Характеристики поля излучения

Энергетическое и пространственно-временное распределения ионизирующего излучения в среде изменяется в процессе его взаимодействия с веществом. Для установления закономерностей этих изменений необходимо знать, сколько частиц или фотонов, с какой энергией и в каком направлении проходят в каждой точке пространства, т.е. необходимо иметь представление о поле излучения.

При решении практических задач относительно часто используются следующие характеристики поля ионизирующего излучения:

Поток ионизирующих частиц (фотонов) F — отношение числа ионизирующих частиц dN, проходящих через данную поверхность за интервал временна, к этому интервалу:

F = dN/dt.                      (4)

Единица потока частиц — имеет размерность обратной секунды (с^-1) и равна потоку ионизирующих частиц, при котором через данную поверхность проходит одна частица за 1 с. Аналогично — поток энергии ионизирующих частиц:

F_w=dw/dt,                    (5)

где, dw — суммарная энергия (исключая энергию покоя) всех ионизирующих частиц, проходящих через данную поверхность за интервал времени dt.

Единица потока энергии ионизирующих частиц в СИ — джоуль в секунду (Дж/с) или ватт (Вт); внесистемная единица — электрон-вольт в секунду (эВ/с).

Флюенс (перенос) ионизирующих частиц (фотонов) Φ — отношение числа ионизирующих частиц dN, проникающих в объем элементарной сферы, к площади поперечного сечения ds этой сферы:

Ф = dN/ds.                  (6)

Единица флюенса частиц в СИ — м^-2. Он равен флюенсу, при котором в сферу с площадью поперечного сечения 1 м² проникает одна частица. Более предпочтительная единица — см^-2. Соответственно флюенс (перенос) энергии ионизирующих частиц Ф_w

Ф_w=dw/ds.                  (7)

Единица флюенса энергии ионизирующих частиц в СИ — Дж/м², но более предпочтительная на практике единица — МэВ/см².

Плотность потока ионизирующих частиц φ — отношение потока ионизирующих частиц dF, проникающих в объем элементарной сферы, к площади поперечного сечения ds этой сферы:

                      (8)

Единица плотности потока частиц в СИ — с^-1·м^-2. Более предпочтительная на практике внесистемная единица — с^-1·см^-2.

Плотность потока энергии ионизирующих частиц (интенсивность ионизирующих частиц) I — отношение потока энергии ионизирующих частиц dF_w, проникающего в элементарную сферу, к площади ее центрального сечения ds:

I=dF_w/ds.                    . (9)

Единица интенсивности в СИ — Дж/(с·м²) или (Вт/м²). Более предпочтительная на практике единица — МэВ/(см²·с).

К характеристикам поля излучения можно также отнести энергетический спектр ионизирующих частиц. Источники излучения, испускающие частицы или γ-кванты только одной энергии, называются моноэнергетическими. Таких источников очень немного. Значительно чаще источники испускают частицы или γ-кванты разных энергий. Спектр излучения таких источников может быть сплошным с какой-либо граничной (максимальной) энергией или дискретным.