logo
phizika corect

Максимальний пробіг -частинок різної енергії в речовині

Речовина

Енергія -частинок у МеВ

0,1

0,25

0,5

1,0

2,0

5,0

Повітря, м

0,13

0,75

1,6

3,9

8,7

17,8

Вода, мм

0,14

0,64

1,8

4,4

9,8

20,6

Алюміній, мм

0,07

0,3

0,84

2,06

4,6

9,84

Максимальний пробіг -частинок з максимальною енергією в межах від 0,5 до 20 МеВ розраховують за емпіричною формулою:

, (3.7.4.9)

де - максимальна енергія -частинок, МеВ; - густина речовини, г/см3.

В першому наближенні можна вважати, що в повітрі максимальний пробіг -частинок (см), у воді (або біологічній тканині) - (мм), в алюмінії - (мм). Ослаблення потоку -частинок на більшій частині пробігу в речовині має експонентний характер

, (3.7.4.10)

де - потік -частинок при відсутності захисного екрана, частинок/с;

- потік -часток при наявності захисного екрана товщиною d см;

- лінійний коефіцієнт ослаблення -випромінювання в речовині захисного екрана, см-1.

Нейтрони й -випромінювання не мають певної довжини вільного пробігу. Залежність між товщиною шару поглинання й інтенсивністю випромінювання тут має логарифмічний характер. При будь-якій товщині поглинання у цьому випадку досягається лише часткове зниження інтенсивності.

Для захисту від нейтронного випромінювання застосовують різні матеріали в залежності від його енергії. Нейтрони із енергією більшою за 0,5 МеВ добре поглинаються в результаті процесів не пружного розсіювання залізом. Нейтрони з енергією меншою 0,5 МеВ ефективно поглинаються захисним екраном, що містить водень (вода, парафін), а також берилій або графіт. Найбільш ефективно поглинають теплові нейтрони кадмій, бор і залізо. Процес захоплення теплових нейтронів супроводжується випущенням -випромінюван-ня. Для комбінованого захисту від нейтронного і -випромінювання застосовують шарові екрани з важких і легких матеріалів.

На підставі розрахункових і експериментальних даних створені таблиці для визначення товщини захисту від -випромінювання з різних матеріалів.

Для захисту від -випромінювання використовують свинець, бетон, залізо, воду, вольфрам, збіднений уран і осмій. Захист із бетону (=2,3 г/см3) міцний, дешевий, але дуже громіздкий і важкий. Свинець (=11,34 г/см3) ефективний, але має погані механічні властивості. Свинець використовують для виготовлення контейнерів (в комбінації із залізом) для транспортування різних ізотопів. Вольфрам (=19,3 г/см3) і збіднений уран (=18,7 г/см3) використовують в особливо відповідальних пристроях для забезпечення мінімальної ваги захисту.

Як приклад у табл. 6 наведені дані, що дозволяють визначити товщину захисту з свинцю, заліза й бетону для -випромінювання різних енергій.

Таблиця 6