РАСПАДА И законы дозиметрии.
Основной закон радиоактивного распада имеет следующий вид
N(t) = N0 e-λt (5а)
где N0 – число радиоактивных ядер (атомов) в начальный момент времени t=0, N(t) – число радиоактивных ядер (атомов) в момент времени t после начала отсчета.
Радиоактивный распад – это явление, определяемое статистико-вероятными законами. В уравнении (5а) эта зависимость отражается параметром λ, выражающим относительную убыль числа ядер за единицу времени (то есть скорость распада).
λ=(dN/N)/dt 1/ λ=τ (5б)
Следовательно τ – это среднее время «жизни», по истечение которого происходит уменьшение числа радиоактивных атомов в ераз.
Для оценки устойчивости радионуклидов обычно используют время периода полураспада нуклида Т1/2, т.е. время, в течении которого распадается половина первоначального количества ядер. Тогда, согласно (5а),
следовательно
Т1/2=(ln2)/ λ= 0,63 τ = 0,63/λ (6)
Для каждого радионуклида параметр λ, Т1/2 индивидуальны и лежат в пределах Т1/2~(10-7 сек… 1015 лет).
Для оценки меры воздействия радиационного излучения на физико-химические свойства материальных объектов воспользуемся законами дозиметрии.
1) Активность радионуклида А - это величина равная отношению числа ΔN самопроизвольных ядерных превращений за интервал времени Δt.
A= ΔN/ Δt, распад/cек (7)
т.е. число актов распада данного нуклида, происходящих в единицу времени в радиоактивном излучателе.
1 распад /1 сек = 1 Бк (беккерель)
Внесистемная единица - кюри 1Кн=3,7·1010 Бк.
2) Экспозиционная доза Dэ – определяет величину энергии γ – излучения или рентгеновского, которая при облучении 1 кг воздуха (при нормальных условиях) вызывает ионизацию его молекул с появлением зарядов каждого знака в 1 Кл (Кулон).
, Кл/кг. (8)
Внесистемная единица рентген 1Р = 8,7·10-3 Дж/кг.
На практике имеем дело с мкР (10-6 Р) и мР (10-3 Р), так как рентген это очень большая величина.
3) Поглощенная доза Dμ – основная дозиметрическая величина равная отношению средней энергии переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме к массе вещества Δm в этом объеме
(9)
1 Дж/1 кг = 1 Гр (Грей, Gr)
Внесистемные единица рад. 1Гр=100 рад ≈ 100Р.
1 рад = 10-2 дж/кг
4) Эквивалентная доза H – основная дозиметрическая величина в области радиационной безопасности человека.
H = k·Dμ (10)
Системной единицей измерения поглощенной дозы является зиверт . Обозначение этой единицы - Зв, Sv.
Внесистемная единица – бэр. 1 Зв ≈ 100 бэр ≈ 100 Р.
Безразмерный коэффициент k изменяется от 1 до 20 в зависимости от мощности, вида излучения и типа биологического объекта. Для человека при облучении γ, β частицами k ~ 1 (за исключением отдельных органов). Доза радиации свыше 2 грей для человека приводит к необратимым изменениям в организме. Следовательно, опасная для человека величина эквивалентной дозы радиации составляет:
Dμ ≈ 2 Гр ≈ 2 Зв/сек ≈ 0.6 мЗв/час
5) Мощность соответствующей дозы определяется, как отношение данной дозы к интервалу времени Δt, в течение которого происходит излучение.
РН =H / Δt, Зв/сек
Рμ = Dμ / Δt, Гр/сек;(11)
Внесистемные единицы измерения мощности дозы:
Рэ= Dэ / Δt, Р/час или Р/сек.
Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 711;