Piotrowski Krzysztof

Pielowska Marta

Wydz. Medycyny Weterynaryjnej

Gr.7 zespół 8

ĆW. M2

Promieniowanie jonizujące. Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania gamma dla różnych materiałów.

Promieniowanie jonizujące to emisja cząstek lub promieniowania elektromagnetycznego (promieniowanie gamma) przez jądra atomów. Zachodzi pod wpływem przemiany promieniotwórczej lub w wyniku przejścia wzbudzonego jądra do stanu o niższej energii.

Rozróżniamy trzy rodzaje promieniowania:

1. Promieniowanie alfa – strumień jader helu; cechuje je mała przenikliwość (może zostać zatrzymane przez kartkę papieru)

Powstaje podczas rozpadu α, w którym powstaje pierwiastek o liczbie masowej (A) zmniejszonej o cztery i liczbie atomowej (Z) zmniejszonej o dwa

^A_ZX -> ^A-4_Z-2 Y + ⁴₂He

1. Promieniowanie beta – strumień elektronów (β^-) lub pozytonów (β⁺); cechuje je większa przenikliwość niż promieniowanie α ( może je zatrzymać folia aluminiowa)

1. Promieniowanie β ^– powstaje podczas rozpadu β ^– , w którym powstaje nuklid izobaryczny o takiej samej liczbie masowej (A) i o liczbie atomowej (Z) większej o jeden

^A_ZX -> ^A_Z+1 Y + _-1e + ^~ν

1. Promieniowanie β⁺ powstaje podczas rozpadu β⁺ , w którym powstaje nuklid izobaryczny o takie samej liczbie masowe (A) i o liczbie atomowej (Z) mniejszej o jeden

^A_ZX -> ^A_Z-1 Y + ₊₁e + ν

1. Promieniowanie γ to fala elektromagnetyczna; jest najbardziej przenikliwe, zatrzymuje je dopiero warstwa ołowiu. Powstaje podczas reakcji jądrowej, gdzie jądra atomowe izotopów promieniotwórczych po rozpadzie znajdują się w stanie wzbudzonym; powrót do stanu podstawowego powoduje emisję tego promieniowania.

Liniowy i masowy współczynnik pochłaniania promieniowania γ

Przy przechodzeniu dowolnego promieniowania przez substancję zmniejsza się jego natężenie, ponieważ część kwantów ulega pochłonięciu.
Jeśli przyjąć, że na substancję pochłaniającą pada promieniowanie γ natężeniu I₀, to po przejściu przez warstwę o grubości x natężenie promieniowania I można zapisać wzorem (określa to prawo osłabienia):

I=I_oe^-μx

Gdzie:
μ – liniowy współczynnik pochłaniania
e – podstawa logarytmu naturalnego

Przy e – krotnym osłabieniu promieniowania, gdy I=I₀/e, po odpowiednich przekształceniach, otrzymamy

μ=1/x

Wymiarem liniowego współczynnika pochłaniania μ jest [m^-1], czyli wartość liczbowa jest równa odwrotności grubości warstwy substancji osłabiającej promieniowanie e – krotnie. Wielkość ta zależy od grubości warstwy substancji pochłaniającej (x).

Jeżeli wprowadzimy pojęcie tzw. warstwy połowicznego osłabienia (D), to dla grubości warstwy x=D, natężenie promieniowania I=I₀/2 i I=I_oe^-μx przyjmie postać: I₀/2 = I_oe^-μD ; po jego odpowiednim przekształeciu otrzymamy:

μ=ln2/D=0,693/D

gdzie:

D - warstwa połowicznego osłabienia

µ - liniowy współczynnik pochłaniania

W wielu przypadkach wygodniej jest posługiwać się masowym współczynnikiem osłabienia (μ₀), który wyraża się stosunkiem współczynnika liniowego (μ) do gęstości substancji (ρ):

μ₀₌ μ/ρ

gdzie:

µ - liniowy współczynnik pochłaniania

ρ - gęstość substancji

Jednostką masowego współczynnika pochłaniania promieniowania jest [m²/kg]