Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Министерство образования Республики Беларусь

Международный государственный экологический университет

Имени А.Д. Сахарова

Факультет мониторинга окружающей среды

Е.Л. Бокатая, А.И. Тимощенко, Е.В. Федоренчик

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

учебное пособие к практическим занятиям по дисциплине

«Физика ядра и ионизирующего излучения»

Минск 2010

Введение

Данное учебное пособие предназначено для проведения практических занятий по дисциплине «Физика ядра и ионизирующего излучения» специальности 1-100 01 01 Ядерная и радиационная безопасность в части, касающейся вопросов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом. Пособие охватывает четыре основных раздела: взаимодействие с веществом тяжелых заряженных частиц, легких заряженных частиц, фотонного ионизирующего излучения и нейтронов. Эти разделы охватывают физику основных процессов, возникающих при взаимодействии частиц в большинстве источников ионизирующего излучения и в материале защиты от него, включая и ядерные реаткоры. Задачи, связанные с прохождением тяжелых релятивистских частиц через вещество, включая тяжелых ионов, а также задачи о взаимодействии с веществом мезонов, гиперонов и других частиц, относящиеся к области физики высоких энергий в данном пособии не рассматриваются. Не включены в пособие и задачи, связанные с отдельными достаточно уникальными явлениями, такими как параметрическое рентгеновское излучение, учет магнитного момента нейтрона при прохождении его через кристаллы и т.п.

Сложность и множественность процессов, возникающих при взаимодействии ионизирующего излучения с веществом, существенно сужает круг задач, которые могут быть решены аналитически без привлечения современных программных средств. В пособие включены типовые задачи взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, аналитическое решение которых можно получить в течение времени, отводимого на практическое занятие.

Включенные в пособие задачи предназначены для более глубокого усвоения и закрепления теоретического материала, изложенного на лекциях. Сведения из теории, необходимые для решения предлагаемых задач, можно также почерпнуть из рекомендуемой литературы [1 - 5].

В преамбуле к каждому из занятий приводятся краткие сведения из теории взаимодействия отдельных видов ионизирующего излучения с веществом, необходимые для решения предлагаемых задач. Часть задач может быть предложена студентам для самостоятельного выполнения в качестве домашнего задания.

Последовательность задач в каждом разделе предполагает переход от простых задач к более сложным. Почти все задачи снабжены ответами, приведенными в конце пособия. Решение некоторых задач не содержит конечный результат в виде числа или формулы, а предполагает проведение качественных рассуждений. В этом случае ответ не приводится.