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.
Při interakci rovnoběžného svazku záření
o intenzitě prochází 1cm2 látky každou sekundu částic, které interagují atomy látky účinným průřezem Počet
atomů 1cm3 ρ.2008 12:13:55]
.ρ.3 "Jaderné reakce" §1. Vedle lineárního součinitele zeslabení tabulkách často uvádí hodnoty tzv. Zde jedná účinný průřez
interakce záření, např.
S odkazem výše uvedené mechanismy interakce záření látkou zde stručně zmíníme o
některých obecných zásadách pro dosažení optimálního stínění některých druhů záření.σ. Tak tomu zpravidla
bývá při stavebním řešení pracovišť ionizujícím zářením, kde vedle cihlového zdiva používají
hutnější stavební materiály beton příp.dx atomů, nichž každý představuje pro záření účinnou stínící plošku interakce velikosti σ,
takže intenzita svazku zeslabí -dI I.RNDr.
při ochraně před ionizujícím zářením (kap.x, kde původní intenzita svazku povrchu koeficient σ.
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.3), při detekci ionizujícího záření (kde detektor
potřeba stínit vůči pozadí, popř. 1.e-σ. 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.
Z ekonomických důvodů někdy výhodnější použít větší tloušťky materiálu nižší stínící
schopnosti, pokud konfigurace zářiče, ozařovaných látek detektoru umožňuje.2), při
zobrazovacích metodách jako scintigrafie (kde pomocí kolimace detekujeme jen záření z
přesně vymezených směrů kap. detekovat jen záření určitých směrů kap.e-µ . Pokud potřeba zachovat optickou viditelnost, používá olovnaté sklo vysokým
obsahem kysličníku olova tavenině. Integrací tohoto diferenciálního vztahu získáme pro intenzitu I(x) svazku
v hloubce vztah I(x) Io. Pro některé běžné materiály energie záření (resp. atomy látky (buď celkový účinný průřez interakce, nebo jednotlivé dílčí účinné průřezy
pro fotoefekt, Comptonův rozptyl tvorbu elektron-pozitronových párů). 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).cz/JadRadFyzika6.10.htm (20 32) [15.6 Ionizující záření
vzrůstového faktoru (Bł1) závisí tloušťce druhu látky, energii záření, jakož geometrickém uspořádání zdroje
záření, prozařované vrstvy detektoru.
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.dx.
Polotkoušťka absorbce
Tloušťka potřebného stínění závisí hustotě nukleonovém čísle) stínícího materiálu, energii záření na
požadovaném zeslabení. Používají olověné kontejnery pro přepravu skladování zářičů, zástěny olověného
plechu, tvarované olověné cihly atd.
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). Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.L σ.
Účinný průřez interakce lineární součinitel zeslabení
V §1. příměsí barytu, barytové omítky pod.5 "Elementární částice" byl zaveden pojem účinný průřez interakce který
geometrickým způsobem vyjadřuje pravděpodobnost daného druhu interakce.
Vedle lineárního součinitele zeslabení někdy zavádí hmotnostní zeslabovací koeficient µ/ρ, který nezávislý
na hustotě. Tato potřeba vzniká např.
X) jsou polovrstvy následující :
Polovrstva [mm]
E g
[keV] voda beton železo olovo
http://astronuklfyzika.5, §5.L.mp/
N představuje lineární součinitel zeslabení.mp/N, kde hustota materiálu nukleonové číslo atomů látky.L. vrstvičce tloušťky v
1cm2 obsaženo L. stínící účinek
roste exponenciálně tloušťkou stínění podle shora uvedeného vzorce).4), při radioterapii kde kolimací vymezujeme úzký svazek záření, atd.x Io
