logo
Защ

Пробеги бета-частиц

Максимальная энергия бета-частиц, Е, МэВ

Воздух, см

Биологическая ткань, мм

Алюминий, мм

0,01

0,13

0,002

0,0006

0,02

0,52

0,008

0,0026

0,03

1,12

0,018

0,0056

0.04

1,94

0,030

0,0096

0,05

2,91

0,046

0,0144

0,06

4,03

0,063

0.0200

0.07

5,29

0,083

0,0263

0,08

6,93

0,109

0,0344

0,09

8,20

0,129

0,0407

0,1

10,1

0,158

0,050

0,5

119

1,87

0,593

1,0

306

4,80

1,52

1,5

494

7,80

2,47

2,0

710

11,1

3,51

2,5

910

14,3

4,52

3,0

1100

17,4

5,50

5,0

1900

29,8

9,42

10

3900

60,8

19,2

Примечание. Наиболее распространены радионуклиды, излучающие бета-частицы с энергией от нескольких десятков килоэлектронвольт до 3,0 - 3,5 МэВ.

А л ь ф а - и з л у ч е н и е

Энергия альфа-частиц находится в пределах 4 - 10 МэВ, скорость примерно 20 000 км/с. Имея большую массу и значительную энергию, они ее расходуют в основном на неупругое рассеяние на электронах атомов. Таким образом, альфа-частицы обладают большой ионизирующей способностью. В редких случаях альфа-частица может проникнуть в ядро и вызвать ядерную реакцию. Полная ионизация, создаваемая альфа-частицами на всем пути в среде, составляет примерно 120 - 150 тысяч пар ионов. Удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Удельная ионизация увеличивается к концу пробега альфа-частиц. Это связано с тем, что при прохождении через вещество энергия альфа-частицы, а значит, и ее скорость уменьшается. В результате увеличивается вероятность ее взаимодействия с электронами атома. Это приводит к увеличению ионизации вещества, достигая максимума в конце пробега.

Альфа-частицы, имея двойной электрический заряд и большую массу буквально "продираются" через атомы вещества. Вследствие сильных потерь энергии альфа-частицы проникают на незначительную глубину.

В отличие от фотонов и бета-частиц длина пробега альфа-частиц экспоненциальному закону не подчиняется. Поэтому пользуются империческими формулами. Так, например, для воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт. ст. (0,1Па), длина пробега альфа-частиц с энергией от 3 до 8 МэВ может быть рассчитана по формуле Гейгера:

Ra = Ea2/3 /3, [см] (1.41.)

Длина пробега Rα альфа-частиц в воздухе при температуре 15°С и давлении 0,1 Па определяется по формулам:

Ra = 0.318 Ea2/3 , см - если Ea = (4 ¸ 7) МэВ; (1.42.)

Ra = 0.56 Ea2/3 , см - если Ea < 4 МэВ. (1.43.)

где: Ea - энергия альфа-частиц.

Пробег альфа-частиц в веществе, отличном от воздуха определяют по формуле:

Ra = 10-4(M Ea3)1/2 /r, см (1.44.)

где: М - атомная масса; r - плотность вещества, г/см3.

В таблице 1.3. Показана длина пробега альфа-частиц в воздухе, биологической ткани и алюминии. В таблице алюминий взят в качестве примера, так как именно металлы чаще всего применяются для защиты человека и электронных схем от ионизирующих излучений.

Таблица 1.3.