Плотность потока частиц и энергии

Поле ионизирующих излучений – это пространственно-временное распределение ионизирующего излучения в рассматриваемой среде. Чтобы описать поле, необходимо указать, сколько и каких частиц, с какой энергией и в каком направлении приходит в любую точку среды в каждый момент времени.

В дозиметрической практике в качестве величин, характеризующих поле излучения, используют плотность потока частиц и плотность потока энергии.

Плотность потока частиц φ_N можно определить как число частиц, проходящих через единицу площади S за единицу времени t (индекс φ_N означает вид частиц - φ_α, φ_β, φ_γ и т.д.)

φ_{N =} (6)

при неизменном по времени и объему поле

φ_{N =} - (7)

Плотность потока энергии тогда определяется как энергия излучения, проходящего через единицу площади за единицу времени.

φ = (8) φ = (9)

Если излучение моноэнергично, то связь между этими величинами

φ_х = φ_N · E_N (10)

где Е_N – энергия частицы.

В качестве иллюстрации значений плотности потока, с которыми приходится встречаться в практике обеспечения радиационной безопасности можно привести следующие значения:

- естественный гамма-фон φ_γ ~5 фотон/(см²·с);

- допустимая плотность потока в лаборатории:

- гамма-излучения с энергией 1,5 МэВ –560 фотон/(см²·с);

- бета-излучение с энергией 1,5 МэВ – 36 част/(см²·с);

- тепловые нейтроны – 280 нейтр/(см²·с).

Следует отметить, что плотность потока гамма-излучения на практике не измеряется, а для характеристики поля используется величина – мощность экспозиционной дозы гамма-излучения, смысл которой будет показан ниже.