Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Задачи по физике ядра Испытания ядерного оружия Атомные батареи Физика ядерного реактора

Радиоактивное излучение Атомные реакторы и батареи

Источники электронов Изотопные источники электронов

Источниками β-частиц являются соли β-излучающих радионуклидов. Источники бета-частиц выпускаются на базе таких изотопов, как тритий (3Н), Железо-55, никель-63, криптон-85, стронций-90+ иттрий-90, Рутений-106+Родий-106, Церий-144+Празеодим-144, прометий-147 Таллий-204, Плутоний-238 и др.

Например, источник на базе 85Kr (период полураспада: 10.73 года, энергия электронов: Еb max=687 кэВ Ebср=251 кэВ (100%)) конструктивно представляет собой цилиндрическую капсулу из сплава титана или нержавеющей стали, имеющую выходное окно для β-излучения, выполненное из такого же материала (0.04 мм для сплавов титана и 0.025 мм для нержавеющей стали), заполненную газообразным радионуклидом Криптон-85. Источник герметизирован аргоно-дуговой или лазерной сваркой. Источники бывают дисковыми и точечными. Активность варьируется от 0,3 до 20 ГБк.

Примером изотопной установки электронного излучения, работающей на смеси изотопов 90Sr-90Y является «СИРИУС–3200».

Табл.3 Параметры изотопной установки электронного излучения «СИРИУС–3200»
Изотоп излучателя 90Sr+90Y

Активность изотопа 3200 Ки

Энергии электронов спектр 0...2 МэВ

Плотности потоков электронов (5·106...6 108) электр·см–2·с–1

Электронный захват ( e- захват или К – захват) протекает по следующей схеме;

AX + 0e →Z-1A- Y +0n,

Ядро спонтанно захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома и одновременно испускает электронное нейтрино. Примеры электронного захвата:

7Be + 0e  → 7Li + 0n,

131Cs + 0e →  131Xe +0n

Электронный захват обнаруживают по сопровождающемуся его характеристическому рентгеновскому излучению.

Протонно-нейтронное строение ядра исключает возможность вылета электрона из ядра. Оказалось, что при распаде ядер нейтроны могут превращаться в протон с испусканием b- электрона и антинейтрино:

1n → 1p + 0e + 0n,

  При b+ - распаде происходит превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона и электронного нейтрино по следующей схеме:

1p → 1n + 0e + 0n,

Таким образом, при распаде возникают протонное и нейтронное излучения.

Спонтанное деление тяжелых ядер. Данный процесс протекает по следующей схеме:

AX →A Y1 + AY2 ,

 где X – исходное тяжелое материнское ядро, Y1 и Y2 - дочерние ядра.

Механизм спонтанного деления подобен механизму a-распада. Вероятность спон­танного деления обычно мала, но с ростом Z2/A она возрастает.

 Протонная радиоактивность. Протонное излучение представляет собой поток протонов, возникающих при радиоактивном распаде некоторых элементов. Небольшое число легких ядер с относительно короткими временами жизни, обладая избытком протонов, могут претерпевать превращения, испуская один или два (двупротонная радиоактивность) протона. Кроме того, протонное излучение возникает и при b-распаде.

Нейтронное излучение возникает также при радиоактивном распаде ядер элементов. Нейтрон 1n  является незаряженной элементарной частицей с массой равной массе протона. Реакции деления тяжелых ядер сопровождаются испусканием избыточных нейтронов, так называемых  нейтронов деления. Под действием нейтронов деления возникают самоподдерживающаяся цепочка процессов деления, что делает возможной осуществление цепной реакции деления – ядерной реакции, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Энергия нейтрона также зависит от его скорости. Соответственно, нейтроны по скорости и энергии подразделяются на быстрые, медленные и тепловые нейтроны. Ионизирующая способность нейтронов, и соответственно, радиобиологический эффект нейтронного облучения зависят от энергии нейтронов в потоке ( см. табл. 1 на стр. ).


На главную