ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дозиметрия излучений из "Радиационная химия" В полноценном радиационно-химическом эксперименте необходимо измерить количество энергии, поглощенной образцом, и обнаружить происшедшие в нем химические изме11епия. Как ни странно, по точное измерение поглощенной дозы излучения (дозиметрия) часто оказывается пе менее сложной задачей, чем выявление характера и объема химических превращений. Трудности могут быть обусловлены 1) природой и формой источника излучения 2) составом и геометрией образца 3) физическими условиями, в которых проводится облучение. Трудности первого типа возникают, например, при использовании в качестве источников излучения продуктов деления или смеси нескольких изотопов. Трудности второго и третьего типов встречаются при облучении гетерогенных образцов и в случае высоких температур и давлений. [c.81] Существует целый ряд проверенных методов определения поглощенной дозы. [c.81] Для измерения дозы используют ионизационные камеры, калориметры, устройства для собирания заряда, а также химические системы, радиационно-химический выход в которых прокалиброван каким-либо абсолютным методом или сравнива-. ется с известными потоком и энергией пучка. Дозиметрическое методы, с помощью которых измеряется непосредственно доза в радах или в рентгенах, называют абсолютными или первичными. Например, к первичным методам относится измерение дозы в рентгенах с помощью ионизационных камер. Первичным методом является также измерение поглощенной дозы в радах с помощью калориметра. Дозиметры, в которых используются вторичные методы измерения дозы, должны быть обязательно прокалиброваны с помощью первичных дозиметров. Любой из методов при правильном использовании должен давать точную величину потока излучения в точке, где производятся измерения. [c.81] Помещая свой образец в калибровашюе радиационное поле, экспериментатор должен быть уверен, что на образец воздействует определенный поток излучения, измеренный в единицах с размерностью энергия/(площадь X время). [c.82] Принцип измерения поглощенной дозы с помощью ионизационных камер состоит в том, что подсчитывается число всех ионов, образующихся в определенном объеме газа (обычно воздуха). Зная энергию, необходимую для образования одной пары ионов в газе, можно рассчитать количество энергии, переданной данному объему газа, и таким образом определить поглощенную дозу. На практике, чтобы точно измерить поглощенную дозу, приходится принимать целый ряд мер предосторожности. [c.82] Используется несколько типов ионизационных камер полостные и наперстковые, плоскопараллельные, камеры с воздушными стенками и экстраполяцио1П1ые камеры. Наиболее важная разновидность ионизационных камер -— камера с воздушными стенками. Именно такие камеры используются обычно для калибровочных измерений. На практике удобнее всего работать с полостными камерами, и специалисты по радиационной химии чаще всего ими пользуются. Плоскопараллельная камера — один из вариантов камеры с воздушными стенками, а экстраполяционная представляет собой полостную камеру, предназначенную для работы с источниками излучения широкого энергетического спектра. [c.82] По практическим соображениям использование полостных ионизационных камер ограничивается измерениями рентгеновского или у-излучения с энергией квантов выше 20 кэв, а также при соответствующей коррекции измерениями нейтронного излучения. Эти ограничения обусловлены главным образом тем, что не всегда удается получить условия электронного равновесия, и тем, что невозможно определить в неравновесных условиях величину для различных источников излучения [1]. Если же можно осуществить условия электронного равновесия или ввести соответствующие поправки, то полостная ионизационная камера пригодна для измерений почти с любыми источниками излучения. [c.83] Абсолютная полостная камера изготавливается из воздухоэквивалентного материала, и ее полость заполнена воздухом. Воздухоэквивалентггым материалом называется вещество, для которого коэффициент передачи энергии, рассчитанный на один электрон среды, тот же, что и у воздуха. Это вещество с эффективным атомным номером, близким к 6. Им может быть либо соответствующий элемент (углерод), либо сложное вещество (многие пластмассы). [c.84] Значения массового коэффициента передачи энергии для наиболее часто встречающихся элементов и для некоторых веществ при фотонном облучении приведены в табл. 4.1. В уравнении (4.36) может потребоваться небольшой поправочный коэффициент, учитывающий возмущения по. 1я рентгеновского излучения при помещении камеры в среду. [c.84] Значение равное 33,7 эв, представляет собой взвешенное среднее нескольких определений энергии ионообразования при облучении электронами. Как и следовало ожидать, для разных газов значения различны. Эти значения собраны в табл. 4.2. [c.84] Лля а-излучспия получают значения Ж, немного отличающиеся от табличных. Однако к инертным газам это не относится (за исключением гелия). [c.87] Величина отношения 5, меняется в зависимости от вида материала и энергии излучения. Поэтому, чтобы получить соответствующие значения необходимо знать оба параметра. В том случае, если выполняются условия электронного равновесия, можпо прямо использовать расчетные значения 5 приведенные в табл. 4.3 и 4.3а. Для материала, состоящего из нескольких элементов, 5 , которого неизвестно, вначале рассчитывается 8т (относительно воздуха) для каждого входящего в данный материал элемента. Эта величина умножается на весовую долю элемента в образце, и производится суммирование по всем элементам, образующим материал. Обнаружено, что правило суммирования при расчете 8 , в том виде, как оно сформулировано выше, лучше выпол1Гяется, если учитываются различия в значениях для водорода, входящего в состав насыщенных и ненасын1ен11ых соединений. Эти поправки имеются в соответствующих таблицах. [c.87] В точной ионизационной камере эффективность собирания ионов должна быть высокой. Для этого используется электрическое поле, перпендикулярное к стенкам камеры. Прилагаемое напряжение должно быть достаточным для того, чтобы создать ток насыщения. Иными словами, заряд должен собираться па электроды с той же скоростью, с какой он возникает в актив-но.м объеме. Неполное собирание ионов может обусловливаться либо первичной рекомбинацией, либо рекомбинацией в процессе собирания. Первичная рекомбинация, как правило, не зависит от мощности дозы. Одпако этот эффект может оказаться существенным для медленных частиц при высоком давлении газа в камере. [c.87] Общая рекомбинация в заметных масштабах происходит в газах, где образуются отрицательные иопы, при очень высоких и11тенсивностях излучения, а также в случае дефектной конструкции камеры. Если в камере имеются участки с напряженностью поля, недостаточной для того, чтобы создать ток насыщения, то, естественно, происходит рекомбинация. [c.87] На рис. 4.1 показан разрез полостной ионизационной камеры, разработанной для измерения потока излучения от кобальтового источника высокой интенсив1юсти. Более подробные сведения о конструкции и работе ионизационных камер можно найти в книге Прайса [3]. [c.87] Пример 4.2. Найдите дозу в рентгенах для участка около входной щели камеры (см. рис. 4.2), если известны следующие данные площадь входной, щели А=3 см приращение разности 1Юте1щиалов на электродах Ди=1 в плотность воздуха р=0,001293 г/см длина электрода =10 см емкость измерительной системы С=100 пф. [c.92] Вернуться к основной статье