енівське випромінювання, яке володіє великою проникаючою здатністю.
5 Гамма-випромінювання являє собою електромагнітне (фотонное) випромінювання, що випускається при ядерних перетвореннях або при анігіляції часток. Енергія гамма-випромінювання (Гамма-квантів) може досягати 10 МеВ і більше. Характеристичне випромінювання - фотонное випромінювання з дискретним спектром, що випускається при зміні енергетичного стану атома. Гальмівне випромінювання - фотонне випромінювання з безперервним спектром і испускаемое при зміні кінетичної енергії заряджених частинок.
Рентгенівське випромінювання-сукупність гальмівного та характеристичного випромінювань, діапазон енергії фотонів яких складає 1 кеВ - 1 МеВ.
При проходженні через речовина відбувається як поглинання гамма-випромінювання (в результаті фотоелектричного поглинання (фотоефект) і утворення пар), так і розсіяння (Комптонівське розсіювання). p> Фотоефект. Явище фотоефекту полягає в вириванні електронів з однієї з оболонок атома. На це витрачається частина енергії гамма-квантів, а інша частина передається електрону в вигляді кінетичної енергії.
Утворення пар. При взаємодії гамма-квантів з енергією більше 1,02 МеВ з полем ядра можливий процес утворення пари частинок: електрон і позитрон.
Комптонівське розсіяння не приводить до повного поглинання гамма-квантів. Гамма-квант в результаті пружного взаємодії з електроном передає частину енергії останньому і змінює напрямок свого первинного руху.
Вид взаємодії гамма-квантів з речовиною визначається їх енергією. При малої енергії гамма-квантів основну роль відіграє фотоефект. Із збільшенням енергії гамма-квантів зростає частка комптонівського розсіювання, а з енергії 1,02 МеВ починає зростати частка процесу освіти пар. Зазвичай, проникаюча здатність гамма-квантів зростає з збільшенням їх енергії і зменшенням щільності речовини.
Для захисту від гамма-випромінювань найбільш часто застосовуються такі матеріали: свинець, свинцеве скло, бетон, сталь, залізо, вода і т.д.
Для швидкого розрахунку захисту від гамма-випромінювання можна використовувати наближене значення шару половинного ослаблення.
Так, наприклад, для енергії гамма-квантів в 1 МеВ значення шару половинного ослаблення будуть рівні: свинець - 1,3 см; залізо - 3,3 см; бетон - 12,9 см; вода - 28 см. При відомої кратності ослаблення (К) можна визначити число шарів половинного ослаблення (n) і, отже, товщину захисту за формулою: К = 2 n .
6 Нейтронні випромінювання виникає в результаті ядерних реакцій. Основними джерелами нейтронів є ядерні реактори, де високі потоки 10 13 -10 16 нейтрон/(см 2 * с). Крім цього, нейтрони отримують при ядерних реакціях (типу альфа-частинка, нейтрон) і (гама-квант, нейтрон) в джерелах, які часто застосовуються для градуювання приладів. Розподіл нейтронів на групи залежно від енергії наведено в таблиці А.1.
Таблиця А.1 - Розподіл нейтронів по енергії
Група нейтронів
Енергія нейтронів
теплові
нижче кадмієвої кордону (0,4 еВ)
проміжні
вище кадмієвої кордону і нижче 500 кеВ
Швидкі
вище 500 кеВ
У результаті ділення ядерного палива утворюються швидкі нейтрони, які при взаємодії з ядрами втрачають енергію і перетворюються спочатку в проміжні, потім у повільні і теплові. При взаємодії нейтронів з ядрами відбуваються наведені нижче реакції.
6.1 Пружне розсіяння. Цей процес аналогічний пружному зіткнення двох куль. Між нейтронами і ядрами відбувається перерозподіл кінетичної енергії без зміни внутрішнього стану ядер.
6.2 Непружне розсіяння. При цьому процесі швидкі нейтрони передають частину своєї кінетичної енергії ядер, які переходять в збуджений стан. Перехід ядер в основний стан супроводжується випусканням вторинних гамма-квантів.
6.3 Радіаційний захват. Ядро захоплює нейтрон і утворюється новий ізотоп, енергія збудження останнього висвічується у вигляді гамма-квантів, які залишають ядро практично одночасно з захопленням нейтронів.
6.4 Активація. Ядро захоплює нейтрон і випускає інші частинки: протони, альфа-частинки тощо, які можуть залишати ядро ​​після деякого часу. Новий ізотоп, утворюється в результаті цих ядерних реакцій, володіє радіоактивністю.
6.5 Ділення. При поглинанні ядрами важких елементів (урану, плутонію) нейтронів відбувається процес розподілу з утворенням двох нових ізотопів (осколків) і вивільненням в середньому близько 2,5 нових нейтронів.
Ймовірність того чи іншого вказаного вище процесу взаємодії визначається енергією нейтронів, атомною вагою елементів і їх ядерно...
