Файл: Федюшин Б.К. Ядерные излучения тел различной формы. Основы теории.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 151
Скачиваний: 0
а для теории Спенсера и Фано по (3.58) с помощью (3.20) будем иметь, что
|
|
/ = - ^ ^ - [ A ; s 1 |
+ A â s J , |
(3.61) |
где |
S 1 = S ( ^ 1 ) , |
S 2 =S(^ 0 2 ) , ^ = |
^ ( 1 + ^ ) , ^ 2 = ^ o ( i + a ; ) . |
|
Все сделанные выше количественные выводы о соотноше |
||||
нии |
гомогенных |
и истинных доз гамма-излучения |
сохраняют |
|
силу |
и для соотношения гомогенных и истинных |
интенсивно- |
стей гамма-излучения. Таким образом, для определения гомо генной интенсивности гамма-излучения нужно прежде всего
вычислить интеграл (3.59). Тогда |
определение |
гомогенной |
||
интенсивности гамма-излучения не |
представляет |
трудностей |
||
для |
всех |
известных теорий прохождения гамма-излучения |
||
через |
вещество. |
|
|
|
|
§ |
27. Некоторые примеры |
[6—8, 10, 22, |
23] |
Проиллюстрируем только что изложенную теорию приме рами, связанными с плоской, сферической и цилиндрической симметрией. Для объемно-радиоактивного бесконечного пло ского слоя толщины h при однородной начальной объемной плотности заражения на основании (3.54) получим
го |
(3.62) |
|
если точка расположена на поверхности слоя. Когда точка "расположена внутри этого слоя, то с помощью (3.62) и адди тивности дозы получим, что
|
дт =д7 (р.0 //) + д т Ы А - я ) ] , |
|
|
(3.63) |
|||||||
г д е / / — р а с с т о я н и е внутренней точки |
от нижней |
поверхности |
|||||||||
.слоя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция Кинга в (3.62) определяется (1.91). Для объемно- |
|||||||||||
радиоактивного |
шара радиуса |
г0 |
при |
однородной |
начальной |
||||||
объемной плотности |
заражения (3.54) дает, что |
|
|
|
|||||||
|
|
Po |
1- |
2цоГ0 |
(1—е~2 ^г «) |
|
|
(3.64) |
|||
если точка |
расположена- |
на |
поверхности |
шара, |
Если |
точка |
|||||
расположена |
внутри |
шара, |
то |
(3.54) дает, |
что |
|
|
|
|||
|
|
Po |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4РоЯ [е-Ы'.-*) |
[ 1 + H(r0-R)] |
— е - м « + г о ) |
[ і+ ^ |
+ |
г„) ] ] |
+ |
100
+ ^ 4 ° о / 2 ) [ЕЫгог-R)] -Е.Ыго + (3.65)
где |
R — расстояние |
внутренней точки от центра |
шара. |
Заме |
тим, |
что (3.63) при |
Н=Іі превращается в (3.62), |
а (3.65) |
при |
R=r0 |
— в (3.64), как и должно быть. В центре |
шара |
|
|
|
д і = = _ t î L Ë ^ ( i _ _ e - l l . r . ) . |
|
( 3 . 6 6 ) |
Формулы (3.64) и (3-65) можно получить на основании (3.54), введя сферические координаты. Наконец, для объемно-радио активного бесконечного цилиндра радиуса г0 при однородной начальной объемной плотности заражения получим с помощью
(3.54), что
Л т = 4 5 / Ѵ 0 | р ^ р J ^ c p j e ~ ^ d z , |
(3.67) |
ОО О
где г 2 = (rg + р2 + z2 — 2r0р cos ф).
Тройной интеграл по цилиндрическим координатам в (3.67) может быть найден только численными методами при задан ном г0. Формула (3.67) применима и к объемно-радиоактивной бесконечной цилиндрической полости, но тогда г2 = У?2 -j-р2 + г 2 — 2R р cos ф, где R — расстояние внутренней точки от оси
полости. На оси полости
|
|
.2 л |
J |
и |
(3.68) |
|
Но Го
причем интеграл (3.68) может быть найден только численными методами при заданном роГ0. Можно написать также выраже ния для Д т ш и Д5"а х , как в § 25. Однако их определение будет сводиться к нахождению двойных интегралов с помощью чис ленных методов.
Для объемно-радиоактивного бесконечного плоского слоя толщины при однородной начальной объемной-плотности зара жения получим на основании (3.59), что
' = ^ П - [ е ^ ' А - М А ( М ) ] } . |
(3-69) |
если точка расположена на поверхности слоя. В (3.69) А опре деляется (3.48). Когда точка расположена внутри этого слоя, то гамма-облучение площадки, помещенной в рассматриваемой точке, будет двухсторонним. Если облучаемая площадка параллельна поверхностям слоя, то на основании (3-69)
Л ^ / ^ о Я ) , / а = |
/[|*0 (А — Н)}, |
(3.70) |
||
где И—расстояние |
внутренней |
точки |
от нижней |
поверхности |
слоя; /(—парциальная интенсивность, |
создаваемая |
слоем тол- |
101
щины H; /2 —парциальная интенсивность, создаваемая слоем толщины {h — H). Для объемно-радиоактивного шара радиуса г0 при однородной начальной объемной плотности заражения с помощью (3.59) получим, что
1 = 4 Ко 1 + - Ко /"о |
(1- |
-2 |
|»о г0 |
(3.71) |
|
|
|
2 Ко'о
если точка р.асположена на поверхности шара. Когда точка находится внутри этого шара или внутри объемно-радиоактив ной сферической полости, то гамма-облучение площадки, рас положенной в рассматриваемой точке, будет двухсторонним. Если облучаемая площадка перпендикулярна к радиусу шара или полости, то на основании (3.59) автором было найдено после громоздкого интегрирования, что
Ав |
Ы г\ - |
|
R*f\E^Y |
|
rl-R*) -E1[v.0{R |
+ |
r0)]] |
+ Ko |
||||||||||
16/?2 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ko |
|
H |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g-Fo(^ +r„)j |
|
|||
Ab |
|
M ^ - Я 2 |
) 2 |
[ЕіЫго |
-R)]- |
|
Е^У |
|
r\ - |
R2)) |
+ |
|||||||
16/?2 |
|
|
|
|||||||||||||||
4R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ko |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ko |
|
|
|
|
+ ir. + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R)*[r.-R-±\ |
|
|
|
+ |
±lr,-R+ |
|
1 Ko |
e-Mn-R)\ |
|
(3.72) |
||||||||
где |
—расстояние |
внутренней |
точки |
|
от центра |
шара |
или |
|||||||||||
сферической |
полости; |
|
1Х |
— парциальная |
|
интенсивность, |
созда |
|||||||||||
ваемая |
большей |
частью объема шара или сферической полости; |
||||||||||||||||
/ 2 — меньшей |
частью. На поверхности |
шара |
или |
сферической |
||||||||||||||
полости, |
т. |
е. |
при |
R — r0, |
1Х определяется |
(3.71), |
а |
/ 2 |
= 0. |
|||||||||
В центре |
шара |
или сферической |
полости |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
/ |
1 = |
/ |
2 |
= |
|
Ав |
|
г |
°). |
|
|
|
|
(3.73) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
4 Ко (1 — е~»* |
|
|
|
|
|
Для объемно-радиоактивного бесконечного цилиндра радиу са г0 при однородной начальной объемной плотности зараже ния (3.59) дает, что
Г„ |
2 к |
оо |
|
/ = ^ r j |
PdP J (ro — pcosq>)afq> |
j — — dz, |
(3.74) |
102
где r = ( r g - ( - р 2 - f z 2 — 2r0pcoscp), и точка расположена на по верхности цилиндра. Если точка находится внутри этого цилиндра или внутри объемно-радиоактивной бесконечной ци линдрической полости, то гамма-облучение площадки, распо ложенной в рассматриваемой точке, будет двухсторонним. Ес
ли облучаемая |
площадка |
перпендикулярна |
радиусу цилиндра |
||||||||||||
или |
полости, то |
на |
основании |
(3.59) |
можно найти, |
что |
|
||||||||
|
|
A = -4^-J |
|
prfp |
j |
(R~ |
? COS ф) ci ф |
J |
±-^—dz, |
|
|
|
|||
|
|
0 |
|
tp0 |
|
|
|
|
—CO |
|
|
|
|
||
|
|
А |
|
Г ° |
9 |
° |
|
|
' |
|
-V- |
r |
|
(3.75) |
|
|
|
/ 2 = ^ T I P ^ P |
I |
( р с о э ф - R ) d ^ ^ - d z , |
|
||||||||||
где |
г |
определяется |
как |
в |
(3.74), |
но |
га |
заменяется |
на |
R, |
|||||
Ф0 = |
агссоз—; |
А: — расстояние |
внутренней |
точки |
от |
оси |
ци |
||||||||
линдра |
или цилиндрической |
полости. |
|
|
|
|
|
||||||||
Парциальные |
интенсивности |
Іх и Д |
имеют тот |
же |
смысл, |
что и для шара или сферической полости. На поверхности
цилиндра |
или |
цилиндрической |
полости, |
т. е. |
при / ? = г 0 , |
|
Іу определяется |
(3.74), а І2 = 0. |
На оси цилиндра |
или цилинд |
|||
рической |
полости |
|
|
|
|
|
|
|
Гп |
со |
. |
|
|
|
/ 1 = / 2 = A l j p 2 r f p |
|
е |
ä z > |
(3.76) |
|
причем при (і = |
0 /і = / 2 = —-—. |
|
|
Можно определить минимальное и максимальное значения интенсивности, как это было показано ранее для дозы гаммаизлучения. Заметим, что при отсутствии ослабления (3.74)
и(3.75) интегрируются в элементарных функциях, как
ив (3.67).
§28. Гамма-излучение поверхностно-радиоактивного
полушария [6]
В литературе рассмотрено довольно много задач на опре деление дозы и интенсивности гамма-излучения поверхностнорадиоактивных тел различной формы с помощью (3.19) и (3.27), а также на определение дозы и интенсивности гамма-излучения объемно-радиоактивных тел различной формы с помощью (3.54) и (3.59). Решение подобных задач во многом зависит от искус
ства интегрировать |
по поверхности |
или по |
объему. |
Однако |
||
в |
литературе |
отсутствует решение |
некоторых |
важных |
задач, |
|
а |
некоторые уже решенные задачи требуют |
дополнительного |
||||
исследования. |
Так |
например, отсутствует |
решение |
задач |
103