косвенно ионизирующего излучения
При рассмотрении прохождения излучения через вещество следует различать переданную веществу и перенесенную от поля в вещество поглощенную энергию излучения:
- энергия излучения, переданная (сообщенная) веществу, находящемуся в объеме с массой dm, характеризует изменение состояния вещества в результате воздействия на него излучения;
- энергия излучения, перенесенная от поля в вещество, находящееся в объеме с массой dm, характеризует изменение поля излучения в результате его взаимодействия с веществом.
Под термином «взаимодействие излучений с веществом» мы будем рассматривать лишь первичные элементарные акты взаимодействия, в которых не учитывается многократное рассеяние излучения в источнике и окружающей среде.
Характеристикой взаимодействия косвенно ионизирующего излучения с веществом является сумма начальных кинетических энергий всех заряженных ионизирующих частиц, высвобожденных незаряженными ионизирующими частицами в веществе, Etr. Индекс tr[21] означает, что высвобождение этих частиц является следствием передачи энергии от излучения веществу, а результатом является потеря энергии излучения.
|
|
Величина , равная отношению средней доли энергии косвенно ионизирующего излучения с энергией E,которая преобразуется в кинетическую энергию заряженных частиц при прохождении элементарного пути dl в веществе, к длине этого пути, называется линейным коэффициентом передачи энергии излучения:
(3.7)
Здесь dEtr означает среднюю величину начальной энергии вторичных заряженных частиц, высвобождаемых на элемен-тарном пути dl вследствие взаимодействия первичного излу-чения с веществом. Размерность линейного коэффициента передачи энергии косвенно ионизирующего излучения − м-1.
Величина , равная отношению m tr (E) к плотности вещества r, называется массовым коэффициентом передачи энергии:
(3.8)
Размерность массового коэффициента передачи энергии косвенно ионизирующего излучения − м2/кг. Энергия, преданная косвенно ионизирующим излучением веществу не равна энергии, поглощенной веществом.
Торможение в веществе вторичных электронов, образую-щихся при взаимодействии первичных гамма-квантов с веществом, приводит к тому, что часть их кинетической энергии преобразуется в тормозное излучение. Такое фотонное излучение обладает непрерывным спектром с максимальным значением, равным энергии электрона.
Рис. 3.2. Зависимость доли энергии вторичных заряженных частиц g, переходящей в тормозное излучение от энергии первичных фотонов |
g |
0,1 |
0,01 |
0 |
2 |
4 |
6 |
E γ, МэВ |
Воздух (Z эфф =7,64) |
Pb (Z =82) |
|
|
Обозначая через g долю энергии заряженных частиц, которая затрачивается на тормозное излучение (подробнее см. раздел 2.3.2), можно ввести линейный m en (E) и массовый m en,m (E) коэффици-енты поглощения энергии:
m en (E) = (1 – g)×m tr (E); (3.9)
m en,m (E) = (1 – g)×m tr,m (E). (3.10)
На рисунке 3.2 изображена зависимость доли энергии электронов (вторичных заряженных частиц), переходящей в тормозное излучение, от энергии фотонов для разных сред.
Для химических соединений или сложных химических веществ массовые коэффициенты передачи и поглощения энергии фотонов получают суммированием:
, (3.11)
где m m,i - массовый коэффициент i -го компонента с массовой долей wi; = 1.