Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Изменение характеристик ядер в результате распада






     

    Частица D Z D A
    α -2 -4
    β - +1  
    β + -1  
    γ    

     

    1. α – распад.

    Схема распада радия следующая:

    МэВ (кин. энергия);

    соответствующая диаграмма распада:

    Поглощенная энергия α частиц на один распад с учетом локального поглощения будет в данном случае равна:

    Е α = 0, 946∙ 4, 78+0, 054∙ 4, 6 = 4, 77 МэВ

    С учетом равномерно распределенной полной активности Q α α излучающего нуклида и массы объекта m, можно оценить мощность поглощенной дозы Р α :

    Р α = Е α Q α / m.

     

    2. β – распад.

    Данный процесс сопровождается испусканием β -частиц (электроны); заряд ядра увеличивается на единицу. Напр., схема т.н. чистого β -распада:

    МэВ (кинетическая энергия);

    кинетическая энергия распределяется между электроном и нейтрино (). Энергетическое распределением β -частиц является непрерывным в диапазоне энергий 0 ÷ Е max = 1, 71 МэВ и средней энергией (энергетическое распределение β -частиц нормировано на 1). Соответствующая диаграмма распада:

    Типичная форма β -спектра (непрерывное энергетическое распределение β -частиц) показано на рис. Н.

    Рис. Н. Форма β – спектра

     

    Оценка поглощенной дозы или мощности дозы для равномерно распределенных β -изотопов в определенных геометриях осуществляется следующим образом для приведенной ниже конкретной задачи:

    В водном шаре радиусом r = 1см равномерно распределен изотоп ; удельная активность составляет величину q = 6· 105 расп./(г∙ с); средняя энергия β -частиц = 0, 694 МэВ; оценить мощность дозы в центре сферы, (Гр/час). Максимальный пробег β -частиц (частиц с энергией Е max = 1, 71 МэВ) равен 0, 84 см < r, т.е., центр сферы находится в условиях бесконечной среды;

    Р β - = 3600 [сек/час]× q [расп./(г∙ с)]× 0, 694 [МэВ]× 1, 6· 10-10[Гр/МэВ/г] = 0, 24 [Гр/час].

     

    3. β + – распад.

     

    Нуклид распадается с испусканием позитрона (частица с положительным зарядом, заряд ядра уменьшается на единицу). В частности, так распадается нуклид :

    (кин. энергия);

    диаграмма этого распада (Е max = 1, 73 МэВ, МэВ):

     

     

     

    Оценка поглощенной дозы или мощности дозы в данном случае может быть сделана следующим образом (пример): в водном шаре радиусом r = 5 см равномерно распределен изотоп ; удельная активность составляет величину q = 1· 106 расп./(г∙ с). Определению подлежит мощность дозы в центре шара.

    Максимальный пробег позитронов в воде ~ 0.8 см, что меньше радиуса шара, т.е. центр шара можно рассматривать в условиях бесконечной геометрии (принцип локального поглощения энергии):

    Р β += q [расп./(г∙ с)]× 0, 721[МэВ]× 1, 6· 10-10[Гр/МэВ/г] = 1, 15∙ 10-4 [Гр/с]

    Для каждого позитрона в результате его аннигиляции (образуются два кванта с энергией 0, 511 МэВ → 1, 022 МэВ) оценивается их вклад в мощность дозы:

    Р γ = q [расп./(г∙ с)]× 1, 022[МэВ/расп.]× AF× 1, 6· 10-10[Гр/МэВ/г] =

    = 2, 46∙ 10-5 [Гр/с], где AF = 1-exp(-0, 033∙ 5) = 0, 15.

    Суммарная мощность дозы Р γ +β + = 1, 4· 10-4 Гр/с

     

    4. Распад нуклида с эффектом электронного захвата

    Распад нуклида сопровождается захватом электрона с электронной оболочки атома (в основном учитывается захват с К -, L – оболочек, при том принимается величина вероятности захвата с К – оболочки 90% и с L – оболочки – 10%). Процесс сопровождается последующим излучением низкоэнергетичных флюоресцентных фотонов. Например, с эффектом электронного захвата осуществляется распад . Диаграмма распада выглядит следующим образом:

     

    Имеет место три основные ветви распада, определяющие вклад частиц в поглощенную дозу, две из которых следующие:

     

    1. β + – ветвь:

    (кин. энергия) + 1, 275 МэВ (γ – кванты); ;

    2. электронный захват:

     

    (E γ ).

     

    Пример оценки дозы для изотопов с приведенной выше схемой распада: в наполненной водой сфере r = 2 см с однородно распределенным нуклидом (q = 105 расп./(г∙ с)) определить дозу за неделю в центре сферы.

    а) β + – часть распада;

    Dβ +=105[расп./(г∙ с)]× 0, 905[β +/расп.]× 0, 216[МэВ/β +]×

    1, 6· 10-10[Гр/(МэВ/г)]× 6, 05· 105[c/нед.] = 1, 89 Гр.

    б) часть распада с электронным захватом;

    Энергии связи на К –оболочке кэВ, на L –оболочке кэВ; (далее пренебрегается кладом в поглощенную энергию эффектами Оже – электронов и флюоресценции). Поглощенная энергия за счет электронного захвата (ЕС – electron capture) составляет величину:

    DEC=105[расп./(г∙ с)]× 0, 095[EC/расп.]× fEC[МэВ/EC]×

    1, 6· 10-10 [Гр/(МэВ/г)]× 6, 05· 105[c/нед.],

    где функция fEC равна fEC = 0, 9· +0, 1· = 9, 74∙ 10-4 МэВ/ЕС; в итоге

    D EC = 8, 9∙ 10-4 Гр.

    в) позитронная компонента распада;

    учет двух аннигиляционных квантов с энергией 0, 511 МэВ каждый:

    , = 0, 99;

    D 0, 511=105[расп./(г∙ с)]× 1, 81[фот./расп.]× 0.511[МэВ/фот.]×

    1, 6· 10-1010[Гр/(МэВ/г)]× 6, 05· 105[c/нед.];

    D 0, 511 = 0, 57 Гр.

    г) компонента Е γ = 1, 275 МэВ;

    D 1, 275=105[расп./(г∙ с)]× 1, 0[фот./расп.]× 1, 275[МэВ/фот.]×

    1, 6· 10-10[Гр/(МэВ/г)]× 6, 05· 105[c/нед.],

    D 1, 275 = 0, 69 Гр.

    Суммарная доза

    Dtot = D β + D 0, 511 + D β + DEC = 3, 16 Гр.

     

    5. Внутренняя конверсия (IC).

     

    Существует тип распада ядра с γ - переходом с передачей энергии кванта одному из электронов атомной оболочки, который вылетает из атома с энергией кванта h ν – Ев, где Ев – энергия связи электрона на соответствующей оболочке; отношение числа этих событий N e/ N g определяет т.н. коэффициент внутренней конверсии. Пример соответствующего типа распада: :

     

    Рис. Схема распада изотопа .

     

    Величина поглощенной энергии в последнем случае с учетом компонент частиц распада состоит из следующих компонент: , энергия фотонов электронов внутренней конверсии, - энергия связи электронов на оболочках атома, компонента

    fIC = h ν - pkYk· h ν k - pLYL· h ν L

    определяет утечку низкоэнергетических флюоресцентных фотонов с энергиями k и L; коэффициенты p k, L = exp(-μ tot(k, L)∙ r). Yk, L – выход флюоресценции.

    Доза в центре сферической ёмкости r = 5 см с равномерно распределенным изотопом с удельной активностью 103 [расп./(г∙ с)] за 10 дней может быть оценена следующим образом (без учета ветви ):

    a) компонента Е γ = 0, 662 МэВ;

    D 0, 662 = 103 [расп./(г∙ с)]× 0, 85[фот./расп.]× 0, 662[МэВ/фот.]×

    1, 6· 10- 10[Гр/(МэВ/г)]× 8, 64· 105[c/дни] × AF, AF = 1 – exp(- 5· 0, 0327) = 0, 151;

    D 0, 662 = 1, 17· 10- 2 Гр.

    б) компонента внутренней конверсии;

    К – оболочка:

    kD IC = 103[расп./(г∙ с)]× 0, 078[фот./расп.]× (hν -pk∙ Yk· hν k) [МэВ/фот.]× 1, 6· 10-10[Гр/(МэВ/г)]× 8, 64· 105[c/дни] = 1, 08 × (0, 662 - pk∙ Yk · h ν k)× 10-2 = 6, 99× 10-3, Гр.

    h ν k = 0, 032 МэВ; Yk =0, 9; , pk = exp(-0, 13∙ 5) = 0, 52.

    L – оболочка:

    LDIC = 103[расп./(г∙ с)]× 0, 018[фот./расп.]× (h ν) [МэВ/фот.]×

    1, 6· 10-10[Гр/(МэВ/г)]× 8, 64· 105[c/дни] = 1, 65× 10-3, Гр.

    h ν k = 0, 006 МэВ; Yk =0, 1; , pk ≈ 0.

    Полная доза:

    D tot = D 0, 662 + kDIC + LDIC = 2, 03× 10-3, Гр.

     

    ******************************************






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.