76351

Контроль изделий просвечиванием

Лекция

Физика

Гаммаизлучение рентгеновское излучение и линейчатые характеристические спектры. В решении производственных задач имеют место разновидности ионизирующих излучений как корпускулярные потоки альфачастиц электронов бетачастиц нейтронов и фотонные тормозное рентгеновское и гаммаизлучение рис. Альфаизлучение представляет собой поток ядер гелия испускаемых главным образом естественным радионуклидом при радиоактивном распаде имеют массу 4 у. Бетаизлучение поток электронов или позитронов при радиоактивном распаде.

Русский

2015-01-30

439 KB

0 чел.

Лекция 11  Контроль изделий просвечиванием

План лекции. Классификация по видам ионизирующих излучений. Взаимодействие и прохождение фотонов электромагнитного излучения через вещество. Гамма-излучение, рентгеновское излучение и линейчатые характеристические спектры. Единицы измерения ионизирующих излучений. Нормы радиационной безопасности, дозиметрический контроль.

Ионизирующие излучения — это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образующие при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

Виды ионизирующих излучений.

В решении производственных задач имеют место разновидности ионизирующих излучений как (корпускулярные потоки альфа-частиц, электронов (бета-частиц), нейтронов) и фотонные (тормозное, рентгеновское и гамма-излучение), рис. 11.1

Рис 11.1 Фотонные виды излучений.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых главным образом естественным радионуклидом при радиоактивном распаде, имеют массу 4 у.е. и заряд +2. Энергия альфа-частиц составляет 4—7 Мэв. Пробег альфа-частиц в воздухе достигает 8—10 см, в биологической ткани нескольких десятков микрометров. Так как пробег альфа-частиц в веществе невелик, а энергия очень большая, то плотность ионизации на единицу длины пробега у них очень высока (на 1 см до десятка тысяч пар-ионов).

Бета-излучение — поток электронов или позитронов при радиоактивном распаде. Бета-частицы имеют массу, равную 1/1838 массы атома водорода, единичный отрицательный (бета-частица) или положительный (позитрон) заряды. Энергия бета-излучения не превышает нескольких Мэв. Пробег в воздухе составляет от 0,5 до 2 м, в живых тканях — 2— 3 см. Их ионизирующая способность ниже альфа-частиц (несколько десятков пар-ионов на 1  см пути).

Нейтроны —элементарные частицы атомного ядра, их масса в 4 раза меньше массы а-частиц. Время их жизни — около 16 мин. Нейтроны не имеют электрического заряда. Длина пробега медленных нейтронов в воздухе составляет около 15 м, в биологической среде — 3 см; для быстрых нейтронов — соответственно 120 м и 10 см. Последние обладают высокой проникающей способностью и представляют наибольшую опасность.

      Гамма-излучение — фотонное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Источники гамма-излучения, используемые в промышленности, имеют энергию от 0,01 до 3 Мэв. Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и малым ионизирующим действием (низкая плотность ионизации на единицу длины).

Рентгеновское излучение — фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, возникает в рентгеновских трубах, ускорителях электронов, с энергией фотонов не более 1 Мэв. Тормозное излучение — фотонное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение — это фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома. Рентгеновское излучение, так же как и гамма-излучение, имеет высокую проникающую способность и малую плотность ионизации среды.

           Рисунок 11.2  Основные характеристики радиоактивного излучения

Ионизация — превращение нейтральных атомов или молекул в электрически заряженные частицы — ионы, рис.11.3

Физические характеристики ионизирующего излучения.

Активность. Количество радионуклида принято называть активностью. Активность — число самопроизвольных распадов радионуклида в единицу времени. Единицей измерения активности в

системе СИ является беккерель (Бк). 1Бк = 1  распад/с. Внесистемной единицей активности является ранее используемая величина Кюри (Ки).1Ки = 3,7 *1010Бк.

Рисунок  11.3   Simple diagram of the releasing of an electron to ionize a neutral atom

Дозы излучения. Когда ионизирующее излучение проходит через вещество, то на него оказывает воздействие только та часть энергии излучения, которая передается веществу, поглощается им. Порция энергии, переданная излучением веществу, называется дозой.

Количественной характеристикой взаимодействия ионизирующего излучения с веществом является поглощенная доза.  Поглощенная доза D — это отношение средней энергии АЕ, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к единице массы Am вещества в этом объеме.  В системе СИ в качестве единицы поглощенной дозы принят грей (Гр), названный в честь английского физика и радиобиолога Л. Грея. 1 Гр соответствует поглощению в среднем 1 Дж энергии ионизирующего излучения в массе вещества, равной   кг * 1  Гр = 1  Дж/кг.

Экспозиционная доза. До последнего времени в качестве характеристики поля фотонного излучения при его воздействии на среду использовали экспозиционную дозу Дэ, которая определяет ионизационную способность только рентгеновского и у-излучений в единственном веществе, в воздухе. Экспозиционная доза фотонного излучения — это отношение суммарного заряда AQ всех ионов одного знака в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, которые были образованы фотонами в элементарном объеме воздуха и массе Am воздуха в этом объеме:

 Единицей экспозиционной дозы в системе СИ является кулон на 1 кг воздуха.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р), при котором суммарный заряд AQ, образующийся в воздухе, равен одной электростатической единице количества электричества в 0,001293 г  атмосферного воздуха при 0° С и давлении 760 мм рт.ст. IP = 2,58 х 10" Кл/кг.

При переходе к СИ экспозиционная доза стала не совсем удобной единицей дозы и поэтому изъята из арсенала дозиметрических величин.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества. Значения коэффициента для различных видов излучений приведены в табл. 11.1.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.

          Дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом радиационного риска. Умножив значение эквивалентной

        Таблица  11.1 - Коэффициент относительной биологической эффективности

       для различных видов излучений

дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма. Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

Доза эффективная Е — величина, используемая как мера возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе H     на соответствующий коэффициент для данного органа или ткани:

 

PAGE  5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15153. Мнимое и подлинное безумие Чацкого 13.35 KB
  Мнимое и подлинное безумие Чацкого Комедия Горе от ума была написана в 1823 году А.С.Грибоедовым и имела уже тогда огромный успех в читательских кругах не только Москвы но и всей России. При жизни автора Горе от ума не была опубликовано зато многократно переписыва...
15154. Общество в жизни Татьяны, Онегина и автора 16.29 KB
  Общество в жизни Татьяны Онегина и автора Татьяна простая провинциальная девушка она не красавица но задумчивость и мечтательность выделяют ее среди других людей в обществе которых она чувствует себя одиноко так как они не способны понять ее. Дика печальна...
15155. Один в поле воин, если он-Чацкий 21.21 KB
  Один в поле воин если онЧацкий Образ главного героя комедии сочетает в себе все черты идеального человека: высоко развитое чувство собственного достоинства истинная культура и просвещенность нежелание мириться с несправедливым общественным устоем нена
15156. Основные мотивы лирики А.С. Пушкина 34.62 KB
  Основные мотивы лирики А. С. Пушкина Читая лирику А. С. Пушкина великий русский писатель Н. В. Гоголь задался вопросом: €œЧто же стало предметом поэзии А. С. Пушкина€ И сам отвечал: €œВсе стало предметом€. В своем творчестве поэт обращался к темам любви и дружбы его ...
15157. ГОСУДАРСТВО И ФУНКЦИИ ГОСУДАРСТВА 21.09 KB
  государство и Функции государства Государство особая организация общества объединённого общими социальными культурными интересами занимающая определённую территорию имеющая собственную систему управления сис
15158. День Святой Троицы 19.87 KB
  День Святой Троицы День Святой Троицы Пятидесятница Сошествие Святого Духа один из главных христианских праздников входящий в православии в число двунадесятых праздников. Православная церковь отмечает Троицу на 49 день после Пасх
15159. Камчатка 14.18 KB
  Камчатка полуостров на северовостоке Азии Россия. Омывается на З. Охотским морем на В. Тихим океаном и Беринговым морем. Дл. 1200 км шир. до 450 км площадь 370 тыс. км. Перешейком Парапольский Дол соединяется с материком. Зап. берег изрезан слабо на вост. берегу большие зали
15160. Культура России в конце XIX - начале XX века 22.77 KB
  Культура России в конце XIX начале XX века Конец XIX начало XX в. стали чрезвычайно плодотворным периодом в развитии отечественной ку...
15161. Западный фронт Первой мировой войны 58.13 KB
  Западный фронт Первой мировой войны Первая мировая война 28 июля 1914 11 ноября 1918 один из самых широкомасштабных вооружённых конфликтов в истории человечества. Это название утвердилось в историографии только после начала...