Физические величины, характеризующие поля ионизирующих излучений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?е внесистемными единицами, они рассматриваются в "Пособии" вместе с единицами СИ. Таблица 1. позволит легко осуществить переход от внесистемных единиц к единицам СИ.
При работе с радиоактивными веществами наиболее существенным является не масса радионуклида, а его активность.
Активность радионуклида в источнике А отношение числа спонтанных (самопроизвольных) ядерных превращений dN, происходящих в источнике за интервал времени dt, к этому интервалу:
А = dN/dt. (1)
Таблица 1. Соотношение между единицами СИ и внесистемными единицами в области радиационной безопасности
Величина
и ее обозначениеНазвания и обозначения единицСвязь с единицей СИЕдиница СИВнесистемная единицаАктивностьБеккерель (Бк)Кюри(Ки)1 Ки = 3,7000 1010 БкПлотность потокаВатт на квадратный метр (Вт/м2),равный одному джоулю на квадратный метр в секунду [Дж/(м2с)!Эрг на квадратный сантиметр в секунду [эрг/(см2с)] или мегаэлектронвольт на квадратный сантиметр в секунду (МэВ/см2с]*,1 эрг/(см2с)=
110-3Дж/(м2с)=
110-3 Вт/м2; 1МэВ/(см2с)= 1,60210-9 Дж/(м2с)=
1,602 10-9 Вт/м2Поглощенная доза D, керма КГрей (Гp)Рад (рад)1 рад = 0,01 ГрМощность поглощенной дозы DГрей в секунду (Гр/с)Рад в секунду (рад/с)1 рад/с=0,01 Гр/сЭквивалентная доза HЗиверт (Зв)Бэр (бэр)1 бэр=0,01 ЗвМощность эквивалентной дозы HЗиверт в секунду (Зв/с)Бэр в секунду (бэр/с)1 бэр/с = 0,01 Зв/сЭкспозиционная доза DЄКСПКулон на килограмм (Кл/кг)Рентген (P)1 Р = 2,5810-4 Кл/кгМощность экспозиционной дозы PЄКСПАмпер на килограмм (А/кг)Рентген в секунду (Р/с)1 Р/с=2,5810-4 А/кгКонцентрация (объемная активность) радионуклида в атмосферном воздухе или воде А/VБеккерель на кубический метр (Бк/м3)
Беккерель на литр (Бк/л)Кюри на мер кубический (Ки/м3)
Кюри на литр (Ки/л)1 Ки/кг = 3,700 l013 Бк/м3 1 Ки/л=3,700 l010 Бк/лЭнергия ионизирующей частицы E,Джоуль (Дж)Электрон-вольт (эВ)* Мегаэлекгронвольт (МэВ)*1эВ=1,60210-19 Дж МэВ=1,60210-10-13 Дж* Допущена к применению без ограничения срока.
В системе СИ единица измерения активности имеет специальное название беккерель (Бк) и имеет размерность обратной секунды (с-1). Беккерель равен активности радионуклида в источнике, в котором за время 1 с происходит одно спонтанное ядерное превращение.
Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Кюри активность радионуклида в источнике, при которой в 1 с происходит 3,71010 спонтанных ядерных превращений. Такое число ядерных превращений происходит в 1 секунду в 1 г 226Ra. Связь между внесистемной единицей активности кюри и беккерелем следующая:
1 Ки = 3,71010 Бк; 1 Бк = 2,710-11 Ки. (2)
Приведем практичное выражение соотношения, связывающего массу (т) радионуклида в граммах (г) (без учета массы неактивного носителя) с его активностью в беккерелях:
m=3,310-3??1/2A, (3)
где, Mмассовое число радионуклида; Т1/2 период полураспада радионуклида в секундах.
Единицами поверхностной и линейной активности являются в СИ соответственно Бк/м2 и Бк/м.
Характеристики поля излучения
Энергетическое и пространственно-временное распределения ионизирующего излучения в среде изменяется в процессе его взаимодействия с веществом. Для установления закономерностей этих изменений необходимо знать, сколько частиц или фотонов, с какой энергией и в каком направлении проходят в каждой точке пространства, т.е. необходимо иметь представление о поле излучения.
При решении практических задач относительно часто используются следующие характеристики поля ионизирующего излучения:
Поток ионизирующих частиц (фотонов) F отношение числа ионизирующих частиц dN, проходящих через данную поверхность за интервал временна, к этому интервалу:
F = dN/dt.(4)
Единица потока частиц имеет размерность обратной секунды (с-1) и равна потоку ионизирующих частиц, при котором через данную поверхность проходит одна частица за 1 с. Аналогично поток энергии ионизирующих частиц:
Fw=dw/dt,(5)
где, dw суммарная энергия (исключая энергию покоя) всех ионизирующих частиц, проходящих через данную поверхность за интервал времени dt.
Единица потока энергии ионизирующих частиц в СИ джоуль в секунду (Дж/с) или ватт (Вт); внесистемная единица электрон-вольт в секунду (эВ/с).
Флюенс (перенос) ионизирующих частиц (фотонов) ? отношение числа ионизирующих частиц dN, проникающих в объем элементарной сферы, к площади поперечного сечения ds этой сферы:
Ф = dN/ds.(6)
Единица флюенса частиц в СИ м-2. Он равен флюенсу, при котором в сферу с площадью поперечного сечения 1 м2 проникает одна частица. Более предпочтительная единица см-2. Соответственно флюенс (перенос) энергии ионизирующих частиц Фw
Фw=dw/ds.(7)
Единица флюенса энергии ионизирующих частиц в СИ Дж/м2, но более предпочтительная на практике единица МэВ/см2.
Плотность потока ионизирующих частиц ? отношение потока ионизирующих частиц dF, проникающих в объем элементарной сферы, к площади поперечного сечения ds этой сферы:
(8)
Единица плотности потока частиц в СИ с-1м-2. Более предпочтительная на практике внесистемная единица с-1см-2.
Плотность потока энергии ионизирующих частиц (интенсивность ионизирующих частиц) I отношение потока энергии ионизирующих частиц dFw, проникающего в элементарную сферу, к площади ее центрального сечения ds:
I=dFw/ds..(9)
Единица интенсивности в СИ Дж/(см2) или (Вт/м2). Более предпочтительная на практик