Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Альфа-излучение
|
|
Энергия альфа-частиц находится в пределах 4–10 МэВ, скорость примерно 20000 км/с. Имея большую массу и значительную энергию, они ее расходуют в основном на неупругое рассеяние на электронах атомов. Таким образом, альфа-частицы обладают большой ионизирующей способностью. В редких случаях альфа-частица может проникнуть в ядро и вызвать ядерную реакцию. Полная ионизация, создаваемая альфа-частицами на всем пути в среде, составляет примерно 120–150 тысяч пар ионов.
Таблица 2
Пробеги бета-частиц
| Максимальная энергия бета-частиц, Е, МэВ | Воздух, см | Биологическая ткань, мм | Алюминий, мм |
| 0, 01 | 0, 13 | 0, 002 | 0, 0006 |
| 0, 02 | 0, 52 | 0, 008 | 0, 0026 |
| 0, 03 | 1, 12 | 0, 018 | 0, 0056 |
| 0.04 | 1, 94 | 0, 030 | 0, 0096 |
| 0, 05 | 2, 91 | 0, 046 | 0, 0144 |
| 0, 06 | 4, 03 | 0, 063 | 0.0200 |
| 0.07 | 5, 29 | 0, 083 | 0, 0263 |
| 0, 08 | 6, 93 | 0, 109 | 0, 0344 |
| 0, 09 | 8, 20 | 0, 129 | 0, 0407 |
| 0, 1 | 10, 1 | 0, 158 | 0, 050 |
| 0, 5 | 1, 87 | 0, 593 | |
| 1, 0 | 4, 80 | 1, 52 | |
| 1, 5 | 7, 80 | 2, 47 | |
| 2, 0 | 11, 1 | 3, 51 | |
| 2, 5 | 14, 3 | 4, 52 | |
| 3, 0 | 17, 4 | 5, 50 | |
| 5, 0 | 29, 8 | 9, 42 | |
| 60, 8 | 19, 2 |
Удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Удельная ионизация увеличивается к концу пробега альфа-частиц. Это связано с тем, что при прохождении через вещество энергия альфа-частицы, а значит, и ее скорость уменьшается. В результате увеличивается вероятность ее взаимодействия с электронами атома. Это приводит к увеличению ионизации вещества, достигая максимума в конце пробега.
Альфа-частицы, имея двойной электрический заряд и большую массу буквально «продираются» через атомы вещества. Вследствие сильных потерь энергии альфа-частицы проникают на незначительную глубину.
В отличие от фотонов и бета-частиц длина пробега альфа-частиц экспоненциальному закону не подчиняется. Поэтому пользуются империческими формулами. Так, например, для воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт. ст. (0, 1Па), длина пробега альфа-частиц с энергией от 3 до 8 МэВ может быть рассчитана по формуле Гейгера:
Ra = (Ea2/3) /3, (см) (9)
Длина пробега Rα альфа-частиц в воздухе при температуре 15°С и давлении 0, 1 Па определяется по формулам:
Ra = 0, 318 Ea2/3, (см) – если Ea = (4–7) МэВ; (10)
Ra = 0, 56 Ea2/3, (см) – если Ea < 4 МэВ. (11)
где: Ea – энергия альфа-частиц.
Пробег альфа-частиц в веществе, отличном от воздуха определяют по формуле Брэгга:
Ra = 10–4(M Ea3)1/2 /r, см (12)
где: М – атомная масса; r – плотность вещества, г/см3.
Расчет по приведенным формулам показывает, что пробег альфа-частиц в воздухе не превышает 10 см, а в биологической ткани 120 мкм, т.е. реальную опасность альфа частицы представляют при попадании их во внутрь организма.
В таблице 3 показана длина пробега альфа-частиц в воздухе, биологической ткани и алюминии. Алюминий взят в качестве примера, так как именно металлы чаще всего применяются для защиты человека и электронных схем от ионизирующих излучений.
Сравнительная характеристика способности проникновения излучений через различные вещества с учетом толщины преграды поясняется рис.11.
Таблица 3