Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Radioaktivní rozpad  Charakteristiky Dolet R Jádro Poločas rozpadu  v s E k v MeV.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Radioaktivní rozpad  Charakteristiky Dolet R Jádro Poločas rozpadu  v s E k v MeV."— Transkript prezentace:

1 Radioaktivní rozpad  Charakteristiky Dolet R Jádro Poločas rozpadu  v s E k v MeV

2 Plošná hustota (tloušťka) látky d Součin objemové hustoty  (kg/m 3, g/cm 3 ) a tloušťky R (m, cm) vrstvy materiálu Tloušťky d ekvivalentní vrstvě vzduchu 1 cm, 

3 Dosah (dolet) Určuje dráhu potřebnou k pohlcení veškeré kinetické energie částice a tím k jejímu zastavení Jednotka – délková (m, mm,  m) nebo plošná hustota (mg/cm 2 ) Je-li dolet kratší, než rozměr absorbátoru detektoru, dojde k zastavení částice  lze změřit celkovou energii zachycené částice  spektrometr

4 Dráha je přímá Částice nejprve přicházejí o část kinetické energie, ale pokračují v průniku, absorpce nastává až tehdy, když kinetická energie klesne na energii srovnatelnou s ionizační Dolet těžkých nabitých částic Střední dolet Extrapolovaný dolet

5 Zeslabení intenzity na jednotkovou délku je přímo úměrné procházející intenzitě a lineárnímu absorpčnímu koeficientu  Vztah mezi doletem a závislostí intenzity procházejícího záření Střední dolet Zeslabení intenzity o jednu procházející částici znamená, že jedna částice byla v daném místě pohlcena počet částic pohlcených ve vzdálenosti x ’, vztažený na jednotkovou délku

6 Maximum ionizace nastává krátce před doletem Kinetická energie částice srovnatelná s ionizační Malá rychlost částice  dlouhý interakční čas Význam pro ozařování Dolet těžkých nabitých částic Ionizační energie vzduchu ~ 34 eV ~ 10 4 iontových párů na 1 cm dráhy  částice ve vzduchu Braggova křivka

7 Empirické vztahy Dolet těžkých nabitých částic Proton se zastaví na delší dráze než částice  o stejné kinetické energii

8 Dolet částic 

9

10 Lineární brzdná schopnost (LET = linear energy transfer) Dolet těžkých nabitých částic částicelátka I – energie částic nestačí k ionizaci atomů prostředí II – nejvyšší vzrůst ionizačních ztrát III – minimum pro v/c ~0,97 střední ionizační energie kinetická energie

11 Dráha je lomená Mnohonásobný coulombický rozptyl na jádrech nebo obalových elektronech, podíl účinných průřezů Zeslabení svazku (útlum) je dáno absorpcí i rozptylem Dolet lehkých nabitých částic (e -,e + ) R iontových párů na 1 cm dráhy e - ve vzduchu

12 Útlum intenzity svazku Přibližně exponenciální pro nehomogenní svazek elektronů (  -záření) Omezený dolet monoenergetických elektronů (urychlovač, fotoefekt) Dolet lehkých nabitých částic (e - ) nehomogenní svazek monoenergetické elektrony

13 Empirické vztahy Dolet lehkých nabitých částic (e - )

14

15

16 Lineární brzdná schopnost Dolet lehkých nabitých částic částicelátka Ionizační ztráty ≈ Z/m e Radiační ztráty ≈ (Z/m e ) 2 Rovnost ionizačních a radiačních ztrát = kritická energie

17 Lineární součinitel zeslabení , hmotnostní součinitel zeslabení  /  Absorpce záření   : Compton  : F-E jev  : celkem D [g/cm 2 ] =  [g/cm 3 ].d [cm] = ln 2.  [g/cm 3 ] /  [cm -1 ]  /  ≈ konst. = střední volná dráha zeslabení na 1/ e = polovrstva zeslabení na ½  : tvorba párů

18 Fotoelektrický jev dominuje při nízkých energiích ~ do 0,5 MeV Comptonův jev dominuje při energiích primárního fotonu ~ 0,5- 5 MeV Tvorba elektron-pozitronových párů dominuje při vysokých energiích ~ nad 5 MeV Minimální energie fotonu 1,02 MeV Absorpce záření  Ve všech případech dochází ke vzniku sekundárního elektronového záření !

19 Lineární součinitel zeslabení  Absorpce záření 

20 Interakce s obalem atomu je zanedbatelná Interakce s jádrem Pružný rozptyl (zachovává se kinetická energie) Největší zpomalení na lehkých jádrech – reakce (n,p) Nepružný rozptyl (nezachovává se kin. energie) Dočasný záchyt s následnou emisí jádrem Odražené jádro zůstává v excitovaném stavu   Uplatňuje se při energiích neutronu ~ 5-10 MeV Jaderné reakce (n,  ), (n,p), (n,d), (n,2n), (n,  ) Radiační záchyt Poslední fáze absorpce neutronu v látce Účinný průřez klesá s rostoucí energií Interakce neutronů s látkou

21 Stínění neutronů 1)Zpomalení n pružnými a nepruž. srážkami 2)Absorpční radiační záchyt (n,  ) Materiál stínění – co největší obsah vodíku Bórová voda Kromě radiačního záchytu reakce (93%) Nevýhoda – koroze (kyselina boritá HB0 2 ) Beton – 0,5 hm. % vodíku Fotonové záření z radiačního záchytu má až 10 MeV Nebezpečí průstřelu v betonových konstrukcích kolem průchodů a vedení Interakce neutronů s látkou

22 Některé materiály s vysokým obsahem vodíku Interakce neutronů s látkou

23 Detektory ionizujícího záření (IZ) Údaje získané měřením detektory IZ Dávka IZ, dávkový ekvivalent a příkon dávkového ekv. Aktivita zdroje (počítač) Druh a energie záření (spektrometr) Volba detektoru IZ Druh IZ Energie IZ Velikost měřené aktivity Mrtvá doba detekčního zařízení, účinnost detekce Forma, množství a skupenství vzorku Požadovaná přesnost měření Energetické rozlišení, prostorové rozlišení Pozadí, šum

24 Ionizační komory (IK) Založeny na principu kondenzátoru, pracují v oblasti nasyceného proudu Plněné plynem (vzduch, H 2, He, apod.) při tlaku vyšším i nižším než je atmosférický Proudové IK, statické IK A) Měření proudu (toku náboje, tj. částic) I=  Q/  t I=e.N 0.p ave e... elementární náboj N 0... počet absorbovaných ioniz. částic za 1 s p ave... průměrný počet iont. párů vytvoř. jednou ioniz. č.

25 Ionizační komory (IK) B) Měření poklesu napětí vlivem jednotlivých částic Impulzní IK  U=  Q/C=e.p ave /C Aplikace IK Detekce silně ionizujících částic (  ) Měření vysokých aktivit Detekce  (elektrony uvolněné v obalu IK dále ionizují) Detekce neutronů (nabité částice vznikají při interakci neutronů s vhodnou náplní IK nebo stěnami IK) Měření dávek IZ – osobní dozimetr (měří se úbytek napětí po určité době)  U... změna napětí při průletu jedné částice C... elektrická kapacita IK


Stáhnout ppt "Radioaktivní rozpad  Charakteristiky Dolet R Jádro Poločas rozpadu  v s E k v MeV."

Podobné prezentace


Reklamy Google