Giáo trình Xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ - GS. TS. Trần Đại Nghiệp Phần 3

Tỷ số R phụ thuộc vào kích thước của mẫu, mật độ của vật chất trong mẫu và năng lượng của bức xạ. Hình 1.7 giới thiệu phân bố liều theo độ sâu chiếu từ 2 phía đối với lớp nước có bề dày 20 cm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Xử lý bức xạ và cơ sở của công nghệ bức xạ - GS. TS. Trần Đại Nghiệp Phần 3 21 Hình 1.5 Đường cong liều - độ sâu tính theo phần trăm đối với phép chiếu trong nước A: bức xạ gamma của nguồn 137Cs; B: bức xạ gamma của nguồn 60Co; C: bức xạ tia X4 MeV Hình 1.6 Đường cong liều- độ sâu tính theo phần trăm đối với phép chiếu xạ electron nhanh trong nước A- electron 1,8 MeV; B-electron 4,7 MeV; C- electron 10,6 MeV Tỷ số R phụ thuộc vào kích thước của mẫu, mật độ của vật chất trong mẫu và năng lượngcủa bức xạ. Hình 1.7 giới thiệu phân bố liều theo độ sâu chiếu từ 2 phía đối với lớp nước có bề dày20 cm. 22 Hình 1.7 Phân bố liều trong lớp nước dày 20 cm (Chiếu xạ từ hai phía) A-Bức xạ gamma của nguồn 137Cs; B-Bức xạ gamma của nguồn 60Co; C-Bức xạ tia X 4 MeV. Hình 1.8 Phân bố liều theo bề dày vật liệu chiếu từ hai phía đối với electron 5 MeV1.3.3 Hiệu ứng bức xạ thứ cấp Khi bị hấp thụ trong vật chất, bức xạ điện từ có thể tạo ra các electron thứ cấp. Tại cácđiểm nằm cách bề mặt chất hấp thụ một khoảng cách lớn hơn quãng chạy lớn nhất củaelectron thứ cấp, một đơn vị thể tích nhận được electron tán xạ từ mọi phía. Tuy nhiên càng ở 23gần bề mặt, số lượng electron thứ cấp mà một đơn vị thể tích vật liệu nhận được càng giảm,do một phần các các electron thứ cấp thoát ra khỏi bề mặt. Do đó, phân bố liều theo độ sâucủa bức xạ ion hóa tăng dần theo bề mặt và đạt tới giá trị cực đại ở khoảng cách bằng quãngchạy lớn nhất của electron thứ cấp. Ở các độ sâu lớn hơn electron suy giảm theo quy luật hàmmũ như bức xạ sơ cấp.1.3.4 Cấu trúc vết của hạt Khi một hạt mang điện đập vào vật chất, nó mất năng lượng, chuyển động chậm dần, tạora một vệt các nguyên tử, phân tử bị kích thích và bị ion hóa dọc theo tuyến đường đi của hạt.Electron và positron là những sản phẩm của quá trình hấp thụ năng lượng; chúng có độ linhđộng rất cao, và có thể tạo ra các vết nhánh dọc theo quãng đường đi của hạt. Nói chung, quá trình hấp thụ một bức xạ ion hóa bất kỳ đều tạo ra các vết sản phẩm ionhóa và kích thích. Các sản phẩm này cơ bản là giống nhau, đặc biệt là trong vật rắn. Tuy nhiên các dạng bức xạ khác nhau với năng lượng khác nhau, sẽ có tốc độ mất nănglượng khác nhau, dạng của vết do đó cũng khác nhau. Chẳng hạn, chúng có mật độ dày đặchơn hoặc phân tán hơn; các nhánh cũng có kích thước to nhỏ hoặc dài ngắn khác nhau. Sựkhác nhau còn quan sát thấy về mặt hiệu ứng hóa học, về số lượng cũng như tỷ lệ của các sảnphẩm được tạo ra, về kích thước của vết gốc ban đầu.v.v... Do đó, đại lượng truyền nănglượng tuyến tính (LET) có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá một cách tổng thể các hiệuứng hóa học... Người ta có thể tính được số lượng vết, chẳng hạn trong một thể tích dạng hình trụ dọctheo vết. Samuel và Magee [6] thường tính các vết ở khoảng cách 1μm và đường kính banđầu khoảng 2μm đối với các electron thứ cấp do photon gamma tạo ra trong nước hoặc cácchất hữu cơ ở thể lỏng. Lý thuyết cấu trúc vết của Katz và cộng sự [7] xem xét mối tương quan giữa số lượng vếtdo hạt tạo ra với năng lượng hấp thụ trong vật chất.1.3.5 Hiệu suất hoá bức xạ G và xác suất tạo phân tử kích hoạt Hai đại lượng quan trọng trong quá trình xử lý bức xạ là liều lượng hấp thụ và hiệu suấthoá bức xạ. Liều lượng hấp thụ có thể đo bằng các đơn vị eV.g-1, eV.cm-3, rad và sau nàyđược thay thế bằng đơn vị hệ quốc tế SI là gray (1 Gy = 1Jkg-1 = 100 rad). Hiệu suất hoá bức xạ hay giá trị G là số phân tử kích hoạt được tạo ra khi vật chất hấpthụ năng lượng 100 eV. Trong hệ SI, G được đo bằng đơn vị molJ-1 hoặc μmolJ-1. M 100 (G(Phân tö/100eV) = × (1.36) NWtrong đó, M là số phân tử bị biến đổi dưới tác dụng của bức xạ còn N là số cặp ion được tạo ratừ các phân tử biến đổi đó; W là năng lượng trung bình để tạo ra một cặp ion trong vật liệu bịchiếu xạ. 24 Tỷ số M/N được gọi là hiệu suất tạo cặp ion. Thoạt đầu được coi như là hiệu suất hoá họccủa một hệ khí song về sau cũng được áp dụng cho một hệ chất lỏng, mặc dầu đối với chấtlỏng khó đo trực tiếp được đại lượng hiệu suất tạo cặp ion. Đối với đa số các chất, W xấp xỉ bằng 30 eV, do đó, giá trị G xấp xỉ bằng 3 lần hiệu suấttạo cặp ion. Mối tương quan giữa liều hấp thụ, hiệu suất hoá học và hiệu suất hoá bức xạ của sảnphẩm trong hệ SI được biểu diễ ...