47.Закон ослаблення гамма і рентгенівських променів. Лінійний і масовий коефіцієнти ослаблення. Шар половинного ослаблення; визначення цієї величини на практиці (лабораторна робота). Залежність коефіцієнта ослаблення від енергії (жорсткості) випромінювання і від положення елемента в системі Менделєєва. Фізичні принципи захисту від рентгенівського і гамма-випромінювань.
ЗАКОН ОСЛАБЛЕННЯ ВИПРОМІНЮВАННЯ (ЗАКОН БУГЕРА) Проникаюча здатність рентгенівських і гамма-променів кількісно описується законом Бугера:
де 10 - інтенсивність падаючого випромінювання; I - інтенсивність випромінювання після проходження шару речовини товщі-ной х. Видно, що ця формула відрізняється від закону Бугера для світла тільки позначенням коефіцієнта μ, в разі іонізуючого випромінювання він називається коефіцієнтом ос-лабленія. Цей коефіцієнт залежить, по-перше, від роду речовин чим важче елемент (точніше, ніж він далі до кінця періодичної системи), тим коефіцієнт ослаблення більше. По-друге, [μ дуже сильно залежить від роду і енергії випромінювання. Видно, що спочатку коефіцієнт ослаблення дуже сильно падає (за рахунок швидкого зменшення по-глощенія), потім зменшується, але не так сильно - це об-ласть переважання розсіювання, і, нарешті, при дуже високо-ких енергіях починає рости за рахунок утворення електронно -позітронних пар.
У медичній практиці потужність іонізуючих випромінювань зазвичай характеризують не інтенсивністю I, а так на-зване потужністю дози Р. Але величини Р і I пропорційні один одному, тому закон Бугера можна написати і так:
де Ро - потужність дози падаючого випромінювання; Р-пот-ність дози випромінювання, що пройшов шар речовини товщиною «X».
Поряд з коефіцієнтом ослаблення μ часто користуються іншою константою, званої шар половинного ослаблення. Це товщина речовини, яка послаблює потужність до-зи вдвічі. Його зазвичай позначають d0,5. Повторивши міркування, зроблені для періоду напіврозпаду, легко показати, що μ = 0,693 / d0,5, закон Бугера можна написати в такій формі: Р = Ро * ехр (0,693 х / d0,5).
Застосовуючи поняття шару половинного ослаблення, можна наочно уявити, як змінюється потік випромінювання при проходженні через речовину. Після одного шару половинного ослаблення потік убивет вдвічі; після двох шарів - в 4 рази; після трьох - в 8 раз і т. д ..
3ная величину шару половинного ослаблення в стандарт-ном речовині (наприклад в алюмінії), можна порівнювати якість (жорсткість) різних випромінювань. Чим d0,5 більше, тим більш жорстким є випромінювання. Це практично зручно, т. К. Шар половинного ослаблення легко можна оп-рідшали будь-яким дозиметричним приладом, якщо є набір пластинок різної товщини.
У ряді випадків поглинаючий шар речовини зручніше характеризувати товщиною, а величиною маси, що припадає на одиницю площі (m / S). Нехай є платівка площею S і товщиною х. Обсяг такої пластинки буде дорівнює S-x, а маса m = p * S * x,
де р- Щільність поглинаючого матеріалу. Звідси х = μ / p * m / S і далі: P = P0 * exp (-μ / p * m / S)
Величину μ / p = μ мас називають масовим коефіцієнтом-те ослаблення. Нерідко користуватися ним зручніше, ніж лінійним коефіцієнтом μ, тому що значення -Масова коефіцієнтів ослаблення в різних речовинах набагато менше відрізняються один від одного.