Giáo trình xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ chương 4

Quá trình truyền năng lượng và cơ sở lý thuyết của công nghệ bức xạ Trần Đại NghiệpGiáo trình xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007.Từ khoá: Truyền năng lượng, lý thuyết vết, lý thuyết của công nghệ bức xạ. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ chương 4 1Chương 4. Quá trình truyền năng lượngvà cơ sở lý thuyết của công nghệ bức xạ Trần Đại Nghiệp Giáo trình xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007. Tr 43 – 48.Từ khoá: Truyền năng lượng, lý thuyết vết, lý thuyết của công nghệ bức xạ.Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mụcđích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phụcvụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.Mụ c l ụ cChương 4 Quá trình truyền năng lượng và cơ sở lý thuyết của công nghệ bức xạ .......... 2 4.1. Đối tượng nghiên cứu của bộ môn công nghệ bức xạ ................................................ 2 4.2. Lý thuyết cấu trúc vết................................................................................................. 2 4.3. Mô hình truyền năng lượng........................................................................................ 3 4.4. Các dẫn xuất của mô hình truyền năng lượng............................................................ 4 1 2Chương 4:Quá trình truyền năng lượng và cơ sở lý thuyết củacông nghệ bức xạ4.1. Đối tượng nghiên cứu của bộ môn công nghệ bức xạ Quá trình tương tác của bức xạ với vật chất ngày nay đã được ứng dụng để xử lý vật liệu,làm cho vật liệu có những tính năng mới. Nhiều quá trính xử lý bức xạ đã trở thành nhữngquy trình công nghệ. Công nghệ bức xạ đã trở thành một lĩnh vực kinh tế kỹ thuật, một côngcụ đổi mới trong công nghiệp. Các dạng bức xạ phổ biến áp dụng hiện nay là bức xạ electron, tia gamma, bức xạ hãm,bức xạ tử ngoại, chùm ion, bức xạ nơtron. Nói chung đây là các dạng bức xạ có năng lượngthấp. Các nguồn bức xạ thông dụng bao gồm các nguồn bức xạ thụ động (nguồn đồng vịphóng xạ như 60Co, 137Cs,...), các nguồn bức xạ chủ động (máy gia tốc, thiết bị phát chùmtia). Quá trình truyền năng lượng của bức xạ cho vật chất và mối tương quan của nó với cácbiến đổi của vật chất được coi là cơ sở của công nghệ bức xạ. Ta hãy xem xét một số lý thuyếtvề quá trình truyền năng lượng.4.2. Lý thuyết cấu trúc vết Để định lượng hóa quá trình chiếu xạ, cần thiết phải xác lập mối tương quan giữa đặctrưng của trường chiếu xạ với các đặc trưng tương tác của bức xạ với vật chất. Lý thuyết cấutrúc vết do R. Katz đề xuất trong đó xem xét mối tương quan giữa mật độ vết khuyết tật đượctạo ra do quá trình ion hóa dọc theo đường đi của hạt mang điện với liều lượng mà vật thể hấpthụ. Xuất phát điểm của lý thuyết là thống kê Poisson. Đối với các phân bố ngẫu nhiên, xácsuất để một phần tử nhạy bức xạ trong một tập hợp các phần tử nhạy bức xạ đồng nhất về mặtthống kê và bị va chạm X lần, khi số va chạm trung bình là A, được xác định bằng biểu thức e− A Ax . ! Xác suất của một phần tử không bị va chạm lần nào (x=0) sẽ là e–A, do đó xác suất x!của một số phần tử bị 1 hoặc nhiều hơn 1 lần va chạm sẽ là (1–e–A). Giả sử khi hệ thốngđược chiếu bởi tia gamma, với D37 là liều lượng trung bình mỗi phần tử nhạy bức xạ nhận Dđược trong một va chạm. Khi đó số lần va chạm A = , nếu hệ thống được chiếu đều để có D37liều hấp thụ là D. Như vậy, xác suất để một phần tử của hệ thống chịu 1 hoặc nhiều lần vachạm sẽ là: D − D 37 P=1– e 4.1) Giả sử sau va chạm với bức xạ, các phần tử bị va chạm trở thành phần tử kích hoạt có thểghi nhận được. Khi đó mật độ các phần tử kích hoạt được xác định bằng hàm đặc trưng liềun(D):2 3 D − D37 n(D) = CP = C(1- e ) (4.2)trong đó C - mật độ của các phần tử nhạy bức xạ. Như vậy sự phụ thuộc giữa mật độ các phần tử kích hoạt và liều hấp thụ tuân theo luậthàm mũ bão hòa. Độ nhạy của vật liệu được xác đ ...