ВВЕДЕНИЕ. По введению в специальность

Реферат

По введению в специальность

дисциплина

Компьютерный практикум

Выполнил: _ Левчук А.В. _

(Фамилия И.О.)

Преподаватель: __ Королев С.А. ____

(Фамилия И.О.)

Москва, 2013 г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 3

1. Единицы измерения ядерного излучения.................................................. 6

2.Детекторы на основе ионизации газов..................................................... 11

3.Сцинтилляционные детекторы................................................................. 16

4. Полупроводниковые детекторы............................................................... 17

5. Детекторы ионизирующего излучения в системах

контроля энерговыделения ядерных реакторов......................................... 19

Список использованной литературы………………………………………….22

ВВЕДЕНИЕ

Альфа-частицы – это ядра гелия 4/2 He, образованного двумя протонами и двумя нейтронами, имеет положительный заряд 2 q e (q e – заряд электрона) и массу в 7000 раз больше массы электрона. Энергия α частиц лежит в диапазоне 3 ÷ 10 МэВ. Это – энергия кинетическая, и соответствующие ей скорости равны от ~12000 км / с (3 МэВ) до ~42000 км / с (10 МэВ). Длина пробега α частицы L представляет собой расстояние, которое она преодолевает, передав всю энергию окружающей среде. L зависит от энергии α частицы и плотности среды. Для воздуха L (см) = 0, 32 W 1, 5, где W – энергия в МэВ. Примерные величины пробега α частиц при W = 3 МэВ: в воздухе –25 мм; в бумаге и пластмассе – 20 мкм; в железе – 6 мкм. В промышленности α излучение используют для определения толщины тонких слоев материалов.

Бета-частицы. Различают β частицы двух видов: β -электрон с зарядом – q e и массой m e и β + позитрон с зарядом +q e и массой m e. В промышленных датчиках находит применение только β -излучение. Энергетический спектр β - излучения лежит в широком диапазоне, достигает максимальных энергий 13 МэВ. При энергии 0, 7 МэВ скорость β -частицы равна 270000 км / с, т. е. 0, 9 с, где с – скорость света. Пробег β -частицы в веществе значительно больше, чем у α частицы. Так, в алюминии при W = 1 МэВ пробег α частицы равен 4 мкм, а β частицы – 1, 5 мм. β - излучение также используется в промышленности для измерения толщины материалов с малой поверхностной плотностью (~10^-3 г / см^2) – бумаги, картона, пластмасс. Гамма-излучение имеет ту же физическую природу, что и свет, но энергия одного γ -кванта W = h ν превышает энергию кванта света в 10^4 ÷ 10^6 раз. Спектр γ -излучения, испускаемого одним источником, состоит из нескольких видов излучения с энергиями, характерными для этого источника, в интервале от нескольких десятков кэВ до нескольких МэВ. При взаимодействии γ -кванта с веществом может произойти один из эффектов.

Фотоэлектрический эффект – выбивание электрона с полной передачей энергии.

Эффект Комптона – упругое соударение с электроном с частичной передачей энергии электрону.

Материализация – превращение в пару электрон – позитрон, при условии, что энергия γ -кванта больше энергии покоя этих двух частиц. Гамма-излучение достаточно глубоко проникает в плотные материалы (например, сталь) и используется для измерения толщины металлических листов или плотности и уровня веществ, циркулирующих в трубопроводах или резервуарах. Нейтроны – это частицы с нулевым электрическим зарядом и массой, близкой к массе протона. Лишь немногие радиоизотопы являются источниками нейтронов. Обычно в источниках используется ядерная реакция с легкими элементами (литий, бор, бериллий), подвергнутыми облучению α или γ -излучением:

α + 9/4 Be → n + 12/6 C,

γ + 9/4 Be → n + 2α.

Нейтроны, используемые в этих реакциях, называются быстрыми, так как их энергия велика (~ 10 и ~ 0, 2 МэВ соответственно). Источники быстрых нейтронов изготавливают, смешивая порошок бериллия с элементом, испускающим α или γ -излучение. Проходя через вещество, нейтрон испытывает только упругие соударения с ядрами. Вероятность этого процесса мала, поэтому глубина проникновения в вещество велика. Так, для W = 10 МэВ глубина проникновения в бетон составляет десятки сантиметров. Легкие элементы эффективнее замедляют нейтроны и понижают их энергию до величины ≈ 0, 025 эВ. Такие нейтроны называются тепловыми. Только тепловые нейтроны способны вызвать ядерную реакцию с бором:

n + 10/5 B → 7/3 Li + α

Эта реакция позволяет косвенным образом детектировать тепловые нейтроны по испущенным α частицам. Таким образом, обычный детектор медленных нейтронов представляет собой детектор α частиц, содержащий соединение бора. Нейтронное излучение используется в промышленности для измерения концентрации водородосодержащих соединений, например воды, в материалах: руде, угле, песке и т. п.