Защита от ионизирующих излучений

Средняя длина пробега зависит от поглощающей среды и энергии a-частиц. В воздухе среднюю длину пробега a-частиц при энергии Е₀ = 4–7 МэВ можно найти по формуле Гейгера:

= 0,318 , (29)

где – средняя длина пробега a-частиц, см; – энергия a-частиц, МэВ.

Толщина слоя вещества, в котором происходит полное поглощение b-частиц, соответствует максимальной длине пробега частиц, имеющих наибольшую энергию в данном спектре, и может быть определена по формуле

, (30)

где – максимальная длина пробега (толщина поглощающего слоя), см; – максимальная энергия b-частиц в спектре, МэВ; ρ – плотность поглощающего вещества, г/см³.

Для расчета доз g-излучения, рентгеновского и нейтронного излучения за преградой (толщиной h) используют зависимость

, (31)

где D – поглощенная доза излучения после защитного материала, рад; – мощность поглощенной дозы излучения до защитного материала, рад; t – время излучения, ч; h – толщина защитного материала, см; d_1/2 – толщина защитного материала (табл. 20), ослабляющая излучение в 2 раза (слой половинного ослабления), см.

При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в механизмах взаимодействия g-излучения и нейтронов со средой, что предопределяет выбор защитных материалов. Гамма-излучение сильнее ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую плотность (свинец, сталь, бетон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен).

Таблица 20

Величина слоев половинного ослабления ионизирующих излучений
для некоторых материалов

Материал	Плотность, г/см3	Слой половинного ослабления , см
для g-излучения	для нейтронов
Бетон	2,3	5,6	12,0
Вода	1,0	13,0	2,7
Грунт	1,8	7,2	12,0
Древесина	0,7	19,0	9,7
Кирпич	1,6	8,4	10,0
Полиэтилен	0,95	14,0	2,7
Свинец	11,3	1,3	12,0
Сталь	7,8	1,8	11,5
Лед	0,9	14,5	3,0

Среднесуточный коэффициент ослабления (защищенности) населения может быть рассчитан по формуле

K_осл = ,(32)

где t₁, t₂, t₃, t₄– время нахождения в течение суток в условиях радиоактивного загрязнения, ч; k₁, k₂, k₃, k₄ – коэффициенты ослабления, (см. табл. 13 на с. 25–26).

Величина слоя половинного ослабления может быть определена через линейный коэффициент ослабления по формуле

. (33)

Толщина защитного экрана при заданном ослаблении K_осл может быть рассчитана через слой половинного ослабления d_1/2 по формуле

h = (34)