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

6 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

27379. Этапы формирования представлений о числе 18.8 KB
  5 этап: изучение отрезка ряда натуральных чисел. Так же необходимо в процессе изучения отрезка натуральных чисел отрабатывать прием присчитывания и отсчитывания по одному. Моро А последовательно один за другим рассматриваются отрезки ряда натуральных чисел 12 123 123. Основные приемы: прочтение чисел счет предметов выделение нового для изучаемого числа.
27380. Изучение смысла сложения и вычетания 18.9 KB
  Этот подход легко интерпретируется на уровне предметных действий позволяя тем самым учитывать психологические особенности младших школьников. Например в учебнике М1М в качестве основного средства формирования у детей представлений о смысле действий сложения и вычитания выступают простые текстовые задачи. В основе другого подхода лежит выполнение учащимися предметных действий и их интерпретация в виде графических и символических моделей. Деятельность учащихся сначала сводится к переводу предметных действий на язык математики а затем к...
27381. Действия с величинами 23.83 KB
  Формирование у учащихся представлений о числе и о десятичной системе счисления тесно связано с изучением величин. В начальных классах у учащихся имеются некоторые интуитивные представления о величинах и об их измерении. Измерение заключается в сравнении данной величины с некоторой величиной того же рода принятой за единицу.
27382. ЗУНы для вычисления в пределах 100 (сложение и вычитание) 22.28 KB
  Остальные случаи вычислений над числами большими 100 относятся к письменным вычислениям. Рассмотрим методические особенности формирования умений складывать и вычитать числа в пределах 100 которые нашли отражение в учебниках М1М и М2М Моро. Овладение вычислительными приемами предполагает усвоение: нумерации чисел в пределах 100 разрядного состава двузначного числа табличных случаев сложения вычитания и свойств сложения и вычитания; прибавления числа к сумме вычитания числа из суммы прибавления суммы к числу вычитания...
27383. Алгоритмы: 1. Письменного сложения и вычитания 2. Письменного умножения 3. Письменного деления 20.18 KB
  Письменного деления ЗУНы для сложения и вычитания: Нумерация многозначных чисел Разрядный состав многозначных чисел Десятичный состав числа Навык сложения и вычитания чисел в пределах 20 Знание переместительного и сочетательного закона сложения Как и другие алгоритмы письменного вычисления в и – рассматриваются поэтапно: Актуализация ЗУН подготовка к изучению алгоритма подготовка и изучение алгоритма Введение самого алгоритма Усвоение алгоритма Продуктивное повторение новой темы включать новые знания в систему имеющихся Основная...
27384. Функции текстовых задач 17.29 KB
  Любое математическое задание можно рассматривать как задачу выделив в нем условие т. Функции текстовых задач. Ведущие методисты отмечают что решение текстовых задач в начальной школе преследует двойную цель: с одной стороны – научить решать текстовые задачи различных видов с другой стороны – сами текстовые задачи выступают как средство обучения воспитания и развития школьников.
27385. Математическое развитие младших школьников невозможно без приобщения их к геометрии 19.38 KB
  Эта особенность находит свое выражение и в начальных классах где формирование представлений о геометрических фигурах связано с изучением таких величин как длина и площадь. Основой формирования у детей представлений о геометрических фигурах является способность их к восприятию формы. В развитии представлений о геометрических фигурах учащиеся начальных классов проходят два этапа. Формируя у них целостное представление о геометрических фигурах следует идти от реальных предметов к их моделям геометрическим фигурам и наоборот: от...
27386. Различные подходы к построению урока математики 19.44 KB
  Основные этапы подготовки учителя к уроку математики: общий способ деятельности связанный с планированием урока можно представить в виде следующей последовательности вопросов. Какова функция учебных заданий данного урока обучающая развивающая контролирующая Какие знания умения навыки и приемы умственных действий формируются в процессе их выполнения 5. Какова дидактическая цель данного урока 6.
27387. Анализ и синтез 18.71 KB
  Способность к аналитикосинтетической деятельности находит свое выражение не только в умении выделять элементы того или иного объекта его различные признаки или соединять элементы в единое целое но и в умении включать их в новые связи увидеть их новые функции. Так как работу по формированию у детей логического приема сравнения лучше начать с первых уроков математики то в качестве объектов можно сначала использовать предметы или рисунки с изображением предметов хорошо им знакомых в которых они могут выделить те или иные признаки опираясь...