3. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Законы взаимодействия ионизирующего излучения с веществом явля­ются теоретической и практической основой дозиметрии. На них основа­ны методы регистрации ионизирующего излучения и методы расчета защиты.

Ионизирующим излучением называется любое излучение, взаимодей­ствие которого с веществом приводит к образованию ионов разных знаков. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение в это понятие при­нято не включать.

Различают непосредственно ионизирующее и косвенно ионизирующее излучение.

Непосредственно ионизирующее излучение создается заряженными частицами с кинетической энергией, достаточной для ионизации при столкновении. Косвенно ионизирующее излучение создается незаряжен­ными частицами (нейтронами, фотонами), которые могут создавать не­посредственно ионизирующее излучение и (или) вызывать ядерные пре­вращения при взаимодействии со средой.

Ионизирующее излучение, создаваемое частицами с массой, отличной от нуля, называют корпускулярным. К корпускулярному излучению относится и нейтринное излучение.

Энергией ионизирующего излучения называют суммарную энергию ионизирующих частиц (без учета энергии покоя), испущенную, передан­ную или поглощенную. Единицей измерения энергии ионизирующего излучения в СИ является джоуль (Дж).

В дозиметрии и при расчете защиты для характеристики ионизирующе­го излучения и его поля широко используют такие величины, как поток, плотность потока и флюенс (перенос) ионизирующих частиц и энергии ионизирующего излучения.

Потоком ионизирующих частиц называют отношение числа ионизирую­щих частиц dN, проходящих через данную поверхность за интервал вре­мени dt, к этому интервалу:

F = dN/dt.

Единицей измерения в СИ является секунда в минус первой степени, т. е. поток, при котором через данную поверхность проходит 1 частица в 1 с (част./с, 1/с, или с^-1).

Для потока частиц, который характеризует степень загрязнения поверхностей радиоактивными веществами, предпочтительной внесистем­ной единицей является минута в минус первой степени (мин^-1, или част./мин, или 1/мин).

Флюенсом (переносом) ионизирующих частиц называют отношение числа ионизирующих частиц dN, проникающих в элементарную сферу, к площади центрального сечения dS этой сферы:

Ф = dN/dS.

Единицей измерения в СИ является метр в минус второй степени (м^-2), т. е. такой флюенс ионизирующих частиц, при котором в сферу с площадью центрального сечения 1 м² проникает одна частица. Предпочти­тельной единицей является сантиметр в минус второй степени (см^-2 или 1/см²).

Плотностью потока ионизирующих частиц называют отношение пото­ка ионизирующих частиц dF, проникающих в элементарную сферу, к площади центрального сечения dS этой сферы:

φ = dF/dS

Единицей измерения в СИ является секунда в минус первой степени на метр в минус второй степени, т. е. такая плотность потока ионизи­рующих частиц, при которой в сферу с площадью центрального сечения 1 м² за 1 с проникает одна частица (с^-1 • м²). Предпочтительными еди­ницами являются: с^-1 • см^-2 и мин^-1 • см^-2 или 1/(с • см²) и 1/(мин • см²).

Потоком энергии ионизирующего излучения называют отношение энергии ионизирующего излучения dw, проходящего через данную по­верхность за интервал времени dt, к этому интервалу:

E_w =dw/dt.

Единицей измерения в СИ является ватт, т. е. такой поток энергии ионизирующего излучения, при котором через данную поверхность за 1 с проходит излучение с энергией 1 Дж.

Флюенсом (переносом) энергии ионизирующего излучения называется отношение энергии ионизирующего излучения dw, проникающего в эле­ментарную сферу, к площади центрального сечения dS этой сферы:

Фw = dw/dS.

Единицей измерения в СИ является джоуль на квадратный метр (Дж/м²), т. е. такой флюенс энергии ионизирующего излучения, при котором в сферу с площадью Законы взаимодействия ионизирующего излучения с веществом явля­ются теоретической и практической основой дозиметрии.

Единицы потока энергии, флюенса энергии и плотности потока энер­гии ионизирующего излучения часто выражаются с использованием внесистемной единицы энергии электрон-вольт и ее десятичных крат­ных единиц. При использовании этих единиц как промежуточных, напри­мер при определении дозовых характеристик поля, эти единицы необ­ходимо переводить в джоули или его десятичные дольные и кратные единицы.