Почему коэффициент ослабления радиации зависит от энергии излучения?
А также, почему коэффициент ослабления НЕЛИНЕЙНО зависит от толщины экранирующего материала??
ДополненВопросы из жизни. Радиация вокруг нас, мы живем в полях излучений... По работе занимаюсь этой темой. Поэтому хотелось бы самообразовываться.
Интенсивность гамма-излучения при прохождении им вещества падает по экспоненциальному закону (I2=I1*exp(-mx), где m - линейный коэффициент ослабления излучения, х - длина) . Величина m зависит от вида вещества, в котором движется излучение (его плотности и атомного номера) , и от энергии самого излучения: чем больше энергия, тем меньше этот коэффициент и тем хуже идет поглощение излучения веществом. Причина этого заключается в ослаблении взаимодействия излучения с веществом, а происходит это по следующей причине. Энергия излучения рассчитывается как E=hv=hс/L, где v - частота, L - длина волны, c - скорость света. Увеличение энергии излучения ведет к уменьшению ее длины волны. Если мы будет представлять излучение в виде фотонов или корпускул, это означает, что уменьшается поперечный размер этих фотонов. А чем они меньше, тем реже сталкиваются с атомами вещества. Поэтому степень взаимодействия с веществом падает.
А вот насчет другого Вашего вопроса о нелинейной зависимости коэффициента ослабления от толщины мишени я что-то сильно сомневаюсь. Мне не известен такой эффект. Нелинейно (экспоненциально) ослабевает само излучение, но не коэффициент излучения.
PS. Подумал, а потом порылся в учебнике физики и выяснил: коэффициент ослабления излучения действительно должен меняться по мере проникновения излучения в мишень. Ведь чем дальше проходит излучение, тем меньше становится его энергия. А чем меньше энергия, тем лучше взаимодействует излучение с веществом и тем больше коэффициент поглощения. Та формула, что приведена мною выше, справедлива для тонких мишеней, когда коэффициент m не успевает сильно измениться. А для толстых мишеней необходимо вводить поправки на толщину.
Читаю книгу О.И. Василенко "Радиационная экология". Изложу кратко, что поняла.
Альфа-частицы: Основная часть потерь их энергии происходит за счёт ионизации атомов и молекул вещества. Ионизациооные потери резко возрастают в конце пути частицы - т.н. пик Брэгга. Имея большую массу, альфа-частица в процессе торможения сохраняет направление движения.
Бета-излучение: Электрон также теряет энергию на ионизацию. Но, кроме того, двигаясь в кулоновском поле атомных ядер и других электронов, он испытывает значительное ускорение и излучает (т.н. радиационные потери энергии). При малых энергиях преобладают ионизационные потери, при больших - радиационные. А ещё электроны испытывают значительные отклонения при рассеянии на атомах вещества. Их путь не прямолинеен.
Гамма-излучение: Наиболее важными видами его взаимодействия с веществом являются фотоэффект, комптоновское рассеяние и рождение электрон-позитронных пар.
Фотоэффект преобладает при низких энергиях гамма-квантов. А вот рождение гамма-квантом пары в поле заряженной частицы происходит, только если его энергия превышает некоторую пороговую.
Ослабление интенсивности I(x) узкого параллельного моноэнергетического потока гамма-квантов происходит по экспоненциальному закону:
I(x)=I exp{-s n x} , где s - полное эффективное сечение (сумма сечений для всех указанных эффектов), n - плотность атомов вещества, x - расстояние, I - начальная интенсивность пучка.
При комптоновском рассеянии гамма-кванты выбывают из такого пучка, но продолжают движение в других направлениях, что нужно учитывать при расчётах.
Итог: Зависимость числа частиц от пройденного ими пути нелинейна и различна для разных видов излучения.
все правильно. ослабевает по экспоненте, потому что первые сои вещества поглощают максимальное количество энергии, а распределение энергии внутри вещества порисходит уже по другим законам
ест ьрассмотреть модель то таким же образом ведет себя вода в озере саые верхние слои прогреты а около дна самые холодные ) зависимость та же самая )
надеюсь ответил на твой вопрос )
где Вы такие вопросы берете?