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

82988. Додавання і віднімання трицифрових чисел в межах тисячі на основі обчислення виразів 2.49 MB
  Мета: закріпити вміння усного додавання і віднімання трицифрових чисел в межах тисячі на основі обчислення виразів, розв’язування задач, вдосконалювати навички порівняння числових виразів, розв’язування рівнянь на основі взаємозв’язків між компонентами дій, формувати операції аналізу...
82989. Закріплення вимови і написання слів з апострофом. Звуко-буквений аналіз слів з апострофом 152 KB
  Мета: закріпити навички вимови читання та написання слів з апострофом виробляти уміння робити звукобуквений аналіз таких слів поповнювати словниковий запас учнів вчити працювати над прислівями та приказками; розвивати вміння порівнювати пізнавальну активність спостережливість вміння узагальнювати...
82990. Понятие об архитектуре 642.5 KB
  Сформировать представление об архитектуре как об особом виде изобразительного искусства который рассматривается только в связи с другими видами изобразительного искусства. Оборудование и материалы: плакаты и репродукции с изображением видов архитектуры; презентация...
82991. Орієнтація в місті 29.5 KB
  Мета: ознайомити з новою лексикою теми, удосконалювати навички діалогічного мовлення на рівні мікродіалогу з опорою на зразок, удосконалювати навички вживання граматичних структур в усному мовленні; розвивати вміння спілкуватися, здатність мовного самоконтролю; виховувати ввічливість у стосунках із людьми.
82993. Хліб – усьому голова 148.5 KB
  Формувати у дітей розуміння цінності хліба як мірила життя як святині як одного найважливіших харчових продуктів. Виховувати бережливе ставлення до хліба повагу до праці людей що зростили хліб. Ілюстрації книжки рушник виставка зразків хлібо-булочних виробів таблички груп прислівя пісня про хліб...
82994. Незвичайний урок малювання 60.5 KB
  Мета: закріпити правила поведінки і безпеки життєдіяльності в комп’ютерному класі. Ознайомити учнів з інтерфейсом графічного редактора «Tux Paint», навчити користуватися інструментами і палітрою кольорів. Розвивати увагу, пам’ять, творчі здібності. Формувати інформаційну, самоосвітню...
82995. Як зимують птахи взимку? Подорож на ялинку до звірят. Створення аплікації зі рваних різнокольорових серветок 160 KB
  Мета. Продовжувати вчити встановлювати взаємозв’язки між змінами в неживій природі, житті рослин та тварин;розвивати уяву, мислення, пізнавальний інтерес; розширити, узагальнити знання про зимуючих птахів та звірів; розкрити особливість життя птахів та звірів узимку та залежність їх життя...
82996. «Колядники». Колядки. Щедрівки 72 KB
  Розширити знання дітей з української обрядовості, показати, як святкували Різдво, про народні традиції колядування, щедрування; навчати спостерігати, як у віршованих творах зображено святкування традиційних свят українського народу. Викликати в учнів інтерес до традицій українського народу у відзначенні свята Різдво.