V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
5, §5.htm (20 32) [15.5 "Elementární částice" byl zaveden pojem účinný průřez interakce který
geometrickým způsobem vyjadřuje pravděpodobnost daného druhu interakce. Tato potřeba vzniká např.σ.cz/JadRadFyzika6.x Io.
Stínění ionizujícího záření
Při řadě aplikací ionizujícího záření třeba zabránit tomu, aby určitých míst, nebo určitých
směrů, ionizující záření vnikalo tedy třeba určitou část záření odstínit.
S odkazem výše uvedené mechanismy interakce záření látkou zde stručně zmíníme o
některých obecných zásadách pro dosažení optimálního stínění některých druhů záření. detekovat jen záření určitých směrů kap.
polovrstvy (polotloušťky) absorbce d1/2= ln2/µ 0,693/µ, což taková tloušťka vrstvy stínícího materiálu, která
zeslabí intenzitu daného záření polovinu polovrstvy pak 1/4, polovrstvy 1/8 atd.
Polotkoušťka absorbce
Tloušťka potřebného stínění závisí hustotě nukleonovém čísle) stínícího materiálu, energii záření na
požadovaném zeslabení.mp/N, kde hustota materiálu nukleonové číslo atomů látky. Pokud potřeba zachovat optickou viditelnost, používá olovnaté sklo vysokým
obsahem kysličníku olova tavenině. stínící účinek
roste exponenciálně tloušťkou stínění podle shora uvedeného vzorce).dx.x, kde původní intenzita svazku povrchu koeficient σ.4), při radioterapii kde kolimací vymezujeme úzký svazek záření, atd. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Stínění záření gama
Pro záření gama jsou nejvhodnějšími stínícími materiály látky velkou měrnou hmotností (hustotou)
– především olovo, wolfram, uran (kromě vysoké ceny třeba mít paměti, uran samotný je
radioaktivní).mp/
N představuje lineární součinitel zeslabení. Integrací tohoto diferenciálního vztahu získáme pro intenzitu I(x) svazku
v hloubce vztah I(x) Io.2), při
zobrazovacích metodách jako scintigrafie (kde pomocí kolimace detekujeme jen záření z
přesně vymezených směrů kap.3), při detekci ionizujícího záření (kde detektor
potřeba stínit vůči pozadí, popř.3 "Jaderné reakce" §1.2008 12:13:55]
.dx atomů, nichž každý představuje pro záření účinnou stínící plošku interakce velikosti σ,
takže intenzita svazku zeslabí -dI I.L.ρ.
X) jsou polovrstvy následující :
Polovrstva [mm]
E g
[keV] voda beton železo olovo
http://astronuklfyzika.RNDr. Lineární součinitel zeslabení úměrný hustotě absorbujícího materiálu
a díky účinnému průřezu výrazně závisí energii záření též protonovém čísle atomů látky (neboť protonové
číslo určuje elektronovou hustotu atomů). Pro některé běžné materiály energie záření (resp. příměsí barytu, barytové omítky pod.
Z ekonomických důvodů někdy výhodnější použít větší tloušťky materiálu nižší stínící
schopnosti, pokud konfigurace zářiče, ozařovaných látek detektoru umožňuje. Zde jedná účinný průřez
interakce záření, např.e-µ . Tak tomu zpravidla
bývá při stavebním řešení pracovišť ionizujícím zářením, kde vedle cihlového zdiva používají
hutnější stavební materiály beton příp.
Účinný průřez interakce lineární součinitel zeslabení
V §1.6 Ionizující záření
vzrůstového faktoru (Bł1) závisí tloušťce druhu látky, energii záření, jakož geometrickém uspořádání zdroje
záření, prozařované vrstvy detektoru. 1. Při interakci rovnoběžného svazku záření
o intenzitě prochází 1cm2 látky každou sekundu částic, které interagují atomy látky účinným průřezem Počet
atomů 1cm3 ρ.e-σ. vrstvičce tloušťky v
1cm2 obsaženo L. atomy látky (buď celkový účinný průřez interakce, nebo jednotlivé dílčí účinné průřezy
pro fotoefekt, Comptonův rozptyl tvorbu elektron-pozitronových párů). Používají olověné kontejnery pro přepravu skladování zářičů, zástěny olověného
plechu, tvarované olověné cihly atd. Vedle lineárního součinitele zeslabení tabulkách často uvádí hodnoty tzv.L.L σ.
při ochraně před ionizujícím zářením (kap.
Vedle lineárního součinitele zeslabení někdy zavádí hmotnostní zeslabovací koeficient µ/ρ, který nezávislý
na hustotě.10. Pro účinné odstínění záření gama energii cca 100keV stačí
vrstva olova tloušťky 2mm; čím vyšší energie fotonů záření gama, tím silnější vrstvu stínění je
nutno použít
