Фундаментальная радиохимия. Николай Дмитриевич Бетенеков
энергия фотоэлектронов, комптон-электронов, а также электронов и позитронов, возникающих в результате образования пар. Линейная ионизация, создаваемая γ-квантами, приблизительно в 5–104 раз меньше линейной ионизации от α-частиц и в 50 раз меньше линейной ионизации от β-частиц такой же энергии; соответственно и проникающая способность γ-излучения будет выше.
2. Экспоненциальный закон ослабления γ-излучения. Потеря энергии при прохождении параллельного (узкого) пучка γ-квантов через вещество происходит в соответствии с экспоненциальным законом. Изменение числа γ-квантов в зависимости от толщины поглощающего материала также подчиняется экспоненциальной зависимости. Если обозначить соответственно через Io и I числа γ-квантов, падающих на поглотитель l толщиной l, см (или d, г/см2), и проходящих через него, то
I=Io е-μγ’ l,
или
I=Io е-μγ dl ,
где μ' (см-1)– линейный, а μ (см2/г) – массовый коэффициенты ослабления γ-излучения, причем μ=μ'/ρ.
Коэффициент ослабления представляет собой сумму коэффициентов фотоэлектрического поглощения τ, комптоновского рассеяния σ и образования пар χ. Например, для линейного коэффициента ослабления можно записать:
μ' =τ'+σ'+χ' .
Зависимость этих коэффициентов от энергии γ-излучения для поглотителя из свинца показана на рис. 1.13.
Кривая ослабления γ-излучения в линейных координатах аналогична бета излучению. Конечного пробега в веществе для γ-излучения не существует, всегда имеется вероятность, что γ-квант не провзаимодействует с веществом ни по одному из рассмотренных механизмов. Поэтому проникающую способность γ-излучения характеризуют толщиной слоя половинного ослабления (l1/2 или d 1/2) или связанным с ней значением коэффициента ослабления:
μ'=0,693 / l1/2 .
Рис. 1.13. Зависимость линейных коэффициентов ослабления γ-излучения в свинце от энергии γ-излучения
1 – поглощение γ-лучей за счет комптон-эффекта; 2 – поглощение за счет фотоэффекта; 3 -γ поглощение за счет образования пар электрон – позитрон; 4 – суммарная кривая
Изучая ослабление γ-квантов в зависимости от толщины поглотителя (например, свинца), можно оценить энергию γ-излучения. Заметим, что анализ кривых ослабления не позволяет выявить близкие по энергиям γ-компоненты сложной схемы распада. Поэтому в настоящее время для идентификации радионуклидов по γ-излучению используется не метод ослабления, а более точные методы γ-спектрометрии.
1.4.5. Регистрация ионизирующего излучения
1. Общие положения
Выполнение химических исследований с использованием радионуклидов всегда включает проведение операций по регистрации их излучения. Под регистрацией излучения понимают получение качественной и количественной информации об излучении радиоактивных ядер, содержащихся в исследуемом объекте. Регистрация излучения позволяет решить ряд