Закон ослабления узкого и широкого пучка

Закон ослабления определяет число нерассеянных фотонов в пучке, проходящих через слой защиты (вещества).

Закон ослабления фотонного излучения для узкого (моноэнергетического) пучка имеет следующий вид:

, где:

· N – число нерассеянных фотонов,

· N₀ – начальное число фотонов в пучке,

· µ – линейный коэффициент ослабления,

· x – толщина слоя вещества.

Закон ослабления фотонного излучения для широкого (немоноэнергетического) пучка имеет следующий вид (излучение от точечного источника):

, где:

· N – число нерассеянных фотонов,

· N₀ – начальное число фотонов в пучке,

· Σ – массовый коэффициент ослабления,

· x – толщина слоя вещества,

· r – расстояние от источника до слоя вещества.

13 Факторы накопления фотонного излучения. Факторы накопления гомогенных сред. [А2]

Рассеянное в среде излучение источника и вторичное излучение учитывают введением в закон ослабления в геометрии узкого пучка сомножителя – фактора накопления фотонного излучения B(x):

Из этой формулы следует, что B(x) представляет собой отношение общего числа фотонов (не рассеянных, рассеянных и вторичных) к числу не рассеянных фотонов:

В общем случае если обозначить через некоторый функционал, описывающий поле нерассеянного первичного излучения, а через – поле рассеянного и вторичного излучений, то фактор накопления по данному эффекту (числу частиц, дозе, интенсивности и т.д.) равен:

Фактор накопления равен кратности превышения характеристик поля нерассеянного, рассеянного и вторичного излучения над характеристиками поля только нерассеянного излучения. Можно сказать, что фактор накопления (ФН) равен отношению показания детектора при измерении в геометрии широкого пучка к показанию детектора при измерении в геометрии узкого пучка.

ФН зависит от многих условий задачи: от того, какая характеристика поля излучения регистрируется, от геометрии, от спектра и углового распределения источника, от толщины и материала защиты, от взаимного расположения источника и детектора.

Основные закономерности поведения фактора накопления:

· ФН монотонно возрастает с увеличением толщины вещества, так как увеличивается доля фотонов, испытавших рассеяние. Для высоких энергий и материалов с небольшими Z скорость возрастания ФН почти линейная от толщины. Для элементов с большим Z ФН растет медленнее за счет большего фотопоглощения.

· ФН возрастает при увеличении изотропии источника, при этом для постоянного расстояния между источником и детектором справедливо следующее соотношение: В_¥ > В _бар > В _огр, т.е. наибольший ФН в бесконечной среде.

· ФН при одной энергии фотонов больше в веществах с меньшим Z, где меньше сечение фотоэффекта, который приводит к поглощению излучения; при большой энергии фотонов он больше в веществах с большим Z за счёт интенсивной генерации вторичного излучения;

· ФН зависит от поперечных размеров источника и возрастает с их увеличением.

Виды факторов накопления:

Числовой:

;

Дозовый (для поглощенной дозы в воздухе):

;

Поглощенной энергии (для поглощенной в среде энергии):

;

Энергетический (для плотности потока энергии фотонов):

.

Здесь: - пространственно-энергетическое распределение плотности потока нерассеянного и рассеянного первичного и вторичного излучения, — пространственное распределение плотности потока нерассеянного в среде первичного излучения, , — коэффициенты поглощения энергии фотонов в воздухе и некоторой среде соответственно.

Дата добавления: 2015-08-26