Расчет доз проникающей радиации

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов.

Гамма-излучение делится на захватное, осколочное и мгновенное. Мгновенное гамма-излучение образуется в момент деления ядер урана или плутония в течение десятых долей микросекунды (10~⁶—10~⁷с). Мгновенное гамма-излучение является главным источником высокой мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, однако его роль в накоплении общей экспозиционной дозы очень мала. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения равна [7]

где Рg — мощность экспозиционной дозы, Р/с; q — мощность ядерного взрыва, кт.

Доза гамма-излучения определяется действием захватного и осколочного излучений гамма-квантов, Захватное гамма-излучение возникает за счет реакции захвата нейтронов ядрами окружающей среды (азота воздуха) и по продолжительности своего действия после взрыва составляет доли секунды. Источник осколочного гамма-излучения— продукты деления, образующиеся около центра взрыва. Продолжительность его действия 10—15 с. Общая формула для расчета экспозиционной дозы гамма-излучения имеет вид [7]:

Здесь Dg — экспозиционная доза гамма-излучения, Р; D₃ и Dock — экспозиционные дозы захватного и осколочного гамма-излучений соответственно; К_з и К_оcк — множители этих излучений, учитывающие мощность взрыва; R — расстояние от центра взрыва, м; λз и λ_оcк — эффективные длины поглощения энергии гамма-излучений, т. е. расстояния, на которых дозы излучения ослабляются в е=2,718 раз, для захватного излучения λ₃=410 м, для осколочного λ_оск=300 м (при нормальном атмосферном давлении). Эффективная длина поглощения энергии гамма-излучения увеличивается прямо пропорционально уменьшению плотности воздуха. При увеличении высоты через каждые 16 км плотность воздуха будет уменьшаться примерно в 10 раз. Следовательно, эффективная длина поглощения энергии гамма-излучения будет соответственно увеличиваться в 10 раз. Для взрывов на больших высотах (в космосе) при расчетах мощностей и доз излучений экспоненциальный множитель в формулах (П.1) и (П.2) будет отсутствовать, так как он практически равен единице.

Множитель К в формуле (П.2) для захватного гамма-излучения прямо пропорционален мощности взрыва и равен Кз=5-10⁸ q, для осколочного излучения — прямо пропорционален мощности взрыва и зависит от воздействия ударной волны (фактора полости); K_оск=1,4-10⁹ q (1+0,2 q ^0,65), где q — в кт.