Ang gamma radiation ay isa sa mga short-wave na uri ng electromagnetic radiation. Dahil sa napakaikling wavelength, ang gamma-ray radiation ay may binibigkas na corpuscular properties, habang ang wave properties ay halos wala.

Ang Gamma ay may malakas na traumatikong epekto sa mga nabubuhay na organismo, at sa parehong oras ay ganap na imposibleng makilala ito ng mga pandama.

Ito ay kabilang sa pangkat ng ionizing radiation, iyon ay, nag-aambag ito sa pagbabagong-anyo ng mga matatag na atomo ng iba't ibang mga sangkap sa mga ion na may positibo o negatibong singil. Ang bilis ng gamma radiation ay maihahambing sa bilis ng liwanag. Ang pagtuklas ng dati nang hindi kilalang radiation fluxes ay ginawa noong 1900 ng French scientist na si Villard.

Ang mga titik ng alpabetong Griyego ay ginamit para sa mga pangalan. Ang radiation, na nasa sukat ng electromagnetic radiation pagkatapos ng X-ray, ay tinatawag na gamma - ang ikatlong titik ng alpabeto.

Dapat itong maunawaan na ang mga hangganan sa pagitan ng iba't ibang uri ng radiation ay napaka-arbitrary.

Ano ang gamma radiation

Subukan natin, pag-iwas sa mga partikular na terminolohiya, upang maunawaan kung ano ang gamma-ionizing radiation. Ang anumang sangkap ay binubuo ng mga atomo, na kung saan ay may kasamang nucleus at mga electron. Ang isang atom, at higit pa sa nucleus nito, ay lubos na matatag, kaya kailangan ng mga espesyal na kondisyon para sa kanilang paghahati.

Kung ang mga kundisyong ito sa paanuman ay lumitaw o nakuha nang artipisyal, ang proseso ng pagkabulok ng nukleyar ay nangyayari, na sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya at elementarya na mga particle.

Depende sa kung ano ang eksaktong inilabas sa prosesong ito, nahahati ang radiation sa ilang uri. Ang alpha, beta at neutron radiation ay nakikilala sa pamamagitan ng paglabas ng elementarya na mga particle, at ang X-ray at gamma active beam ay isang daloy ng enerhiya.

Bagaman, sa katunayan, ang anumang radiation, kabilang ang radiation sa hanay ng gamma, ay tulad ng isang stream ng mga particle. Sa kaso ng radiation na ito, ang mga particle ng daloy ay mga photon o quark.

Ayon sa mga batas ng quantum physics, mas maikli ang wavelength, mas mataas ang enerhiya ng radiation quanta.

Dahil ang wavelength ng gamma rays ay napakaliit, maaari itong pagtalunan na ang enerhiya ng gamma radiation ay napakataas.

Ang paglitaw ng gamma radiation

Ang mga mapagkukunan ng radiation sa hanay ng gamma ay iba't ibang mga proseso. May mga bagay sa uniberso kung saan nagaganap ang mga reaksyon. Ang resulta ng mga reaksyong ito ay cosmic gamma radiation.

Pangunahing pinagmumulan ng gamma ray ay mga quasar at pulsar. Ang mga reaksyong nuklear na may napakalaking paglabas ng enerhiya at gamma ray ay nagaganap din sa panahon ng pagbabago ng isang bituin sa isang supernova.

Ang gamma electromagnetic radiation ay nangyayari sa panahon ng iba't ibang mga transition sa rehiyon ng atomic electron shell, pati na rin sa panahon ng pagkabulok ng nuclei ng ilang mga elemento. Kabilang sa mga pinagmumulan ng gamma rays, maaari ding pangalanan ng isa ang isang tiyak na daluyan na may malakas na magnetic field, kung saan ang mga elementarya na particle ay pinababa ng bilis ng paglaban ng daluyan na ito.

Panganib ng gamma ray

Dahil sa mga katangian nito, ang gamma radiation ay may napakataas na lakas ng pagtagos. Upang ihinto ito, kailangan mo ng lead wall na hindi bababa sa limang sentimetro ang kapal.

Ang balat at iba pang mga mekanismo ng proteksyon ng isang buhay na nilalang ay hindi isang hadlang sa gamma radiation. Direkta itong tumagos sa mga selula, na may mapangwasak na epekto sa lahat ng mga istruktura. Ang mga irradiated molecule at atoms ng isang substance mismo ay nagiging source ng radiation at pumukaw ng ionization ng iba pang particle.

Bilang resulta ng prosesong ito, ang iba pang mga sangkap ay nakuha mula sa ilang mga sangkap. Bumubuo sila ng mga bagong selula na may ibang genome. Hindi kinakailangan sa pagtatayo ng mga bagong selula, ang mga labi ng mga lumang istruktura ay nagiging mga lason para sa katawan.

Ang pinakamalaking panganib ng radiation rays para sa mga buhay na organismo na nakatanggap ng isang dosis ng radiation ay ang hindi nila maramdaman ang presensya ng nakamamatay na alon na ito sa kalawakan. At gayundin sa katotohanan na ang mga buhay na selula ay walang anumang partikular na proteksyon mula sa mapanirang enerhiya na dinadala ng gamma ionizing radiation. Ang ganitong uri ng radiation ay may pinakamalaking epekto sa estado ng mga selula ng mikrobyo na nagdadala ng mga molekula ng DNA.

Iba't ibang mga selula ng katawan ang kumikilos sa mga gamma ray, at may iba't ibang antas ng pagtutol sa mga epekto ng ganitong uri ng enerhiya. Gayunpaman, ang isa pang katangian ng gamma radiation ay ang pinagsama-samang kakayahan.

Ang isang solong pag-iilaw na may isang maliit na dosis ay hindi nagiging sanhi ng hindi na maibabalik na mapanirang epekto sa isang buhay na cell. Iyon ang dahilan kung bakit natagpuan ng radiation ang aplikasyon sa agham, medisina, industriya at iba pang larangan ng aktibidad ng tao.

Mga aplikasyon ng gamma ray

Kahit na ang nakamamatay na mga sinag ng mapagtanong isip ng mga siyentipiko ay nakahanap ng mga lugar ng aplikasyon. Sa kasalukuyan, ang gamma radiation ay ginagamit sa iba't ibang industriya, ay para sa kapakinabangan ng agham, at matagumpay ding ginagamit sa iba't ibang kagamitang medikal.

Ang kakayahang baguhin ang istraktura ng mga atomo at molekula ay naging kapaki-pakinabang sa paggamot ng mga malubhang sakit na sumisira sa katawan sa antas ng cellular.

Para sa paggamot ng mga oncological neoplasms, ang gamma ray ay kailangang-kailangan, dahil nagagawa nilang sirain ang mga abnormal na selula at itigil ang kanilang mabilis na paghahati. Minsan imposibleng pigilan ang abnormal na paglaki ng mga selula ng kanser, pagkatapos ay sumagip ang gamma radiation, kung saan ang mga selula ay ganap na nawasak.

Ang gamma-ionizing radiation ay ginagamit upang sirain ang pathogenic microflora at iba't ibang potensyal na mapanganib na contaminants. Sa radioactive ray, ang mga medikal na instrumento at aparato ay isterilisado. Gayundin, ang ganitong uri ng radiation ay ginagamit upang disimpektahin ang ilang mga produkto.

Ang mga sinag ng gamma ay kumikinang sa iba't ibang produktong metal para sa espasyo at iba pang mga industriya upang matukoy ang mga nakatagong depekto. Sa mga lugar ng produksyon kung saan ang lubos na kontrol sa kalidad ng mga produkto ay kinakailangan, ang ganitong uri ng pag-verify ay kailangan lang.

Sa tulong ng gamma rays, sinusukat ng mga siyentipiko ang lalim ng pagbabarena, kumuha ng data sa posibilidad ng paglitaw ng iba't ibang mga bato. Ang gamma ray ay maaari ding gamitin sa pag-aanak. Ang ilang mga piling halaman ay pinaiinitan ng isang mahigpit na dosed na daloy upang makuha ang ninanais na mga mutasyon sa kanilang genome. Sa ganitong paraan, nakakakuha ang mga breeder ng mga bagong lahi ng halaman na may mga katangiang kailangan nila.

Sa tulong ng gamma flux, natutukoy ang bilis ng spacecraft at mga artipisyal na satellite. Sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga beam sa outer space, matutukoy ng mga siyentipiko ang distansya at imodelo ang landas ng spacecraft.

Mga paraan ng proteksyon

Ang mundo ay may likas na mekanismo ng pagtatanggol laban sa cosmic radiation, ito ay ang ozone layer at ang itaas na kapaligiran.

Ang mga sinag na iyon, na may napakalaking bilis, ay tumagos sa protektadong espasyo ng mundo, ay hindi nagdudulot ng malaking pinsala sa mga buhay na nilalang. Ang pinakamalaking panganib ay kinakatawan ng mga pinagmumulan at gamma radiation na nakuha sa mga kondisyong panlupa.

Ang pinakamahalagang pinagmumulan ng panganib ng kontaminasyon ng radiation ay nananatiling mga negosyo kung saan ang isang kontroladong reaksyong nuklear ay isinasagawa sa ilalim ng kontrol ng tao. Ito ay mga nuclear power plant, kung saan ang enerhiya ay ginawa upang magbigay ng liwanag at init sa populasyon at industriya.

Ang pinakaseryosong mga hakbang ay ginagawa upang mabigyan ang mga manggagawa ng mga pasilidad na ito. Ang mga trahedya na naganap sa iba't ibang bahagi ng mundo, dahil sa pagkawala ng kontrol ng tao sa isang nuclear reaction, ay nagturo sa mga tao na maging maingat sa isang hindi nakikitang kaaway.

Proteksyon ng mga manggagawa sa mga planta ng kuryente

Sa mga nuclear power plant at industriya na nauugnay sa paggamit ng gamma radiation, ang oras ng pakikipag-ugnay sa isang mapagkukunan ng panganib sa radiation ay mahigpit na limitado.

Ang lahat ng empleyado na may negosyo ay kailangang makipag-ugnayan o malapit sa pinagmumulan ng gamma radiation ay gumagamit ng mga espesyal na protective suit at dumaan sa ilang yugto ng paglilinis bago bumalik sa "malinis" na lugar.

Para sa epektibong proteksyon laban sa gamma ray, ginagamit ang mga materyales na may mataas na lakas. Kabilang dito ang lead, high-strength concrete, lead glass, at ilang uri ng bakal. Ang mga materyales na ito ay ginagamit sa pagtatayo ng mga proteksiyon na circuit ng mga power plant.

Ang mga elemento mula sa mga materyales na ito ay ginagamit upang lumikha ng mga anti-radiation suit para sa mga empleyado ng mga power plant na may access sa mga mapagkukunan ng radiation.

Sa tinatawag na "mainit" na zone, ang tingga ay hindi makatiis sa pagkarga, dahil ang punto ng pagkatunaw nito ay hindi sapat na mataas. Sa lugar kung saan nagpapatuloy ang isang thermonuclear reaction sa pagpapalabas ng mataas na temperatura, ang mga mamahaling rare earth metal, tulad ng tungsten at tantalum, ay ginagamit.

Ang lahat ng taong nakikitungo sa gamma radiation ay binibigyan ng indibidwal na mga instrumento sa pagsukat.

Dahil sa kakulangan ng natural na sensitivity sa radiation, ang isang tao ay maaaring gumamit ng dosimeter upang matukoy kung gaano karaming radiation ang natanggap niya sa isang tiyak na panahon.

Ang isang dosis na hindi hihigit sa 18-20 microroentgens bawat oras ay itinuturing na normal. Walang partikular na kakila-kilabot na mangyayari kapag na-irradiated na may dosis na hanggang 100 microroentgens. Kung ang isang tao ay nakatanggap ng ganoong dosis, ang mga epekto ay maaaring lumitaw sa loob ng dalawang linggo.

Kapag tumatanggap ng isang dosis ng 600 roentgens, ang isang tao ay nanganganib na mamatay sa 95% ng mga kaso sa loob ng dalawang linggo. Ang isang dosis ng 700 roentgens ay nakamamatay sa 100% ng mga kaso.

Sa lahat ng uri ng radiation, ang gamma ray ang pinaka-delikado sa tao. Sa kasamaang palad, ang posibilidad ng kontaminasyon ng radiation ay umiiral para sa lahat. Kahit na malayo sa mga pang-industriyang halaman na gumagawa ng enerhiya sa pamamagitan ng paghahati ng atomic nucleus, ang isa ay maaaring malantad sa panganib ng pagkakalantad sa radiation.

Alam ng kasaysayan ang mga halimbawa ng gayong mga trahedya.

Ito ang pinakamalawak na hanay ng electromagnetic spectrum dahil hindi ito limitado ng mataas na enerhiya. Ang malambot na gamma radiation ay nabuo sa panahon ng mga paglipat ng enerhiya sa loob ng atomic nuclei, mas mahirap - sa panahon ng mga reaksyong nuklear. Ang mga sinag ng gamma ay madaling sumisira sa mga molekula, kabilang ang mga biyolohikal, ngunit, sa kabutihang palad, ay hindi dumaan sa kapaligiran. Maaari lamang silang obserbahan mula sa kalawakan.

Ang superhigh-energy gamma quanta ay nagagawa ng banggaan ng mga naka-charge na particle na dispersed ng malalakas na electromagnetic field ng mga space object o terrestrial particle accelerators. Sa atmospera, dinudurog nila ang nuclei ng mga atomo, na lumilikha ng mga cascade ng mga particle na lumilipad sa halos liwanag na bilis. Kapag bumababa, ang mga particle na ito ay naglalabas ng liwanag, na sinusunod ng mga espesyal na teleskopyo sa Earth.

Sa enerhiya na higit sa 10 14 eV ang mga avalanches ng mga particle ay bumabagsak sa ibabaw ng Earth. Ang mga ito ay naitala ng mga scintillation sensor. Saan at paano nabuo ang ultrahigh-energy gamma rays ay hindi pa ganap na malinaw. Ang ganitong mga enerhiya ay hindi naa-access sa mga teknolohiyang terrestrial. Ang pinaka-energetic na quanta - 10 20 –10 21 eV, nagmula sa kalawakan na napakabihirang - humigit-kumulang isang quantum sa 100 taon bawat kilometro kuwadrado.

Mga pinagmumulan

Ang larawang kinunan noong 2005 ng HESS gamma-ray telescope. Ito ay naging isang kumpirmasyon na ang mga labi ng supernova ay nagsisilbing mga mapagkukunan ng mga cosmic ray - mga masiglang sisingilin na mga particle na, nakikipag-ugnayan sa bagay, ay bumubuo ng gamma radiation (tingnan). Ang acceleration ng mga particle, tila, ay ibinibigay ng isang malakas na electromagnetic field ng isang compact object - isang neutron star, na nabuo sa site ng isang sumasabog na supernova.

Ang mga banggaan ng masiglang sisingilin na mga particle ng cosmic ray na may nuclei ng mga atom ng interstellar medium ay nagbubunga ng mga cascades ng iba pang mga particle, pati na rin ang gamma ray. Ang prosesong ito ay katulad ng mga cascades ng mga particle sa atmospera ng lupa, na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng cosmic rays (tingnan). Ang pinagmulan ng pinakamataas na enerhiya na cosmic ray ay pinag-aaralan pa, ngunit mayroon nang ebidensya na maaari silang mabuo sa mga labi ng supernova.

Isang accretion disk sa paligid ng napakalaking black hole ( kanin. artista)

Sa panahon ng ebolusyon ng malalaking kalawakan, nabubuo ang napakalaking black hole sa kanilang mga sentro, na may masa mula sa ilang milyon hanggang bilyun-bilyong solar mass. Lumalaki ang mga ito dahil sa pagdami (pagbagsak) ng interstellar matter at maging ang buong bituin sa isang black hole.

Sa matinding accretion, isang mabilis na umiikot na disk ay nabuo sa paligid ng black hole (dahil sa pag-iingat ng angular momentum ng bagay na bumabagsak sa butas). Dahil sa malapot na friction ng mga layer na umiikot sa iba't ibang bilis, ito ay umiinit sa lahat ng oras at nagsisimulang mag-radiate sa X-ray range.

Ang bahagi ng bagay sa panahon ng pag-iipon ay maaaring ilabas sa anyo ng mga jet (jet) kasama ang axis ng umiikot na disk. Tinitiyak ng mekanismong ito ang aktibidad ng nuclei ng mga kalawakan at quasar. Mayroon ding black hole sa core ng ating Galaxy (ang Milky Way). Sa kasalukuyan, ang aktibidad nito ay minimal, ngunit ayon sa ilang mga indikasyon, mga 300 taon na ang nakalilipas ay mas mataas ito.

Mga tatanggap

Matatagpuan sa Namibia, binubuo ito ng 4 na parabolic dish na may diameter na 12 metro, na inilagay sa isang platform na may sukat na 250 metro. Ang bawat isa sa kanila ay may 382 bilog na salamin na may diameter na 60 cm, na tumutok sa bremsstrahlung na nabuo sa pamamagitan ng paggalaw ng mga energetic na particle sa atmospera (tingnan ang diagram ng teleskopyo).

Nagsimulang gumana ang teleskopyo noong 2002. Maaari itong pantay na magamit upang makita ang masiglang gamma quanta at mga sisingilin na particle - mga cosmic ray. Ang isa sa kanyang mga pangunahing resulta ay isang direktang kumpirmasyon ng matagal nang pagpapalagay na ang mga labi ng supernova ay pinagmumulan ng mga cosmic ray.

Kapag ang isang masiglang gamma ray ay pumasok sa atmospera, ito ay bumangga sa nucleus ng isa sa mga atomo at sinisira ito. Sa kasong ito, maraming mga fragment ng atomic nucleus at gamma quanta ng mas mababang enerhiya ang nabuo, na, ayon sa batas ng konserbasyon ng momentum, ay gumagalaw sa halos parehong direksyon tulad ng orihinal na gamma ray. Ang mga debris at quanta na ito ay malapit nang bumangga sa ibang nuclei, na bumubuo ng avalanche ng mga particle sa atmospera.

Karamihan sa mga particle na ito ay naglalakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag sa hangin. Bilang resulta, ang mga particle ay naglalabas ng bremsstrahlung, na umaabot sa ibabaw ng Earth at maaaring makita ng mga optical at ultraviolet na teleskopyo. Sa katunayan, ang atmospera mismo ng lupa ay nagsisilbing elemento ng gamma-ray telescope. Para sa ultrahigh-energy gamma rays, ang divergence ng beam na umaabot sa ibabaw ng Earth ay humigit-kumulang 1 degree. Tinutukoy nito ang resolusyon ng teleskopyo.

Sa isang mas mataas na enerhiya ng gamma ray, isang avalanche ng mga particle mismo ang umabot sa ibabaw - isang malawak na air shower (EAS). Ang mga ito ay naitala ng mga scintillation sensor. Isang obserbatoryo na pinangalanan kay Pierre Auger (bilang parangal sa nakatuklas ng EAS) ay kasalukuyang itinatayo sa Argentina upang obserbahan ang gamma radiation at ultra-high-energy cosmic rays. Kasama dito ang ilang libong tangke ng distilled water. Ang mga PMT na naka-install sa mga ito ay susubaybayan ang mga flash na nagaganap sa tubig sa ilalim ng impluwensya ng mga energetic na particle ng EAS.

Ang orbital observatory ay tumatakbo sa hanay mula sa hard X-ray hanggang sa malambot na gamma radiation (mula sa 15 keV hanggang 10 MeV), ay inilunsad sa orbit mula sa Baikonur Cosmodrome noong 2002. Ang obserbatoryo ay itinayo ng European Space Agency (ESA) na may partisipasyon ng Russia at United States. Ang disenyo ng istasyon ay gumagamit ng parehong platform tulad ng naunang inilunsad (1999) European X-ray observatory XMM-Newton.

Elektronikong aparato para sa pagsukat ng mahinang flux ng nakikita at ultraviolet radiation. Ang PMT ay isang elektronikong lampara na may photocathode at isang hanay ng mga electrodes, kung saan ang isang sunud-sunod na pagtaas ng boltahe ay inilalapat na may kabuuang pagbaba ng hanggang sa ilang kilovolts.

Ang radiation quanta ay nahuhulog sa photocathode at pinatumba ang mga electron mula dito, na lumipat sa unang elektrod, na bumubuo ng mahinang photoelectric current. Gayunpaman, sa kahabaan ng paraan, ang mga electron ay pinabilis ng inilapat na boltahe at nagpapatumba ng mas malaking bilang ng mga electron mula sa elektrod. Ito ay paulit-ulit nang maraming beses - ayon sa bilang ng mga electrodes. Bilang resulta, ang daloy ng elektron na nagmula sa huling elektrod patungo sa anode ay tumataas ng ilang mga order ng magnitude kumpara sa paunang photoelectric current. Nagbibigay-daan ito sa iyo na magrehistro ng napakahinang light flux, hanggang sa indibidwal na quanta.

Ang isang mahalagang tampok ng PMT ay ang bilis ng pagtugon. Nagbibigay-daan ito sa mga ito na magamit upang makita ang mga lumilipas na kababalaghan, tulad ng mga pagkislap na nangyayari sa isang scintillator kapag ang isang masiglang sisingilin na particle o quantum ay na-absorb.

tumatagos na radiation. Ang penetrating radiation ay nauunawaan bilang ang daloy ng gamma rays at neutrons na ibinubuga mula sa zone ng isang nuclear explosion papunta sa panlabas na kapaligiran.

Ang penetrating radiation ay nauunawaan bilang ang daloy ng gamma rays at neutrons na ibinubuga mula sa zone ng isang nuclear explosion papunta sa panlabas na kapaligiran. Ayon sa kanilang mga pisikal na katangian, ang mga uri ng radiation na ito ay naiiba sa bawat isa, ngunit mayroon silang magkakatulad na kakayahang magpalaganap sa hangin sa lahat ng direksyon sa mga distansya hanggang sa 2.5-3 km. Ang oras ng pagkilos ng penetrating radiation ay 15-20 segundo at natutukoy sa oras na ang pagsabog ng ulap ay tumaas sa ganoong taas kung saan ang gamma radiation ay ganap na nasisipsip ng hangin at hindi umabot sa ibabaw ng lupa. Kinakailangang makilala ang pagitan ng matalim na radiation, na kumikilos lamang ng ilang segundo, at radioactive na kontaminasyon ng lugar, ang nakakapinsalang epekto nito ay nagpapatuloy sa mahabang panahon. Ang pangunahing pinagmumulan ng gamma radiation ay fission fragment ng nuclear fuel; ang mga neutron na matatagpuan sa explosion zone at isang radioactive cloud sa panahon ng nuclear explosion ay nabuo sa panahon ng fission reactions (sa panahon ng chain reaction), sa panahon ng thermonuclear fusion, at bilang resulta ng pagkabulok ng mga fragment ng fission. Ang mga neutron na ginawa sa mga reaksyon ng fission at fusion ay ibinubuga sa loob ng mga fraction ng isang microsecond at tinatawag na instant, at mga neutron na nabuo sa panahon ng pagkabulok ng mga fragment ng fission - nahuhuli. Sa ilalim ng impluwensya ng mga neutron, ang ilang mga non-radioactive substance ay nagiging radioactive. Ang prosesong ito ay tinatawag na sapilitan aktibidad.

Halos sabay-sabay na kumikilos ang mga neutron at gamma radiation. Bagama't ang mga neutron ay pangunahing inilalabas sa unang ilang segundo, at ang gamma radiation ay tumatagal ng ilang segundo pa, ang katotohanang ito ay hindi mahalaga. Sa koneksyon na ito, ang nakakapinsalang epekto ng pagtagos ng radiation ay tinutukoy ng kabuuang dosis na nakuha mula sa pagdaragdag ng mga dosis ng gamma radiation at neutrons. Kaya tinatawag mga bala ng neutron, ay mga sandatang nuklear na may mababang singil na thermonuclear, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng ani ng neutron radiation. Sa isang neutron munition, ang mga nakakapinsalang salik tulad ng shock wave, light radiation, radioactive contamination ng lugar ay pangalawang kahalagahan, at ang pangunahing nakapipinsalang salik sa pagsabog ng neutron munition ay penetrating radiation. Bilang bahagi ng tumatagos na radiation sa naturang mga bala, ang neutron flux ay nananaig sa gamma radiation.

Ang nakapipinsalang epekto ng pagtagos ng radiation sa mga tao ay nakasalalay sa natanggap na radiation. mga dosis ng radiation, ibig sabihin. sa dami ng enerhiya na hinihigop ng katawan at ang antas ng tissue ionization na nauugnay dito. Ang resulta ng pagkakalantad sa iba't ibang dosis ng radiation sa isang tao ay acute radiation sickness (ARS) .

Para sa proteksyon laban sa matalim na radiation iba't ibang materyales ang ginagamit na nagpapahina sa pagkilos ng gamma radiation at neutrons. Ang kakayahang ito ng mga materyales ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga kalahating attenuation layer . Ito ay nauunawaan bilang ang kapal ng materyal, na dumadaan kung saan ang gamma radiation at ang neutron flux ay humina ng 2 beses. Sa kasong ito, dapat itong alalahanin na ang gamma radiation ay mas pinahina, mas siksik ang sangkap, halimbawa, tingga, kongkreto, bakal. Ang neutron flux ay mas pinahina ng mga light material (tubig, polyethylene, paraffin, fiberglass) na naglalaman ng nuclei ng mga light elements tulad ng hydrogen, carbon, atbp. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang layer ng tubig na 70 cm ang kapal o isang layer ng paraffin na 650 cm ay nagpapahina. ang neutron flux ng 100 beses ( Tab. isa).

Layunin

Ang gawain ay naglalayong praktikal na pagsasanay sa paraan ng pagtukoy ng enerhiya ng gamma quanta sa pamamagitan ng pagpapahina ng isang makitid na sinag ng radiation sa isang sangkap sa pamamagitan ng eksperimento na pagsukat ng halaga ng mass attenuation coefficient.

Panimula

1. Pangkalahatang konsepto

Ang gamma radiation ay isang photon radiation na may discrete energy spectrum na nangyayari kapag ang energy state ng atomic nuclei ay nagbabago, nuclear transformations, at particle annihilation. Ang gamma radiation ay electromagnetic na hindi direktang nag-ionize ng radiation. Ang enerhiya ng gamma quanta na ibinubuga ng radionuclides ay mula 0.01 MeV hanggang 10 MeV. Karamihan sa mga radionuclides ay gumagawa ng gamma radiation na may kumplikadong spectrum ng enerhiya. Ang ilang mga nuclei (may iilan sa kanila) ay naglalabas ng monoenergetic gamma radiation.

Para sa mga radionuclides na may isang kumplikadong spectrum ng gamma radiation, ang epektibong enerhiya ng photon ng naturang monoenergetic photon radiation ay maaaring matukoy sa eksperimento, ang kamag-anak na pagpapalambing kung saan sa isang absorber ng isang tiyak na komposisyon at isang tiyak na kapal ay pareho sa itinuturing na hindi- monoenergetic photon radiation.

Ang mga katangian ng gamma radiation ay ang flux ng gamma rays at ang flux density.

Ang flux ng gamma quanta ay nauunawaan bilang ratio ng bilang ng quanta dN γ na tumatagos sa isang partikular na ibabaw sa isang agwat ng oras dt sa pagitan na ito

Ang gamma-quantum flux density ay ang ratio ng flux dФ γ, na tumatagos sa volume ng elementary sphere, sa cross-sectional area ng sphere na ito dS

Ang mga katulad na katangian na isinasaalang-alang ang enerhiya ng gamma rays ay ang energy flux at energy flux density ng gamma radiation.

Ang pakikipag-ugnayan ng gamma radiation sa bagay ay pangunahing isinasagawa dahil sa tatlong elementarya na proseso: ang photoelectric effect, incoherent scattering (Compton effect) at ang pagbuo ng electron-positron pairs (pair effect). Sa mababang enerhiya ng gamma rays, ang magkakaugnay na scattering ng mga electron ay gumagawa din ng isang tiyak na kontribusyon.

Ang posibilidad ng pakikipag-ugnayan ng gamma quanta sa matter ay nailalarawan sa pamamagitan ng mass attenuation coefficient. Ito ay tumutukoy sa share ratio hindi direktang nag-ionize ng mga particle ng isang naibigay na enerhiya na sumailalim sa interaksyon habang dumadaan sa isang elementarya na landas dl sa isang medium na may density ρ sa haba ng landas na ito at sa density ng medium

Para sa photon radiation, ang mass attenuation coefficient ay katumbas ng kabuuan ng mass attenuation coefficients dahil sa photoelectric effect, incoherent scattering, coherent scattering, at ang pagbuo ng mga pares ng electron-positron. Sa kasong ito, para sa gamma radiation, ang magkakaugnay na pagkalat, bilang panuntunan, ay hindi isinasaalang-alang:

Tulad ng makikita mula sa kahulugan sa itaas, sa mga tuntunin ng pisikal na kahulugan, ang mass attenuation coefficient ay ang posibilidad para sa gamma quanta na makipag-ugnayan sa bagay sa isang yunit na target na kapal ng masa.

Kadalasang ginagamit ng mga kalkulasyon ng radiation shielding ang linear gamma attenuation factor μ, na nakukuha sa pamamagitan ng pagpaparami ng mass attenuation factor sa density ρ. Ayon sa pisikal na kahulugan, ang linear attenuation coefficient ay ang posibilidad ng pakikipag-ugnayan ng isang gamma-quantum na may isang sangkap sa isang landas ng haba ng yunit. Ang mga yunit ng pagsukat at μ sa SI system ay m 2 /kg at m -1, ayon sa pagkakabanggit.

Ang magnitude ng mga coefficient ng pagpapalambing ay nakasalalay sa isang kumplikadong paraan sa enerhiya ng gamma ray at sa materyal ng proteksyon. Ang mga dependence na ito ay ibinibigay sa handbook sa anyo ng mga talahanayan o mga graph (tingnan ang Appendix 3, Fig. 3-6).

Ang isang analytical expression para sa paglalarawan ng attenuation ng gamma radiation sa pamamagitan ng proteksyon ay maaaring makuha para sa isang makitid na sinag ng monoenergetic gamma radiation. Sa kasong ito, bilang resulta ng anumang pagkilos ng pakikipag-ugnayan, ang gamma quantum ay umaalis sa sinag. Dahil dito, ang bilang ng mga photon na umaalis sa beam dN ay proporsyonal sa ipinasa na kapal ng substance dx at ang bilang ng mga photon ng insidente N, i.e.

Para sa monoenergetic radiation, ang μ ay pare-pareho, at ang pagsasama ng nagresultang expression ay nagbibigay

Kung hahatiin natin ang parehong bahagi ng expression na ito sa target na lugar at oras ng pag-iilaw, makukuha natin ang expression para sa density ng gamma-ray flux.

kung saan ang φ γ0 at φ γ ay ang gamma-ray flux density bago at pagkatapos ng absorber ng kapal d.

Ang dependency graph lgφ=f(d) ay may form na ipinapakita sa fig. 4.1.

Nagsisilbi ang eksperimental na graph na ginawa upang matukoy ang halaga ng linear attenuation coefficient μ, at pagkatapos, gamit ang reference na graph μ=f(E), upang matukoy ang enerhiya ng gamma radiation. Ang halaga ng μ mula sa graph ay tinutukoy alinman sa pamamagitan ng kapal ng half-attenuation layer d 1/2

o sa pamamagitan ng padaplis ng slope α

Kapag nagsasagawa ng trabaho, hindi ang flux density φ γ ang direktang sinusukat, ngunit proporsyonal dito, ang rate ng bilang ng pulso n.

1.2. Paglalarawan ng setup ng laboratoryo

Ang block diagram ng setup ng laboratoryo ay ipinapakita sa fig. 4.2. Ang mga mapagkukunan ng radiation ay mga paghahanda ng 60 Co o 137 Cs na may aktibidad na humigit-kumulang 10 mCu. Ang pinagmulan ay inilalagay sa isang lead shield, kung saan lumalabas ang isang direktang sinag ng gamma ray, na dumadaan sa isang absorber patungo sa detector. Ang pangalawang collimator ay ginagamit upang sumipsip ng gamma rays na nakakalat sa absorber, kung hindi man ay mababawasan ang halaga ng attenuation coefficient ng gamma radiation.

Ang mga sukat ay isinasagawa sa isang laboratoryo setup na binuo batay sa KRVP-3B radiometer.

Pagsasagawa ng mga gawain sa laboratoryo

2.1. Paghahanda para sa trabaho at paggawa ng mga sukat

Kumuha ng pinagmumulan ng radiation at isang set ng absorber plates mula sa laboratory assistant.

Ipunin ang setup ng laboratoryo tulad ng ipinapakita sa fig. 4.2. block diagram. Magbayad ng espesyal na pansin sa pagkakahanay ng mga collimator. Upang gawin ito, bago i-install ang pinagmulan sa collimator, gumawa ng "pagpuntirya" sa pamamagitan ng pagmamasid sa pamamagitan ng pangalawang collimator. I-install ang pinagmulan ng radiation pagkatapos sukatin ang background sa laboratoryo.

Ihanda ang radiometer KRVP-3B para sa operasyon. Kalkulahin ang background sa loob ng limang minuto.

Itakda ang pinagmulan ng radiation, sukatin ang bilang ng rate nang walang absorber. Pagkatapos ay i-install ang isa, dalawa, tatlo, atbp. absorber plates, sa bawat oras na sinusukat ang kanilang kapal at ang bilang ng rate mula sa gamma radiation beam na dumadaan sa kanila. Piliin ang oras ng pagsukat ng rate ng pagbibilang batay sa 5% katumpakan ng pagsukat.

Magsagawa ng mga sukat hanggang sa bumaba ang rate ng pagbibilang ng 8-10 beses. Itala ang mga resulta ng mga sukat at kasunod na mga kalkulasyon sa talahanayan ng ulat.

Batay sa mga resulta ng pagsukat, i-plot lg n=f(d), tukuyin ang attenuation coefficient ng gamma radiation mula sa graph, at gamitin ito upang matukoy ang enerhiya ng gamma rays.

2.2. Paghahanda ng isang ulat sa gawaing laboratoryo

Bago simulan ang trabaho, kinakailangan na gumuhit ng isang maikling paglalarawan ng trabaho sa isang espesyal na form ng ulat at maghanda ng isang talahanayan para sa pagtatala ng mga resulta ng pagsukat. Ihanda ang mga coordinate axes para sa pag-plot ng dependency graph lg n=f(d).

Talahanayan 4.1 Mga resulta ng pagsukat

N f = mga pulso bawat t = minuto

n f = imp/min. Absorber na materyal

Batay sa mga resulta ng pagsukat, bumuo ng isang graph ng dependence lgn=f(d), kung saan matutukoy ang halaga ng μ. Mula sa mga graph (tingnan ang Appendix, Fig. 3, 4, 5, 6) matukoy ang enerhiya ng γ-quanta. Ang nakuhang halaga ng enerhiya ng γ-quanta ay inihambing sa mga halaga ng tabular (tingnan ang Appendix 2, Talahanayan 6) at matukoy ang error sa pagsukat.

3. Kaligtasan

Bago simulan ang trabaho, ang bawat tagapalabas ay dapat makatanggap ng dosimeter mula sa laboratory assistant upang sukatin ang dosis ng radiation. Kumuha lamang ng mga mapagkukunan ng γ-radiation gamit ang mga sipit. Pagkatapos ilagay ang source sa collimator, isara ang reverse side ng collimator gamit ang lead shield.

Sa proseso ng pagsasagawa ng trabaho, kinakailangan na gumawa ng mga hakbang upang mabawasan ang dosis ng radiation, habang inaalala na ang dosis ng radiation mula sa isang mapagkukunan ng punto ay proporsyonal sa oras at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya.

Pagkatapos ng trabaho, sinusukat ng katulong sa laboratoryo ang mga dosis ng radiation, nag-uulat sa guro at ipinapasok ang mga ito sa rehistro ng dosis. Dahil may delikadong boltahe (400 V) sa electrical circuit ng unit, BAWAL buksan ang electrical circuit.

mga tanong sa pagsusulit

Anong uri ng radiation ang ginagawa?

Ano ang gamma radiation?

Ano ang spectrum ng gamma rays?

Anong mga proseso ang tumutukoy sa attenuation ng gamma radiation sa matter?

Ano ang gamma ray flux?

Ano ang density ng gamma flux?

Ano ang mass attenuation factor para sa gamma rays?

Ano ang pisikal na kahulugan ng linear attenuation coefficient ng gamma radiation?

Ang linear attenuation coefficient ng gamma radiation sa lead ay 0.5 cm -1 . Ano ang enerhiya ng gamma rays?

Ang layer ng kalahating attenuation ng gamma radiation sa lead ay 1.4 cm Ano ang enerhiya ng gamma rays?

Ang mass attenuation coefficient ng gamma radiation sa lead ay 0.02 m 2 /kg. Ano ang enerhiya ng gamma rays?

Anong relasyon sa matematika ang naglalarawan sa pagpapahina ng gamma radiation sa matter?

Anong mga kundisyon ang dapat matugunan upang ang pagpapahina ng gamma radiation sa isang substance ay mailarawan ng isang exponential?

Ano ang anyo ng dependency graph lgφ γ =f(d)?

Paano matukoy ang enerhiya ng gamma radiation mula sa graph lgφ γ =f(d)?

Bakit kailangan natin ng mga collimator sa gawaing ito?

Ano ang mga paraan upang bawasan ang dosis ng radiation mula sa isang point source ng gamma radiation?

Paano baguhin ang dosis ng pag-iilaw ng mga daliri, kung sa halip na mga sipit (R=25cm) ang pinagmulan ay kinuha sa pamamagitan ng kamay (R=0.5cm)?

Ano ang tumitiyak sa kinakailangang katumpakan ng pagsukat sa gawaing ito?

Anong radionuclide ang pinag-aralan sa gawaing ito?

Ano ang enerhiya ng gamma radiation mula sa radionuclide sa gawaing ito?

LAB #5

Pag-install ng file na "Gamma-Stream. Hydraulic calculation" ay available kapag hiniling.

Kasama sa software ang isang kasunduan sa lisensya.

Kasama sa Bersyon 1.1.0.1 ng Gamma-Stream software package ang mga sumusunod na pagbabago at karagdagan:

1. Seksyon "Pagkalkula ng masa ng gas":

1.1 Pinalawak na hanay ng mga module:

• Nagdagdag ng 160l module. para sa isang presyon ng 60 bar.
• Nagdagdag ng mga module na may dami na 80l. at 100l. para sa presyon na 150 bar na may diameter na ZPU 40mm para sa Freon 23.
• Isang linya ng mga module ng uri ng MPU para sa CO2 na may diameter ng ZPU na 12mm ay ipinakilala.

1.2. Para sa GOTV Freon FK-5-1-12, dalawang halaga ng karaniwang konsentrasyon ang ipinakilala:

• karaniwang konsentrasyon Sn 4.2% alinsunod sa kasalukuyang bersyon ng SP5.13130-2009 (amendment No. 1)
• karaniwang konsentrasyon Сн 5.4% alinsunod sa draft na bagong edisyon ng SP5.13130 ​​​​na binago. 2015

1.3. Inayos ang pagpapakita ng natitirang GOTV sa piping

2. Seksyon "Pagkalkula ng haydroliko":

2.1. Ipinakilala ang mga espesyal na nozzle para sa GOTV Freon FK-5-1-12

2.2.Natukoy ang mga koepisyent ng haydroliko na pagtutol ng mga elemento ng pipeline (turn, tee).

2.3. Ang mga karagdagang pagkalugi sa mga vertical na seksyon ng pipeline ay tinukoy.

Ang software na "Gamma-Potok" ay maaaring gamitin sa loob ng 10 araw mula sa petsa ng pag-install sa test mode nang walang limitasyon sa pagganap. Susunod, kailangan mong magparehistro para matanggap ang Registration Key.

Algoritmo ng pagpaparehistro:

1. Sa window ng "Impormasyon sa Pagpaparehistro", mag-click sa pindutang "Kumuha ng Key sa Pagpaparehistro".
2. Punan ang mga patlang ng data sa binuksan na window na "Pagpaparehistro ng gumagamit ng Gamma Stream program".

Sa pamamagitan ng pag-click sa pindutang "OK", kinukumpirma mo ang katumpakan ng tinukoy na data at sumasang-ayon sa pag-iimbak at pagproseso ng data ng NPO Fire Automation Service LLC.
Susunod, bubuo ang Programa ng file sa pagpaparehistro at mag-aalok na i-save ito sa iyong computer.
Para makatanggap ng registration key, dapat mong ipadala ang file na ito sa aming address. Ipapadala namin sa iyo ang susi sa programa sa isang sulat ng tugon.

Paggamit ng nakolektang impormasyon.

Hindi namin ibinabahagi ang impormasyong natanggap para sa anumang layunin, kabilang ang paglilipat nito sa isang third party. Ang impormasyong natanggap mula sa iyo ay maaaring ibunyag lamang sa mga kaso na itinakda ng batas ng Russian Federation o sa iyong nakasulat na kahilingan.

Mga Madalas Itanong

Matapos suriin ang mga madalas itanong ng mga taga-disenyo, nabuo ng aming mga espesyalista ang:

• file para sa pagkalkula ng maximum working pressure para sa mga tubo na may iba't ibang kapal ng pader (xls, ~21Kb);
• file para sa pagkalkula ng opening area para sa overpressure relief (xls, ~62Kb) .

1. Tanong: bakit ang programa ay gumagamit ng mga tubo at mga kabit na hindi mabibili sa merkado.
Sagot:

• Tungkol sa mga tubo: ang assortment ng mga tubo ayon sa GOST 8732 at GOST 8734 ay idinagdag sa database ng software ng Gamma-Potok. Ang mga RECOMMENDED na uri ng pipe na pinili ng programa ay ibinibigay sa ulat para sa hydraulic kalkulasyon. Gayunpaman, ang gumagamit ng programa ay maaaring nakapag-iisa na lumikha ng kanyang sariling listahan na may isang hanay ng mga tubo, batay sa posibilidad na makuha ito sa kanyang rehiyon. Gayundin, kapag nakikipag-ugnay sa amin sa gawain ng pagsasagawa ng isang haydroliko na pagkalkula, maaaring ipahiwatig ng taga-disenyo ang listahan ng mga tubo na kailangan niya. Upang suriin ang kawastuhan ng pagpili ng kapal ng pader ng pipe, maaaring gamitin ng taga-disenyo ang file na "Pagkalkula ng maximum na presyon ng pagtatrabaho para sa mga tubo na may iba't ibang kapal ng pader" na nai-post sa aming website.
• Pro fittings: Sa ulat para sa hydraulic calculation, ang mga RECOMMENDED na uri ng fittings na pinili ng program ay ibinibigay. Ang karaniwang hanay ng mga bends ayon sa GOST 17375 at tees ayon sa GOST 17376 ay napakalimitado at hindi sapat para sa mga kalkulasyon ng disenyo. Samakatuwid, ang isang hanay ng mga kabit ay ipinakilala sa database ng software ng Gamma-Potok, na kinabibilangan ng parehong karaniwang hanay ng mga bend at tee alinsunod sa tinukoy na GOST, at isang hanay ng laki ng mga kabit (na may isang hakbang kasama ang panloob na diameter na 1 mm), na maaaring gawin nang isa-isa alinsunod sa mga kinakailangan na tinukoy ng GOST ng mga dalubhasang negosyo. Gayundin, hindi ipinagbabawal ng mga pamantayan ang paggamit ng mga kabit na maaaring gawin ng mga organisasyon ng pag-install nang nakapag-iisa mula sa mga tubo alinsunod sa GOST 8732 at GOST 8734.

2. Tanong: bakit ang Gamma Potok software ay hindi nagbibigay para sa pagkalkula ng lugar ng pagbubukas para sa overpressure relief alinsunod sa SP 5.13130.2009
Sagot:

• hindi namin sinasadya ang pagkalkula na ito sa programa ng pagkalkula ng haydroliko, dahil naniniwala kami na ito ay hindi direktang nauugnay sa haydroliko na pagkalkula at nangangailangan ng hiwalay na pag-unawa, pagkolekta ng paunang data na nauugnay sa mga istruktura ng gusali.
• upang matulungan ang taga-disenyo na maisagawa ang pagkalkula na ito nang nakapag-iisa, binuo namin