Защитные свойства материалов расчет коэффицентов ослабления - Охрана труда на производстве

Проникающая способность гамма-излучений значительно выше проникающих способностей альфа - и бета-излучений. Поэтому задача защиты от внешних потоков альфа-, бета - и гамма-излучений решается созданием защиты от гамма-излучения. Защита от потоков нейтронов представляет собой отдельную задачу.

Ослабление первичного параллельного моноэнегетического потока I0 гамма-излучения при прохождении слоя вещества толщиной x при условии нормального падения на поверхность поглотителя происходит по экспоненциальному закону:

I(x) = I0 exp(-x).

Защитные свойства материалов в отношении ослабления гамма-излучения можно охарактеризовать также массовым коэффициентом ослабления. Здесь толщина поглотителя выражена в единицах длины. Защитные свойства материала характеризует линейный коэффициент ослабления.

При этом закон ослабления первичного потока гамма-излучения имеет вид:

I(d) = I0 exp(-d).

Здесь d - поверхностная плотность материала d = x.

Линейный коэффициент ослабления связан с эффективным сечением ослабления гамма-излучения у:

Ф = уN.

Здесь ф - эффективное сечение ослабления гамма-излучения, рассчитанное на один атом поглотителя. N - число атомов в единице объема (1 см3 ).

N = NA/A,

Где NA - число Авогадро, т. е. атомов в А граммах вещества (А - массовое число). Массовый коэффициент ослабления:

М = ф/с = NA/A = /ma.

Если размеры источника излучения много меньше расстояния от источника, поток излучения на расстоянии R от источника при толщине защиты d равен кратности ослабления доз радиации и факторы накопления.

Рассчитанные на основании ядерно-физических данных или измеренные экспериментально коэффициенты ослабления ф и/или м не являются полными характеристиками защитных свойств материала и изделий на их основе. Причиной этой неполноты являются физические процессы, приводящие наряду с ослаблением первичного гамма-излучения к появлению рассеянного и вторичных излучений.

Эти компоненты наряду с первичным гамма-излучением, вышедшим за пределы защитного слоя, дают вклад в формирование потоков излучения и величину дозы облучения. В ряде практически важных случаев вклад рассеянных и вторичных излучений в формирование дозы облучения превышает долю ослабленного защитой первичного излучения на 1-2 порядка. Этот эффект учитывается введением в закон ослабления первичного пучка фактора накопления В, зависящего от атомного номера Z, энергии гамма-квантов Ег и величины мd ( или равной ей x).

Влияние эффекта накопления дозы проявляется - при некоторых энергиях излучения и толщинах защит - в том, что доза за защитой оказывается выше дозы перед защитой.

В случае сложного компонентного состава вещества защиты фактор накопления В является функцией эффективного атомного номера материала Zэфф. Величины факторов накопления в различаются в зависимости от регистрируемых эффектов. Соответственно в специальной литературе рассматриваются следующие факторы накопления: Bч - числовые (число регистрируемых квантов), Вэ - энергетические, Вд - дозовые и т. д. . Кратность ослабления дозы К зависит от отношения доз перед слоем защитного материала d и после его прохождения и от дозового фактора накопления Вд:

Важно подчеркнуть, что эти цифры - во-первых - приближенные, и - во-вторых - усредненные по Земле. Отклонения от этих цифр очень велики! Например, один трансатлантический перелет добавляет к средней годовой дозе от космических лучей примерно такое же количество в мЗв. Некоторые места на земной поверхности имеют уровень радиации за счет излучений от грунта на один и даже два порядка выше указанной в таблице. (Это, например, территории в Бразилии и Индии, находящиеся на песках, богатых торием.)

Похожие статьи




Защитные свойства материалов расчет коэффицентов ослабления - Охрана труда на производстве

Предыдущая | Следующая