В
p> де EОІ max - максимальна енергія бета-випромінювання ізотопів у МеВ;
ПЃ - щільність поглинає середовища в г/см3;
Rmax - максимальна довжина пробігу в см.
Так, наприклад, в повітрі (ПЃ = 0,00129 г/см3) бета- випромінювання з EОІ max = 1 МеВ має максимальний пробіг близько 3 м, а з енергією 3 МеВ-11,5 м. в алюмінії (ПЃ = 2,7 г/см) при тих же максимальних енергіях бета-випромінювання максимальний пробіг приблизно в 2000 разів менше і становить 1,6 і 5,5 м відповідно.
Наведений приклад показує, що проникаюча здатність бета-частинок значно більше проникаючої здатності альфа-частинок. Однак за абсолютним значенням вона невелика, тому захист від бета-випромінювання відносно проста. Необхідний для захисту шар речовини можна визначити за наведеними вище формулами.
Відмінною особливістю позитронного бета-випромінювання є короткий проміжок існування позитрона. Наприкінці свого пробігу уповільнений позитрон при взаємодії з одним з електронів середовища перетвориться в два гамма-кванта з енергією 0,51 МеВ кожен. Таке перетворення маси частинок в електромагнітну енергію називається реакцією анігіляція; воно доводить єдність матерії та енергії.
Таким чином, позитронний бета-розпад завжди призводить до появі гамма-випромінювання.
Гамма-випромінювання. Гамма-випромінювання являє собою потік квантів електромагнітної енергії, що випускаються збудженими ядрами радіоактивних елементів після бета-або альфа-розпаду.
Приклади схем радіоактивного розпаду ядер, супроводжуються випромінюванням гамма-квантів, наведені па рис. 6
Кожен радіоактивний ізотоп випромінює гамма-кванти певної енергії і в певному кількісному відношенні до загального числа розпадів. Так, радіоактивний кобальт-60 створює два гамма-кванту при кожному бета-розпаді ядра, а у радіоактивного Раднов-226 випромінювання гамма-кванта спостерігається приблизно в шести випадках з 100 розпадаються атомів.
За своєю природою і властивостями гамма-випромінювання не відрізняється від рентгенівського. Зазвичай під терміном рентгенівських променів увазі випромінювання, створювані електронною оболонкою атома при його переході із збудженого стану в нормальний або в результаті гальмування швидких електронів, що потрапляють в поле дії електричних сил ядра (Гальмівне рентгенівське випромінювання); на відміну від цього гамма-кванти є випромінюваннями збудженого ядра.
Енергія гамма-квантів, що випромінюються різними радіоактивними ізотопами, лежить в межах від сотих часток до декількох мегаелектронвольт.
Гамма-випромінювання в навколишньому просторі поширюється зі швидкістю світла (3 - 10 'В° см/сек) і має високу проникаючу здатність.
Відсутність маси спокою і електричного заряду у квантів гамма-випромінювання зумовлює особливості характеру взаємодії їх з речовиною.
До основних видів взаємодії гамма-квантів з речовиною відносяться: фотоелектричне поглинання гамма-квантів, Комптонівське ефект (Чи розсіювання гамма-квантів) і утворення електронно-позитронного пар. Умовне схематичне зображення видів взаємодії гамма-кванта з атомом і його електронами наведено на рис. 7. p> При фотоелектричному поглинанні гамма-квант повністю поглинається атомом речовини, в результаті чого з атома вилітає електрон. Енергія гамма-кванта при цьому процесі витрачається: невелика частина - на відрив електрона з його оболонки, а інша частина - на повідомлення йому початковій швидкості.
Вирваний електрон (фотоелектрон) рухається під деяким квантів з атомами і електронами кутом до початкового напрямку руху гамма-кванту і, подібно бета-частинки, іонізує атоми і молекули навколишнього середовища.
Фотоефект є переважаючим видом взаємодії гамма-випромінювання з речовиною при малій енергії квантів-менше 0,1-0,5 МеВ. Нижня межа відповідає середах з малим порядковим номером утворюють елементів (повітря, тканини живих організмів, пластмаси і т.д.), верхня - для речовин з великим порядковим номером елементів (залізо, свинець і т. д.).
При Комптонівське ефекті гамма-квант, взаємодіючи з електроном атома, передає йому тільки частина енергії; при цьому квант з зменшеною енергією відхиляється від первинного напряму руху (Розсіюється). Чим більше енергії передається електрону, тим більше відхиляється від первинного напряму (розсіюється) квант.
Розсіювання гамма-квантів відбувається багато разів і в кінці решт закінчується фотоелектричним поглинанням.
Потік розсіяних гамма-квантів утворює так зване розсіяне випромінювання, яке не має різко вираженої спрямованості розповсюдження, властивої гамма-випромінювання. Електрон при Комптонівське ефекті, названий Комптонівське, вилітає з атома також під деяким кутом до первісного руху гамма-кванта і витрачає свою енергію на іонізацію і порушення молекул навколишнього середовища. Таким чином, особливістю комптонівського ефекту є наявність двох процесів: поглинання енергії гамма-випр...
