Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Експозиційна доза, її потужність, одиниці




Для кількісної характеристики дії іонізуючого випро­мінювання (нагадаємо, що загальна назва “іонізуюче випро­мінювання” об’єднує всі види радіоактивного випроміню­ван­ня, рентгенівське випромінювання та потоки частинок – протонів, нейтронів тощо) вводять так звану експозиційну дозу D0.Експозиційна доза визначає величину заряду, що виникає в одиниці маси сухого повітря під дією рентге­нівс­ького і g-випромінювання, тобто

D0 = . (10.21)

Формула (10.21) є, таким чином, визначенням експозиційної дози. Експозиційна доза характеризує міру іонізації повітря рентгенівськими і g-променями, яку досить легко поміряти експериментально. Цікаво зазначити, що енергія іонізації суттєво відрізняється від теплової енергії. Скажімо, та доза g-випромінювання, яка може стати летальною для людини, підвищує температуру тіла лише на тисячні долі градуса.

У відповідності з формулою (10.21) за одиницю експо­зи­ційної дози в системі СІ прийнята така експозиційна доза рентгенівського і g-випромінювань, при якій в результаті повної іонізації 1 кг сухого повітря утворюється заряд в
1 кулон, тобто [D0] = 1 Кл/кг.

Іншою (дуже розповсюдженою, позасистемною) одини­цею експозиційної дози є рентген (Р). Зв’язок між одини­цями експозиційної дози дається таким співвідношенням:

1 Р = 2.58×104 Кл/кг. (10.22)

Таким чином, 1 рентген – це така експозиційна доза рентгенівського і g-випромінювань, яка внаслідок іонізації 1 кг сухого повітря викликає появу електричного заряду в 2.58×10–4 кулона. Оскільки кожний додатний іон, що утво­рюється при відриванні одного електрона від нейтраль­ного атому, несе заряд 1.6×10–19Кл, то легко підрахувати кількість пар додатних і від’ємних іонів, точніше пар “однозарядний додатний іон + електрон”, що виникають в 1кг повітря під дією експозиційної дози D0 = 1 Р. Ця величина дорівнює 2.58×10–4/1.6×10–19 » 1.6×1015 пар іонів/кг.

Можна дати ще й інші еквівалентні (10.22) визначення експозиційної дози в 1 рентген. Наприклад, 1) 1 рентген – це така експозиційна доза, при якій внаслідок повної іоніза­ції під дією рентгенівського і g-випромінювання в 1 см3 сухого повітря утворюється біля 2 мільярдів пар іонів (точніше, 2.07×109 пар іонів). Зауважимо, що 1 см3 сухого повітря при нормальних умовах (Т = 273 К, р = 105 Па) має, як це випливає з рівняння Клайперона-Менделєєва, масу
m = 0.001293 г » 1.3×10–6 кг; 2) 1 рентген – це така експо­зицій­на доза, при якій в 1 кг сухого повітря поглинається 8.69 мДж енергії рентгенівського і g-випромінювання. Дійсно, середня енергія, яка викликає появу пари “додатний іон + електрон” у повітрі, дорівнює 5.43×10–18 Дж » 34 еВ (ця цифра враховує відносні концентрації та іонізаційні потенціали атомів і молекул, що входять до складу повітря). Тому загальна енергія, яка необхідна для утворення 1.6×1015 пар іонів/кг, дорівнює

W = 5.43×1018×1.6×1015 = 8.69×103 Дж/кг » 5.4×1016 еВ/кг.

Певним недоліком рентгена як одиниці експозиційної дози є те, що він характеризує 1) лише рентгенівське і g-випромінювання, 2) іонізаційний ефект тільки у повітрі. Прийнято вважати, що для тканин організму людини 1 Р експозиційної дози викликає поглинання приблизно 10–2Дж на 1 кг біомаси (точніше, 1 Р = 9.6×10–3 Дж/кг).

Потужність експозиційної дозиР0 – це експозиційна доза, що віднесена до одиниці часу,тобто

Р0 = , (10.23)

або з урахуванням визначення (10.21) маємо

P0 = , (10.24)

де I = q/t – сила струму. Таким чином, потужність експо­зи­ційної дози Р0 – це 1) заряд, який виникає за 1 с в 1 кг сухого повітря під дією рентгенівського і g-випроміню­вання, 2) сила струму, що виникає в 1 кг сухого повітря внаслідок його іонізації рентгенівським і g-променями.

У відповідності з формулами (10.23) і (10.24) одини­цями потужності експозиційної дози є

[P0] = (в системі СІ),

[P] = P/c, P/хв, Р/год (позасистемні одиниці),

тобто ампер на кілограм або рентген за секунду (хвилину, годину).







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 505. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия