Материал: kompendium_po_fizike

241

ядер

с

вышележащих

энергетических

уровней

на

нижележащие

. 

2. 

Спектры



-, 



- 

и



-

излучений

Спектром

радиоактивного

излучения

будем

называть

зависимость

числа

частиц

n

, 

обладающих

энергий

E

, 

от

этой

энергии

)

(

E

n

n



. 

Спектр

α

-

излучения

будет

линейчатым

, 

так

как

при

α

-

распаде

дочернее

ядро

может

находиться

в

разных

возбужденных

дискретных

энергетических

состояниях

, 

соответственно

, 

и

энергия

вылетающей

α

-

частицы

должна

быть

дискретной

. 

Спектр

β

-

излучения

непрерывный

, 

так

как

при

β

-

распаде

энергия

вылетающих

из

ядра

частиц

делится

случайным

образом

между

β

-

частицей

и

нейтрино

. 

Спектр

γ

-

излучения

линейчатый

, 

так

как

γ

-

частицы

при

γ

-

распаде

выделяются

при

переходах

между

дискретными

энергетическими

уровнями

ядра

. 

3. 

Методы

получения

радионуклидов

. 

Использование

радионуклидов

в

медицине

Методы

получения

радионуклидов

Ядерная

реакция

условно

обозначается

следующим

образом

: 

вначале

указывается

символ

исходного

элемента

  (

изотопа

), 

а

затем

−

образующегося

в

результате

ядерной

реакции

. 

В

скобках

между

ними

первой

указывается

воздействующая

, 

а

за

нею

−

вылетающая

частица

или

квант

излучения

. 

Например

, 

16

О

 (t, n) 

18

F (t – 

тритон

). 

Для

получения

искусственно

-

радиоактивных

нуклидов

используют

ядерные

реакторы

и

ускорители

заряженных

частиц

.

1. 

Реакция

радиационного

захвата

нейтронов

, 

по

реакции

  

(n, 



) 

23

Na (n, 



 ) 

24

Na, 

31

P (n, 



) 

32

P

242

2. 

По

реакции

деления

 U(n, f), 

например

: 

90

Sr, 

133

Xe

3. 

Многие

важные

радионуклиды

, 

применяемые

в

клинической

радиодианостике

, 

получают

с

достаточной

удельной

активностью

, 

используя

изотопно

-

обогащенные

мишени

. 

Например

, 

для

получения

47

Са

облучают

мишень

, 

обогащенную

по

46

Са

с

 0,003 

до

 10-20%, 

для

получения

59

Fe – 

мишень

с

58

Fe, 

обогащенным

с

 0,31 

до

 80% 

и

т

.

д

. 

В

реакторе

главным

образом

получают

радионуклиды

с

избытком

нейтронов

, 

распадающиеся

с



-

излучением

. 

Нейтронодефицитные

радионуклиды

в

большинстве

случаев

получают

на

циклотронах

, 

линейных

ускорителях

протонов

и

электронов

  (

в

последнем

случае

используется

тормозное

излучение

) 

при

энергиях

ускоряемых

частиц

порядка

десятков

и

сотен

МэВ

. 

4. 

Так

получают

для

медицинских

целей

радионуклиды

по

реакциям

: 

51

V (p, n) 

51

Cr, 

67

Zn (p, n) 

67

Ga, 

109

Ag (



, 2n) 

111

In, 

44

Ca (



, p) 

43

K, 

5. 

Для

получения

многих

короткоживущих

радионуклидов

непосредственно

в

клинических

учреждениях

используют

так

называемые

изотопные

генераторы

, 

содержащие

долгоживущий

материнский

радионуклид

, 

при

распаде

которого

образуется

нужный

короткоживущий

дочерний

радионуклид

, 

например

: 

99

М

Тс

, 

87M

Sr, 

113M

In, 

132

I. 

4. 

Методы

регистрации

ионизирующих

излучений

. 

Дозиметрические

и

радиометрические

приборы

Дозиметрические

и

радиометрические

приборы

Дозиметр

 – 

это

прибор

, 

измеряющий

суммарную

дозу

ионизирующего

излучения

, 

полученную

людьми

за

время

пребывания

на

радиоактивно

зараженной

местности

. 

Индикатор

радиоактивности

 – 

это

дозиметрический

прибор

для

обнаружения

радиоактивного

заражения

местности

и

приближенного

измерения

уровней

радиации

. 

243

Радиометр

−

это

прибор

или

установка

для

измерений

: 

 * 

активности

радионуклидов

в

источнике

или

образце

; 

 * 

плотности

потока

ионизирующих

частиц

. 

Дозиметр

измеряет

мощность

дозы

ионизирующего

излучения

непосредственно

в

том

месте

, 

где

он

находится

.

Основное

предназначение

бытового

дозиметра

 – 

измерение

мощности

дозы

в

том

месте

, 

где

этот

дозиметр

находится

 (

в

руках

человека

, 

на

грунте

и

т

.

д

.) 

и

проверка

, 

тем

самым

, 

на

радиоактивность

подозрительных

предметов

. 

Однако

, 

скорее

всего

, 

Вам

удастся

заметить

только

достаточно

серьезные

повышения

мощности

дозы

. 

Поэтому

индивидуальный

дозиметр

поможет

, 

прежде

всего

, 

тем

, 

кто

часто

бывает

в

районах

, 

загрязненных

в

результате

аварии

на

ЧАЭС

 (

как

правило

, 

все

эти

места

хорошо

известны

). 

Кроме

того

, 

такой

прибор

может

быть

полезен

в

незнакомой

удаленной

от

цивилизации

местности

 (

например

, 

при

сборе

ягод

и

грибов

в

достаточно

  "

диких

" 

местах

), 

при

выборе

места

для

строительства

дома

, 

для

предварительной

проверки

привозного

грунта

при

ландшафтном

благоустройстве

. 

Повторим

, 

однако

,

что

в

этих

случаях

полезен

он

будет

только

при

весьма

существенных

радиоактивных

загрязнениях

, 

которые

встречаются

нечасто

. 

Не

очень

сильные

, 

но

, 

тем

не

менее

, 

небезопасные

загрязнения

бытовым

дозиметром

обнаружить

очень

трудно

. 

Для

этого

нужны

совершенно

другие

методы

, 

которые

могут

использовать

только

специалисты

. 

Относительно

возможности

проверять

с

помощью

бытового

дозиметра

соответствие

радиационных

параметров

установленным

нормам

можно

сказать

следующее

. 

Дозовые

показатели

  (

мощность

дозы

в

помещениях

, 

мощность

дозы

на

местности

) 

для

отдельных

точек

проверить

можно

. 

Однако

бытовым

дозиметром

очень

трудно

обследовать

все

помещение

и

добиться

уверенности

в

том

, 

что

не

пропущен

локальный

источник

радиоактивности

. 

Почти

бесполезно

пытаться

измерять

радиоактивность

продуктов

питания

или

стройматериалов

с

помощью

бытового

дозиметра

. 

Дозиметр

способен

выявить

разве

что

ОЧЕНЬ

244

СИЛЬНО

загрязненные

продукты

или

строительные

материалы

,

содержание

радиоактивности

в

которых

в

десятки

раз

превосходит

допустимые

нормы

. 

Напомним

, 

что

для

продуктов

и

строительных

материалов

нормируется

не

мощность

дозы

, 

а

содержание

радионуклидов

, 

а

дозиметр

принципиально

не

позволяет

измерять

этот

параметр

. 

Здесь

опять

же

нужны

другие

методы

и

работа

специалистов

. 

Правила

пользования

дозиметром

Следует

пользоваться

дозиметром

в

соответствии

с

прилагаемой

к

нему

инструкцией

. 

Также

необходимо

учитывать

, 

что

при

любых

измерениях

радиации

присутствует

естественный

радиационный

фон

.

Поэтому

сначала

выполняют

измерение

дозиметром

уровня

фона

,

характерного

для

данного

участка

местности

  (

на

достаточном

удалении

от

предполагаемого

источника

радиации

), 

после

чего

выполняют

измерения

уже

в

присутствии

предполагаемого

источника

радиации

. 

Наличие

устойчивого

превышения

над

уровнем

фона

может

свидетельствовать

об

обнаружении

радиоактивности

. 

В

том

, 

что

показания

дозиметра

в

квартире

больше

в

 1,5–2 

раза

, 

чем

на

улице

, 

нет

ничего

необычного

. 

Кроме

того

, 

необходимо

учитывать

, 

что

при

измерениях

на

"

уровне

фона

" 

в

одном

и

том

же

месте

прибор

может

показать

,

например

, 8, 15 

и

 10 

мкР

/

час

. 

Поэтому

для

получения

достоверного

результата

рекомендуют

провести

несколько

измерений

и

затем

вычислить

среднее

арифметическое

. 

В

нашем

примере

среднее

составит

 (8+15+10)/3 = 11 

мкР

/

час

. 

245

ОСНОВЫ

ДОЗИМЕТРИИ

ИОНИЗИРУЮЩИХ

ИЗЛУЧЕНИЙ

1. 

Взаимодействие

ионизирующих

излучений

  (

ИИ

) 

с

веществом

 (

когерентное

рассеяние

, 

некогерентное

рассеяние

, 

фотоэффект

, 

аннигиляция

) 

При

попадании

ИИ

в

вещество

начинается

взаимодействие

между

веществом

и

ИИ

. 

Рассмотрим

следующие

виды

взаимодействия

: 

А

. 

Когерентное

рассеяние

 – 

заключается

в

рассеянии

излучения

на

частицах

вещества

, 

при

этом

энергия

излучения

не

изменяется

, 

а

изменяется

его

направление

. 

Характерно

для

рентгеновского

и

α

- , 

β

+

-, 

γ

-

излучений

, 

а

также

нейтронных

потоков

. 

Б

. 

Фотоэффект

 – 

заключается

в

том

, 

что

переданной

излучением

атому

энергии

достаточно

для

того

, 

чтобы

оторвать

от

этого

атома

электрон

. 

Характерен

для

рентгеновского

и

γ

-

излучений

. 

В

. 

Некогерентное

рассеяние

 – 

заключается

в

рассеянии

излучения

на

частицах

вещества

, 

при

этом

изменяется

и

энергия

излучения

и

его

направление

. 

Характерно

для

рентгеновского

и

α

- ,

γ

-

излучений

, 

а

также

нейтронных

потоков

. 

Г

. 

Аннигиляция

– 

явление

, 

состоящие

в

том

, 

что

при

взаимодействии

частицы

и

её

античастицы

обе

исчезают

, 

а

вместо

них

образуются

 2 

кванта

электромагнитного

излучения

, 

движущихся

в

противоположных

направлениях

. 

Характерна

для

β

-

-

излучения

. 

Д

. 

Образование

пар

электрон

-

позитрон

. 

Явление

характерно

для

γ

-

излучения

с

энергией

не

меньшей

1.02 

МэВ

. 

При

этом

явлении

вместо

фотона

γ

-

излучения

появляется

пара

античастиц

– 

электрон

и

позитрон

.