книги из ГПНТБ / Мазин П.Н. Основы ядерной электроники учеб. пособие

гд* сЬ{Е,Е0) - дифференциальное сечение процесса;

Л/ - число частиц среды в единице объема. Радиационные и ионизационные потери энергии в сум­

ме составляют полные потери энергии на единице пути

Существуют таблицы средних полных потерь энергии частиц различного ,типа [4 ] .

Полные потери энергии определяют истинный путь час­ тиц в веществе

dE

W 0)

(1.3.20)

Вычисления по данной формуле достаточно сложны. Обычно

60

£- энергия ядерной частицы (такие случайная

величина).

Закон распределения величины Н определяется за­ конами распределения /Уу и Е . Величину Ht можно считать распределенной по пуассоновскому закону:

где - среднее число пар ионов, образованных частицей с единичной энергией. Величина

N{ определяется по своей обратной вели­ чине - средней энергии новообразования

Эта величина может быть сопоставлена с полными потеря­ ми частицы в веществе. Определяют ее экспериментально для разного рода ядерных частиц по усредненным данным

/V и Е , т.е.

г. i .

Во втором случае передача энергии происходит нерав­ номерно за счет локального поглощения энергии. Если $ - электроны отнести к первичным частицам, то можно

62

долю энергии, поглощенной локально, определить отдель­ но. Обычно при этом вводят термины "линейные потери энергии" (ЛПЭ), под которым понимается отношение сред­ ней энергии, потерянной заряженной частицей и поглощен­ ной локально средой на пути d x , к длине пути Ых . Выражение "поглощенной локально" предполагает, что за­ дано или максимальное расстояние от траектории части­

энергетических электронов, способных создать лишь не­

ту энергию, которая будет передана электронам, имеющим

ем энергии и увеличением массы заряженной частицы. Для того чтобы определить энергию, поглощенную в

веществе локально, нужно проинтегрировать средние поте­

63

знать характеристики поля ядерного излучения, отражен­ ного от рассеивающих тел. В наиболее общем виде поле об­ ратно рассеянного ядерного излучения определяется энер­ гией, угловым распределением излучения и геометрией ис­ точника, формулой, составом и толщиной рассеивателя, взаимным расположением источника, рассеивателя и точки, в которой расположен детектор, а также граничащей с рас­ сеивателем средой, в которой находятся источники излу­ чения и детектор. Наиболее подробная информация о поле обратного рассеяния задается дифференциальной характе­

Чаще оперируют интегральными характеристиками/ от­ несенными к потоку квантового излучения. Например, пусть

£в единицу времени, а в выбранном направлении Q <р

64

от этой площадки рассеивается обратно мононаправленный

потоков, перпендикулярные к их осям, равны для падающих

При оперировании альбедо необходимо для его полной характеристики всегда четко оговаривать условия, для которых определена эта величина. Ведь она может быть токовая или потоковая, дифференциальная или интеграль­ ная, спектральная, числовая, энергетическая или дозовая.

Большое значение имеют в ядерной электронике такие физические величины, характеризующие поле, как поглощен­ ная и экспозиционная юзы излучения.

Поглощенная доза - энергия ядерных частиц или квантов , поглощенная облучаемым веществом и от­ несенная к единице массы облучаемого вещества &т :

Единицей поглощенной дозы является рад. Один рад соот­ ветствует поглощению 100 эрг энергии любого вида ядерного излучения в I г облученного вещества.

В системе СИ единицей измерения служит джоуль на килограмм (дж/кг).

Экспозипионная доза - доза излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия

(см. стр. 194).

Единица экспозиционной дозы(в системе СИ)- кулон на ки­ лограмм (к/кг). Кроме этой единицы используется в ядеиной электронике рентген. Рентген - экспозиционная доза рентгеновского и гейша-излучений, при прохождении кото­ рых через 1,293 • I0- '3 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу коли­

ляют собой мощности доз. Единицей мощности поглощенной дозы является рад в секунду (рад/сек) или ватт в секун­ ду (вт/сек). Единица мощности экспозиционной дозы - рентген в секунду (р/сек) или ампер на килограмм (а/кг).

66

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

р I . Применение для анализа процессов, числовых характеристик случайных

величин

Часто при анализе процессов, происходящих в источ­ нике ЯИ, среде, его окружающей или в детекторе, достаточ­ но применять только числовые характеристики случайной величины (СВ). Наиболее широко оперируют такими характе­ ристиками, как математическое ожидание и дисперсия. В качестве примера рассмотрим определение числовых харак­ теристик для случайной величины, описывающей событие распада радиоактивного ядра в интервале времени Г.

Пусть в течение времени Т производится наблюде­ ние за этим ядром. В результате можно получить два исхо­

ния случайной величины, связанной с событием распада, имеет вид:

67

Таким образом, случайная величина принимает значе­ ние I при распаде ядра и 0 в случае его отсутствия.

Математическое ожидание СВ X равно

Данные характеристики, естественно, находятся в со­ ответствии с их определением. Для нахождения закона распределения СВ необходимы формулы и теоремы, описыва­ ющие сумму событий, их произведение и т.д. Определим в качестве примера найденный ранее биномиальный закон, описывающий процесс распада в источнике ЯИ.

Допустим, что радиоактивное ядро не одно, а их N0

68

событие В (3,2) можно представить как сумму произве­ дений событий

стоящее в появлении хотя бы одного из событий слагаемых. Произведением же нескольких событий называется событие, состоящее в совместном появлении всех этих событий.

Учитывал, что перечисленные варианты несовместны, а события, входящие в произведения, независимы, по теоре­ ме сложения и умножения получаем

Р(3,2) = р р Ц - р ) + р({-р)р+ Ц -р)рр = Зр*р .

Аналогичным образом, перечисляя все возможные вари­ анты, в которых интересующее нас событие может появить­

69