19260

Основные процессы взаимодействия гамма-квантов с веществом. Газокинетическое уравнение переноса гамма-квантов в задачах с внешним источником

Лекция

Энергетика

Лекция 8. Основные процессы взаимодействия гаммаквантов с веществом. Газокинетическое уравнение переноса гаммаквантов в задачах с внешним источником. 8.1. Понятие гаммаизлучения. Электромагнитное излучение высокой энергии высокой частоты испускаемое возбуж

Русский

2013-07-11

124 KB

7 чел.

Лекция 8.

«Основные процессы взаимодействия гамма-квантов с веществом. Газокинетическое уравнение переноса гамма-квантов в задачах с внешним источником.»

8.1. Понятие гамма-излучения.

Электромагнитное излучение высокой энергии (высокой частоты) испускаемое возбужденными атомами или образующееся при торможении электронов в веществе называется гамма-излучением или рентгеновским излучением соответственно.

8.2. Основные процессы взаимодействия гамма-квантов с веществом.

К основным процессам взаимодействия гамма-квантов с веществом относятся:

– фотоэлектрический эффект – поглощение гамма-кванта связанным электроном с полной передачей ему энергии. Приводит к исчезновению гамма-кванта. Энергия гамма-кванта передается электрону за вычетом энергии связи уровня.

– комптоновское рассеяние – упругое рассеяние гамма-кванта на покоящемся электроне. Приводит к уменьшению энергии гамма-кванта. Максимальная потеря энергии гамма-кванта:  E = / (1+3,914).

– образование электронно-позитронной пары. Энергия гамма-кванта передается электрону и позитрону за вычетом энергетического эквивалента их массы. Пороговая энергия гамма-кванта в реакции образования электронно-позитронной пары:

E = 2 m0 c2 = 1,022 МэВ.

Взаимодействие гамма-квантов с веществом описывается линейным коэффициентом ослабления , аналогом макроскопического сечения взаимодействия нейтронов с веществом:   =  +  +  + …

8.3. Уравнение переноса гамма-квантов в задачах с внешним источником.

Уравнение переноса гамма-квантов в системе обычно записывают для величины Ф(,,E) потока гамма-квантов, размерность этой величины квант/м2страдэВс. Либо для величины плотности энергии гамма-квантов:

I = EФ = I (,,E),

где E  энергия гамма-кванта. Размерность этой величины квант/м2страдс.  

Особенности уравнения переноса гамма-квантов в сравнении с нейтронами:

1) отсутствие слагаемого – источника гамма-квантов в результате деления ядер среды гамма-квантами,

2) наличие слагаемого – вторичного источника гамма-квантов в результате взаимодействия нейтронов с ядрами среды.


Уравнение баланса гамма-квантов:

+ (,E)  =   (,,E) + Qвнешн(,,E)

где Qвнешн(,,E) внешний источник гамма-квантов, распределенный по объему системы, можно записать суммой первичного и вторичного источников.

8.4. Внешний вторичный источник гамма-квантов.

Qвтор(,,E) =  (,,) (,) (,E),

где суммирование ведется по всем изотопам среды i и всем реакциям x взаимодействия нейтронов с ядрами среды, приводящим к появлению гамма-квантов: деление, радиационный захват, неупругое рассеяние, реакции (n,2n), (n,3n) и т.д. (,E) интегральный по углам поток нейтронов, (,E,) выход гамма-квантов с энергией E в результате реакции типа x нейтрона с энергией  на ядре типа i среды.

8.5. Граничные условия.

Уравнение переноса гамма-квантов решается совместно с системой граничных условий. Число граничных условий совпадает с числом границ системы. Нулевое условие на границе  с вакуумом (со стороны границы  системы в нее не влетают гамма-кванты): Ф(,,E) = 0,  если ()<0. Условие облучения на границе  с источником гамма-квантов (со стороны границы  системы в нее влетают гамма-кванты по известному распределению): Ф(,,E) = Ф0(,,E) ,  если ()<0.

8.6. Уравнение переноса для нерассеянных гамма-квантов.

Формулировка задачи. Найти распределение нерассеянного излучения в однородной неразмножающей пластине. Задан моноэнергетический источник излучения, равномерно распределенный по объему пластины, направленный перпендикулярно поверхностям пластины.

Уравнение переноса для данной задачи будет записываться относительно неизвестной Ф(х) – потока нерассеянных гамма-квантов. Оно имеет вид:  

Его решение – распределение потока нерассеянных гамма-квантов в пластине:

.

PAGE  2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63870. К вопросу о генезисе творческой стратегии современного акционизма 52.94 KB
  На первый взгляд акция и поэзия понятия антагонистические: акция кратковременна поэзия устремлена в вечность акция направлена вовне – поэзия автореферентна акция ставит конкретные цели поэзия бежит любого рода инструментализации...
63871. Социальная солидарность в эпоху перемен 43 KB
  Социальная солидарность sociаl solidаrity интеграция и ее степень или тип проявляемые обществом либо группой. Французский философ и социолог Эмиль Дюркгейм выделил что социальная солидарность это то что скрепляет и сплачивает индивидов в единое целое.
63872. Проблема толерантности в общеобразовательных учреждениях начального общего образования 59.5 KB
  Проблема толерантности в общеобразовательных учреждениях начального общего образования Развитие толерантности является объективной потребностью современного общества. В педагогических теориях толерантность оценивается как: отсутствие или ослабление реагирования на какой либо неблагоприятный фактор...
63873. Тенденции института семьи в трансформационном аспекте: внебрачная рождаемость 18.73 KB
  Появляются новые тенденции такие как например снижение количества ранних браков; рост числа разводов; увеличение среднего возраста женщины вступления в брак; увеличение среднего возраста матери при рождении первого ребенка; а так же увеличение количества детей которые рождаются вне брака.
63874. Феномен социального отчуждения 43.5 KB
  Доминирующей формой социального отчуждения становится отчуждение техническое обусловленной ростом места техники в жизни современного человека. Отчуждение это процесс в котором от людей отделяются результаты их деятельности сама деятельность а также те силы которые эту деятельность...
63875. Жизненные ориентации горожан 18.56 KB
  Для каждой личности характерен свой уникальный способ жизни способ ее организации оценивания и осмысления. В процессе своей жизни личность выступает в качестве то субъекта общения то субъекта деятельности являясь при этом субъектом своей жизни объединяющим...
63876. Язык заголовка кинотекста 45.5 KB
  Главным инструментом исследователей языка является текст потому что непосредственно текст представляет собой сферу функционирования языковых единиц и в тексте слово получает свое основное значение и осмысление. Гальперин характеризует текст как произведение речетворческого процесса...
63877. Проблемы профилактики игровой компьютерной зависимости среди детей и подростков 17.22 KB
  За последние двадцать лет информационное пространство в нашей стране приобрело новый формат. С появлением такого типа игр резко возросло число подростков и молодых людей проводящих 10 и более часов за игрой в компьютер.
63878. Проблема межпоколенческой преемственности как основы социокультурного единства современного российского общества 43.5 KB
  Актуальность проблемы социокультурного единства российского общества обуславливается прежде всего кардинальными изменениями происходившими и протекающими ныне во всех сферах жизни россиян. Социальные и культурные ценности вместе с социумом претерпевают активную...