Расчет толщины защиты от фотонного излучения для различных материалов

В большинстве портативных и лабораторных анализаторах металлов и сплавов используются рентгеновские трубки, являющиеся источниками ионизирующих излучений. Всем известны последствия небезопасного использования радиоактивного излучения для здоровья организма. Для того, чтобы обеспечить безопасное для человека использование оборудования, необходимо знать толщину того или иного материала, используемого в качестве "поглотителя" излучения.

Nо - количество частиц, излучаемое от рентгеновской трубки.

N - количество частиц, оставшихся после прохождения защиты толщиной d.

Для расчета необходимо знать несколько понятий:

Линейный коэффициент ослабления μ  характеризует уменьшение интенсивности излучения при прохождении через 1 см вещества и равный отношению доли dN/N фотонов данной энергии, претерпевших взаимодействие при прохождении элементарного пути dl в среде, к длине этого пути:

 1  . dN 

μ= N     dl

Массовый коэффициент ослабления μm - отношение соответствующих линейных коэффициентов взаимодействия к плотности р среды, через которую проходит фотонное излучение:

 μ    

μm=   p  

Длина свободного пробега l в среде - величина, обратно пропорциональная коэффициенту ослабления μ:

       1    

    l=   μ  

    N изменяется по закону:

Nо рентгеновских трубок в основном равен 1010  и пусть N=1, тогда

    Так как  е≈2,7, то 

μd=25

Далее по таблицам коэффициентов ослабления для различных материалов, зная энергию излучения, находим линейный коэффициент ослабления.

Пример:

    Для энергии равной 0,04 МэВ коэффициент ослабления для алюминия равен  , значит:

       25    
d=  1,33 = 18,8 см  

    Для свинца µ= см, значит:

       25    
d=  151 = 0,16 см = 1,6 см  

    То есть для безопасного использования рентгеновской трубкой необходимо установить защиту из алюминия толщиной 18,8 см, а из свинца толщиной 1,6 см.