Файл: Герасимов В.В. Материалы ядерной техники учеб. пособие.pdf

Глава 6

РАДИОЛИЗ ВОДЫ

Ядерный реактор является мощным источником излучения нейтронов, у-квантов, ß- и а-частиц, осколков деления. Эти виды излучения при прохождении через среду вызывают ее иониза­ цию и обычно называются ионизирующими.

Единицей энергии ионизирующего излучения обычно служит внесистемная единица электронвольт (эа). Электронвольт — это энергия, которую приобретает заряженная частица, несущая один элементарный заряд (заряд электрона), при перемещении

вэлектрическом поле между точками с разностью потенциалов

1в. В ядерной технике широко используется в качестве еди­ ницы энергии излучения мегаэлектронвольт: 1 Мэа=106 эв.

Гамма-излучение часто характеризуют длиной волны. Связь между длиной волны }■. н энергией излучения Е выражается зависимостью

£ _ 12 400

~К

Доза излучения (экспозиционная) характеризует поле излу­ чения или поле радиации и определяет его ионизационную спо­ собность.

Следует различать поглощенную и так называемую экспози­ ционную дозы излучения. Экспозиционная доза рентгеновского и у-излучения характеризует ионизирующую способность излу­

ница дозы рентгеновского и у-излучения в воздухе, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в 0,001293 г воздуха производит ионы (т. е. в 1 см3 сухого воздуха при 0° С и давле­ нии 760 мм рт. ст.), несущие заряд в одну электростатическую единицу (1СГСЭ) количества электричества каждого знака. Использование единицы рентген при измерении дозы излучения допускается при облучении у-кваитамн с энергией не выше 3 Мэв.

Доза излучения, отнесенная к единице времени, дает мощ­ ность дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы

перпендикулярного к направлению излучения; единицы изме­

Для характеристики нейтронного излучения обычно исполь­ зуют понятия плотности потока, характеризующейся количест­ вом нейтронов, проходящих через 1 см2 нормально расположен­ ной поверхности за 1 сек, и интегрального (по времени) потока; единицы измерения: нейтрон в секунду на квадратный санти­ метр [нейтрон/(сек-см2)] и нейтрон на квадратный сантиметр (нейтрон/см2) соответственно.

Величиной, характеризующей взаимодействие излучения с веществом, является поглощенная доза или доза облучения. Под поглощенной дозой понимают энергию ионизирующего из­ лучения, поглощенную единицей массы облученного вещества.

Единицей поглощенной дозы ионизирующего излучения лю­ бого вида является джоуль па килограмм (дж/кг) в системах СИ и МКСА и эрг на грамм (эрг/г) в системе СГС. Внесистем­ ная единица — рад (рад); 1 рад равен энергии 100 эрг на 1 г облученной системы. Отметим, что понятие ионизирующее излу­ чение в определении поглощенной дозы означает, что при по­ глощении электронов в веществе надо учитывать только их ионизационные потери и ту часть радиационных потерь, которой соответствует тормозное излучение, поглощенное в самом веще­ стве; при поглощении нейтронов надо учитывать, что ионизация создается не только ядрами отдачи, но и у-излучением, возни­

ца — рад в секунду (рад/сек).

Соотношения между основными единицами радиоактивности и ионизирующих излучений приведены в табл. 6.1.

Радиационнохимический выход является основной количест­ венной характеристикой любой реакции, протекающей под дейст­ вием ионизирующего излучения. Он обозначается буквой G и равен числу молекул, атомов, ионов, свободных радикалов и т. п., образующихся или расходуемых при поглощении систе­ мой 100 эв энергии ионизирующего излучения. Нижним индек­ сом служит химическая формула соответствующего вещества.

Например, GH , обозначает число молекул водорода, образовав­ шихся в начальный момент при поглощении 100 эв энергии излу­ чения. Этот выход радиолнза является начальным выходом, а не наблюдаемым, так как не характеризует суммарного про­ цесса реакции. Суммарный радиационный выход с учетом всех реакции, протекающих в среде, обозначается Ощ,) (хими­ ческая формула вещества заключена в круглые скобки). Если перед формулой в скобках стоит минус, то это означает, что данное вещество под действием излучения разлагается. Напри­ мер, G(_H.O) показывает число молекул воды, разлагающихся под действием 100 эв поглощенной энергии излучения.

Величина радиационнохимического выхода зависит в пер­