+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Методичні вказівки
К-сть сторінок:
52
Мова:
Українська
style="text-align: justify;">Крім конверсійних електронів при внутрішній конверсії можна спостерігати ще і рентгенівські фотони, які виникають, коли один з зовнішніх електронів падає на рівень К- або L-оболонки , звільнений електроном, що вилетів. Звідси видно, що при внутрішній конверсії випромінюються два види іонізуючих
випромінювань: конверсійні електрони високої енергії і рентгенівські фотони.
Інтенсивність внутрішньої конверсії характеризується коефіцієнтом внутрішньої конверсії
, (3.42)
де We – імовірність випускання конверсійного електрона, Wγ – імовірність випускання гама-фотона. Величина різко зростає при збільшенні мультипольності переходу. Зі збільшенням енергії переходу величина зменшується. При дуже низьких енергіях переходу внутрішня конверсія на К-оболонці для тяжких ядер нерідко оказується забороненою енергетично.
Паралельні процеси зняття збудження ядра шляхом випромінювання гама-фотона і внутрішньої конверсії існують в багатьох ядрах
(наприклад , який утворюється при бета-розпаді ). Але існують переходи, в яких зняття збудження шляхом внутрішньої конверсії є єдино можливим. Така ситуація спостерігається в 0-0 – переходах. Розглянемо це на прикладі ядра , схема енергетичних рівнів якого показана на рис. 5. Перехід ядра з збудженого стану 0+ в основний 0+ з випромінюванням гама-фотона неможливий, бо електричного фотона Е0 з моментом імпульсу не існує.
Якщо енергія збудження ядра (m – маса електрона), то стає можливим процес парної конверсії, при якому ядро втрачає своє збудження, випускаючи електрон і позитрон. Наприклад 0-0 – перехід в ядрі в основному іде за рахунок парної конверсії. Енергія цього переходу дорівнює 6,06 МеВ.
Тема 4. Взаємодія іонізуючих випромінювань з речовиною
§1. Ефективний переріз взаємодії випромінювання з речовиною
Нехай вузький паралельний пучок випромінювання падає на речовину. В речовині відбувається взаємодія частинок випромінювання з частинками речовини. В результаті цієї взаємодії частинки випромінювання можуть змінити напрямок свого руху (розсіятись) і вийти з паралельного пучка, бути поглинутими, викликати ядерні реакції. Внаслідок цього кількість частинок випромінювання в паралельному пучку зменшується при збільшенні товщини шару речовини за експоненціальним законом
, (4.1)
де N0 – кількість частинок випромінювання, що падає на шар речовини товщиною x, N- кількість частинок випромінювання, яка залишилась в паралельному пучку після проходження шару речовини, – лінійний коефіцієнт ослаблення. Вираз (1) називають законом ослаблення випромінювання. Закон ослаблення (1) має статистичний характер, тобто для кожної частинки випромінювання існує певна імовірність вибути з паралельного пучка, а сам його вираз справедливий при достатньо великому значенні N0.
Аналіз взаємодії частинок випромінювання з частинками речовини приводить до наступного виразу для
σ, (4.2)
де n – концентрація атомів однорідної речовини (число атомів в одиниці об’єму), σ – ефективний переріз взаємодії частинок випромінювання з частинками речовини. Ефективний переріз має розмірність площі і в атомній та ядерній фізиці вимірюється в барнах: 1барн = . Імовірність виходу частинки з паралельного пучка на шляху dx дорівнює
. (4.2А)
Речовина може складатись з різносортних атомів. Розрахунок показує, що формула (1) буде використовуватись і в цьому випадку, але
, (4.3)
де сума (3) береться по всіх групах односортних атомів.
Коефіцієнт ослаблення в (2) залежить від сорту атомів (σ) і їх концентрації (n). Зручно ввести коефіцієнт ослаблення, який залежав би лише від сорту атомів і не залежав від їх концентрації. Перетворимо вираз (2) слідуючим чином
, (4.4)
де
– (4.5)
масовий коефіцієнт ослаблення пучка випромінювання, - густина матеріалу, - маса одного атома
(кг). (4.5А)
де А – масове число атома, NA– число Авогадро.
З врахуванням (4) і (5) закон ослаблення (1) можна записати у вигляді
, (4.6)
де
(4.7)
є товщина шару речовини, виражена