numai de supraalimentare stabilit intensitatea radiațiilor din cauza fluxului împrăștiată, dar, de asemenea, pentru a schimba „rigiditatea“ a fasciculului.
În prezent, s-au dezvoltat metode care ne permit să luăm în considerare radiația gama împrăștiată cu ajutorul unor calcule aproximative. Esența acestor metode este redusă la faptul că quanta-urile gamma împrăștiate sunt înlocuite de un anumit număr de quanta gamma directă a cărei acțiune pe mediu este echivalentă cu fluxul împrăștiat.
În aceste scopuri, un factor de corecție B, numit coeficient de acumulare, este introdus în formula de radiație directă a intensității. Astfel, formula pentru determinarea intensității unui fascicul paralel larg de raze gama are forma 1x = B-ld e
unde lx este intensitatea fluxului total de radiație (flux direct + flux împrăștiat);
- coeficientul liniar de atenuare a fasciculului îngust de raze gamma.
În ceea ce privește semnificația fizică, coeficientul de acumulare B este raportul dintre intensitatea fluxului total (fluxul direct + împrăștiat) și intensitatea radiației directe. Cu alte cuvinte, acest coeficient arată de câte ori crește intensitatea radiației datorită fluxului împrăștiat al quanta-ului gamma. În absența radiației împrăștiate, coeficientul s = 1.
Valoarea coeficientului B depinde de adâncimea de penetrare a radiației gamma în substanța atenuantă, compoziția acesteia și de energia directă a quantumului gamma. De obicei factorul coeficient stocat în grafice sau tabele, care prevede amploarea acestui raport depinde de grosimea stratului de atenuare pentru diferite medii sau razele-nologies energie gamma (vezi. De exemplu, Gusev NG spra-directoare de radiație radioactivă de protecție de la ei).
Trimiteți-le prietenilor: