Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄ TADEUSZ HILCZER.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄ TADEUSZ HILCZER."— Zapis prezentacji:

1 ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄ TADEUSZ HILCZER

2 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 2 Plan wykładu 1.Wprowadzenie 2.Podstawowe pojęcia 3.Zderzenie i rozproszenie 4.Przewodnictwo materii 5.Naturalne źródła promieniowania jonizującego 6.Oddziaływanie promieniowania jonizującego bezpośrednio 7.Oddziaływanie promieniowania jonizującego pośrednio 8.Źródła promieniowania jonizującego 9.Pole promieniowania jonizującego 10.Detekcja promieniowania 11.Skutki napromieniowania materii żywej 12.Dozymetria medyczna 13.Ochrona przed promieniowaniem 14.Osłony przed promieniowaniem

3 OSŁONY PRZED PROMIENIOWANIEM JONIZUJACYM

4 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 4 Osłony przed promieniowaniem osłona przed promieniowaniem –każda pochłaniająca materia znajdująca się pomiędzy źródłem promieniowania a miejscem w którym znajduje się napromieniowywany obiekt osłona może być –stacjonarna –przenośna –konstrukcyjnie jednolita –zbudowana z oddzielnych elementów kolimator –osłona z kanałem do formowania wiązki promieniowania

5 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 5 Osłony przed promieniowaniem osłona może zabezpieczać –otoczenie źródła Z –napromieniowywany obiekt D –wybrany obiekt D i źródło Z ZDZDZD

6 Osłony przed promieniowaniem przy stosowaniu silniejszych źródeł (w laboratoriach wyższych kategorii, szpitalach itp.) stosuje się skomplikowany system osłon, zwykle typu labiryntowego osłony labiryntowe zabezpieczają chronione miejsce nie tylko przed promieniowaniem dochodzącym bezpośrednio ze źródła, ale i przed promieniowaniem odbitym (np. od sufitu czy ścian) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 6

7 Osłony przed promieniowaniem typy osłon –szczelne –kurtynowe –kanałowe Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 7

8 Mapa dozymetryczna obliczenie pola promieniowania za osłonami przy możliwości odbić od znajdujących się przedmiotów, ścian itp. jest możliwe przy użyciu wyspecjalizowanych programów mapa dozymetryczna –rozkład dawek w pomieszczeniu na jednakowej wysokości izodozy –krzywe jednakowej mocy dawki mapa dozymetryczna pozwala określić –strefy bezpieczne –strefy o ograniczonym czasie przebywania –strefy niebezpieczne itd. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 8

9 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 9 Mapa dozymetryczna punkty pomiarowe (na jednej wysokości) –siatka geometryczna –punkty charakterystyczne mapa dozymetryczna pomieszczenia (izodozy)

10 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 10 Zasięg cząstek Zasięg cząstek Zasięg [cm] Zasięg [ m] Energia [MeV] powietrze tkanka biologiczna aluminium

11 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 11 Osłony przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem promieniowanie –cienka warstwa np. z tworzywa sztucznego, całkowicie zabezpiecza otoczenie źródła –nie przenika przez skórę - nie stanowi bezpośrednio dużego zagrożenia –bardzo niebezpieczne jest przeniknięcie emiterów do wnętrza napromieniowanego obiektu, np. do materii biologicznej, może spowodować znaczne uszkodzenia jonizacyjne dla promieniowania z źródeł naturalnych o maksymalnej energii, natężenie promieniowania hamowania, nawet dla najcięższych pierwiastków, jest całkowicie do zaniedbania

12 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 12 Zasięg cząstek Zasięg cząstek Zasięg [cm] Zasięg [ m] Energia [MeV] powietrze Tkanka biologiczna aluminium

13 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 13 Osłony przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem promieniowanie o energii rzędu 70 keV przenika już przez skórę do obliczenia grubości d osłony przed promieniowaniem z materiału o gęstości stosować można empiryczne zależności zasięg-energia, np.: R max - zasięg maksymalny promieniowania (w g/cm 2 ) o energii maksymalnej E (w MeV) - gęstość materiału osłony (w g/cm 3 )

14 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 14 Osłony przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem grubość osłony można również wyznaczyć z warstwy połówkowego osłabienia d 1/2 promieniowania Z i A - liczby porządkowa i masowa materiału osłony, E - maksymalna energia promieniowania (w MeV) d 1/2 (w g/cm 2 ) grubość osłony wynosząca od 7 do 8 warstw połówkowego pochłaniania d 1/2 całkowicie pochłania promieniowanie należy uwzględnić powstające promieniowanie hamowania proporcjonalne do liczby masowej Z

15 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 15 Osłony przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem przy obliczaniu osłon przed promieniowaniem nawet dla źródła punktowego trzeba uwzględniać promieniowanie rozproszone analityczne uwzględnienie promieniowania rozproszonego jest możliwe jedynie w prostych przypadkach modelowych –punktowe źródło promieniowania o natężeniu I 0 jest przesłonięte ekranem o grubości d –natężenie promieniowania poza ekranem:

16 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 16 Osłony przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem przy obliczaniu osłon przed promieniowaniem wprowadza się współczynnik wzrostu B ( d, E,Z), d - bezwymiarowa grubość absorbenta o liniowym współczynniku pochłaniania i grubości d współczynnik wzrostu B oblicza się dla określonej geometrii rozmieszczenia źródła, osłony i obiektu napromieniowanego np., detektora

17 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 17 Współczynnik wzrostu rozmieszczenia źródła Z, detektora D i absorbenta –B Z i D wewnątrz nieskończenie rozciągłego absorbenta –współczynnik, grubość obliczeniowa - odległość Z-D Z wewnątrz absorbenta ograniczonego od strony D –współczynnik B 2. grubość obliczeniowa - odległość Z-P –geometria 2 pomiędzy Z a D absorbent o grubości d –współczynnik B B; grubość obliczeniowa d –geometria bariery DZ d ZD Z-D Z-P ZD

18 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 18 WSPÓŁCZYNNIKI WZROSTU

19 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 19 KROTNOŚĆ Grubość osłony zabezpieczającą całe otoczenie źródła można oszacować znając wymaganą krotność osłabienia natężenia promieniowania przyjmując, że punkt chroniony znajduje się za osłoną: D g - dawka graniczna, D - dawka bez osłony dawka w miejscu chronionym może być zmierzona lub wyliczona krotność powiększa się o pewien współczynnik bezpieczeństwa wynikający z istniejących realnych warunków krotność osłabienia dawki zależy również od przyjętej dawki granicznej

20 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 20 KROTNOŚCI woda beton żelazo ołów krotność grubość warstwy [cm] 137 Cs (E = 0.7 MeV) 60 Co (E = 1.25MeV)

21 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 21 DAWKA PROMIENIOWANIA ZA OSŁONĄ PŁASKĄ natężenie promieniowania (i dawka) maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości natężenie promieniowania dla dwu punktów a i b odległych o R a i R b od źródła promieniowania A - aktywność źródła, t – czas ekspozycji współczynnik I - stała jonizacyjna - natężenie promieniowania I a w jednostkowej odległości (R a = 1 m) od źródła punktowego o jednostkowej aktywności (A = 1 Bq) dla jednostkowego czasu (t = 1 s) [I ] = C kg -1 m 2

22 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 22 ŹRÓDŁO PUNKTOWE ZA OSŁONĄ Z PŁYTY dawka w punkcie P osłoniętym od źródła punktowego o aktywności A płytą o grubości d z materiału o współczynniku absorpcji z uwzględnieniem promieniowania rozproszonego I stała jonizacyjna, t - czas ekspozycji R P d Z

23 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 23 ŹRÓDŁO LINIOWE ZA OSŁONĄ Z PŁYTY dawka w punkcie P osłoniętym od źródła liniowego o długości l i aktywności A płytą o grubości d z materiału o współczynniku absorpcji z uwzględnieniem promieniowania rozproszonego I stała jonizacyjna, t - czas ekspozycji R P d Z 2 l dl 1

24 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 24 ŹRÓDŁO PŁASKIE ZA OSŁONĄ Z PŁYTY dawka w punkcie P osłoniętym od źródła płaskiego nieskończenie rozciągłego o aktywności A płytą o grubości d z materiału o współczynniku absorpcji z uwzględnieniem promieniowania rozproszonego I stała jonizacyjna, t - czas ekspozycji R P d Z 2 l dl 1

25 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 25 Źródło rozciągłe za osłoną z płyty dawka w punkcie P osłoniętym od źródła rozciągłego w postaci stożka ściętego o grubości l o aktywności A płytą o grubości d z materiału o współczynniku absorpcji z uwzględnieniem promieniowania rozproszonego I stała jonizacyjna, t - czas ekspozycji, E 2 (x) - funkcja Kinga

26 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 26 Źródło rozciągłe za osłoną z płyty dawka w punkcie P osłoniętym od źródła w postaci grubego dysku (mz l > 6) o grubości l o aktywności A płytą o grubości d z materiału o współczynniku absorpcji z uwzględnieniem promieniowania rozproszonego I stała jonizacyjna, t - czas ekspozycji

27 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 27 Kanały Kanał przelotowy –kolimatory Kanał labiryntowy –wzierniki Kanał nieprzelotowy –pojemniki Kanał szczelinowy

28 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 28 Kanały przy przechodzeniu promieniowania przez kanał zachodzi oddziaływanie promieniowania zarówno ze ścianami kanału jak i materiałem wypełniającym kanał oddziaływanie zależy od rodzaju promieniowania, jego energii, aktywności, geometrii źródła, materiału kanału, –oddziaływanie kanału przelotowego z przechodzącym przez niego promieniowaniem jest pomijane ściany kanału traktuje się jako doskonale czarne –promieniowanie padające na ścianki kanału jest całkowicie pochłaniane kolimator - kanał pusty wypełniony materiałem otaczającym –geometryczne ograniczenie wiązki przy kanałach labiryntowych istotne jest promieniowanie rozproszone od ścian

29 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 29 Kanały przed kanałem znajduje się źródło promieniowania gęstość strumienia promieniowania w punkcie P w materii nie pochłaniającej dla dowolnego rozkładu promieniowania ( ) - różniczkowa gęstość strumienia cząstek, f( ) - funkcja normująca gęstość strumienia w punkcie P dla materii o współczynniku absorpcji l - odległość punktu P od źródła

30 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 30 Kanały gęstość strumienia w punkcie P dla źródła izotropowego (2 ) - całkowita gęstość promieniowania emitowana przez źródło

31 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 31 Kanał o przekroju prostokątnym gęstość strumienia promieniowania w punkcie P(y 1,z 1 ) dla pustego kanału d = d d

32 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 32 Kanał o przekroju prostokątnym gęstość strumienia promieniowania w punkcie P(y 1,z 1 ) dla kanału wypełnionego materią w współczynniku pochłaniania F(, x) - całkowy sekans

33 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 33 Kanał o przekroju prostokątnym kanał długi (b « l) - pusty kanał długi (b « l) - wypełniony ( 1, 2 < 5°)

34 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 34 Kanał o przekroju kołowym gęstość strumienia promieniowania w punkcie P dla pustego kanału

35 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 35 Kanał o przekroju kołowym kanał długi (b >> R ) - pusty (po rozwinięciu na szereg i urwaniu na pierwszym wyrazie) S – powierzchnia przekroju kanału

36 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 36 Kanał o przekroju kołowym gęstość strumienia promieniowania w punkcie P dla kanału wypełnionego materią w współczynniku pochłaniania

37 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 37 Kanał o przekroju pierścieniowym kanał o przekroju pierścieniowym - kanał typu szczelinowego koncentryczne materiały o takich samych własnościach promieniowanie w szczelinie w punkcie P zależy od grubości szczeliny d (b >> d) b - średnia odległość punktu P od źródła gęstość strumienia w punkcie P dla pustego kanału – suma –składowej a (promieniowanie w przestrzeni pustej) –składowej b (promieniowanie przechodzące częściowo przez materiał wyełnienia kanału)

38 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 38 Kanał o przekroju pierścieniowym składowe a i b ograniczone kątami

39 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 39 Kanał o przekroju pierścieniowym gęstość strumienia w punkcie P dla pustego kanału –strumień będzie miał maksymalną wartość dla r = R 2.

40 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 40 Przenikanie promieniowania z osłony do kanału założenie idealne - promieniowanie jest całkowicie pochłaniane w materiale osłony - współczynnik absorpcji promieniowania materiału osłony uwzględnieniu przenikania promieniowania przez materiał osłony strumień promieniowania (l) w punkcie P(l) składa się z dwu składowych (l) = n (l) + p (l) n (l) - strumień promieniowania dla nieprzenikliwej osłony p (l) - strumień promieniowania przenikającego przez osłonę

41 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 41 Przenikanie promieniowania z osłony do kanału kanał o przekroju kołowym o średnicy R 1, promieniowanie izotropowe ze źródła kołowego o średnicy R >>R 1

42 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 42 Kanał nieprzelotowy strumień promieniowania w punkcie P od źródła w postaci pręta przy obu geometriach kanału walcowego

43 Tadeusz Hilczer - Oddziaływanie promieniowania... (wykład monograficzny) 43


Pobierz ppt "ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄ TADEUSZ HILCZER."

Podobne prezentacje


Reklamy Google