2 Взаимодействие излучений с веществом 2 1 Взаимодействие

2. Взаимодействие излучений с веществом 2. 1. Взаимодействие рентгеновского и гаммаизлучения с веществом 2. 1. 1. ФОТОЭФФЕКТ (ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ) 5

2. КОМПТОНОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ 6

3. ОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОПОЗИТРОННЫХ ПАР 7

2. 2. Взаимодействие нейтронов с веществом 1. УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ 8

2. НЕУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ 9

3. ПОГЛОЩЕНИЕ НЕЙТРОНОВ 10

2. 3. Взаимодействие заряженных частиц с веществом 11 К заряженным частицам (ЗЧ) относятся электроны ( -частицы), а также протоны, -частицы и ядра (ионы) более тяжелых элементов. Основными механизмами взаимодействия ЗЧ с веществом являются взаимодействие с электронами, приводящее к ионизации среды, и взаимодействие с кулоновским полем ядра, вызывающее образование тормозного излучения.

16 3. Защитная способность материалов от ИИ. Коэффициент ослабления ИИ Наилучшей защитой от гамма-излучения являются тяжелые материалы: сталь, свинец идр. Наилучшей защитой от нейтронного излучения являются легкие (водородосодержащие) материалы (вода, парафин, полиэтилен, биоткань) Наилучшей защитой от заряженных частиц являются материалы с наибольшей плотностью

17

4. ОСНОВНЫЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ Дозовые величины – энергетические величины, количественно описывающие энергию, передаваемую излучениями веществу (энергию, вызывающую те или иные поражающие радиационные эффекты) 1. Поглощенная доза 2. Экспозиционная доза 3. Эквивалентная доза 19

ПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА Поглощенная доза – энергия, поглощенная единицей массы облучаемого вещества: Системная единица: Внесистемная единица: 1 рад = 10 -2 Гр 1 Гр = 100 рад 20

ПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА 21 Характеризует воздействие любого вида ИИ в любой среде (кроме биоткани) 1. Неравномерность поглощения энергии различными органами 2. При использовании калориметрических методов ничтожно малые наблюдаемые эффекты Определение действия ИИ на модельную среду с последующим перечетом на биоткань Требования к модельной среде: 1. Тканеэквивалентность: 2. Простота измерений ионизация воздуха экспозиционная доза

ЭКСПОЗИЦИОННАЯ ДОЗА Экспозиционная доза – отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха, к массе воздуха, заключенного в этом объеме: Системная единица: Внесистемная единица: 1 Р (Рентген) 1 Р = 2, 58 10 -4 Кл/кг 22

СООТНОШЕНИЕ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ И ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗ Для воздуха: Для биоткани: Поглощенная и экспозиционная дозы в воздухе для гамма- и рентгеновского излучения примерно равны Измеряя в воздухе экспозиционную дозу, можно утверждать, что такая же по величине поглощенная доза будет в биоткани 23

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА 24 Эквивалентная доза – произведение поглощенной дозы в биоткани на коэффициент относительной биологической эффективности: Вид излучения Рентгеновское и гамма-излучение Бета-излучение Альфа-излучение Тепловые нейтроны Промежуточные нейтроны Быстрые нейтроны ОБЭ 1 1 10 3 6 10 Системная единица: Внесистемная единица: 1 Зв = 1 Дж / 1 кг 1 бэр = 10 -2 Зв 1 Зв = 100 бэр

25 МОЩНОСТЬ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ Мощность дозы излучения – приращение дозы, отнесенное к единице времени: Единицы измерения МДИ Единицы измерения Доза системные Поглощенная Экспозиционна я внесистемн ые кратные 1 Дж/(кг∙с) = 1 Вт/кг рад/с рад/ч (мрад/ч) 1 Кл/(кг∙с) = 1 А/кг Р/с Р/ч (м. Р/ч)

ВЫВОДЫ (к вопросу о дозах): 26 1. Поглощенная доза D – есть мера воздействия (радиационного эффекта) от любого вида ИИ на все физические и химические тела, кроме живых организмов. 2. Экспозиционная доза Х – есть мера воздействия на биоткань гамма- и рентгеновского излучения, определяемая через измерения в воздухе. 3. Эквивалентная доза Н – есть мера воздействия на биоткань потока ИИ произвольного состава.