Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 36

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 210 >> Следующая

Ббльшая часть энергии тяжелой заряженной частицы переносится к вторичным электронам «малыми порциями», т.е. образуются свободные электроны с энергией менее 100 эВ. Вызванная ими ионизация происходит в непосредственной близости от места первичной ионизации, на расстоянии порядка нескольких десятков нанометров от трека частицы.
Таким образом, в относительно небольшом объеме вдоль трека частицы возникает некоторое число пар иоиов (положительные ионы и
о
•о*
о- ионизация • — возбуждение
Рис. П. 12. Передача энергии по траектории тяжелой заряженной частицы. Для а-частицы с энергией 6 МэВ расстояние АБ = 3,1 нм, что соответствует размеру средней молекулы белка: а — «рой ионов»; а(6) — б-электроны
5. Пространственное распределение ионов
77
электроны), порожденных первичной ионизацией и вторичными электронами с энергией менее 100 эВ. Эти скопления получили название ¦рой иоиов»; они и формируют трек частицы. Термины «первичная ионизация», «рой ионов» н «событие потери энергии» можно считать эквивалентными.
Рои ионов называют также шпорами. Несколько тесно расположенных шпор (100-500 эВ) образуют «блобы» и короткие треки (0,5-5 кэВ). В состав последних входят также так называемые Оже-элек-троны, выносящие из ионизированного атома энергию перестройки внутренних оболочек (но не следует путать это с фотонным Оже-эффектом). Например, в случае ионизации К-оболочки кислорода вероятность испускания дополнительного Оже-электрона с энергией около 540 эВ близка к 100%.
Тяжелые заряженные частицы образуют короткие плотные треки, имеющие форму основного стержня с высокой удельной плотностью ионизации (рои ионов плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной столбик, или «колонну» ионов), от которого во все стороны отходит стержни, соответствующие 6-лучам со значительно более низкой плотностью ионизация. Такая картина характерна не только для а-частиц, но и для ускоренных тяжелых ядер различных элементов.
5.2. Ионизация в тканях при действии ускоренных электронов
Картина, наблюдаемая при облучении тканей потоком /3-частиц, отличается от рассмотренной выше прежде всего криволинейной траекторией частиц в веществе. Это связано с равенством масс взаимодействующих частиц: в единичном акте соударения с орбитальным электроном /3-частица теряет большое количество энергии и изменяет первоначальное направление движения (рис. П. 13).
Данные о распределении ионизаций получают путем фотографирования треков частиц в камере Вильсона или в пузырьковой камере. В этих приборах создается метаста-бильиое (неустойчивое) состояние рабочего вещества, пара или жидкости, так, чтобы при прохождении через них даже единичной заряженной частицы вдоль ее трека происходила конденсация (или испарение) и возникали хорошо видимые следы частицы. На рис. Н.14 представлен участок трека электрона, каким он виден в камере Вильсона. Капли воды конденсируются из насыщенного пара в местах образования ионов.
Длина пробега /3-частиц определяется их энергией: при энергии 150 кэВ они проникают в ткань на глубину 278 мкм, а очень быстрые частицы с энергией 50 МэВ — на глубину до 19 см.
L
в
Рис. 11.13. Истинная и практическая длина пробега электронов в веществе. Путь от А до В -истинная длина пробега; L — практическая длина пробега (глубина проникновения)
78
Гл. II- Поглощение энергии ионизирующих излучений
Е = 200 кэВ
Рис. 11.14. Трек быстрого электрона (по фотографии в камере Вильсона): 1 — трек быстрого электрона (Е ~ 200 кэВ), 2 — трек медленного электрона (Е S' 20 кэВ). При низкой энергии изгибание трека вызвано рассеянием.
Приведем таблицу (по данным Д. Е. Ли)зависимости длины пробега, потери энергии и числа пар ионов электрона от его энергии на единицу пути в ткани (табл. П.4).
Таблица П.4. Длина пробега, потеря энергии и число первичных ионов, вызываемых электронами в ткани плотностью 1 г/см3
Энергия Длина Потеря Число первичных ионов
электрона, пробега, энергии, на 1 мкм ткани,
кэВ мкм кэВ/мкм пар ионов/мкм
0,1 0,003 33,23 1697
0,2 0,006 28,71 843,1
0,8 0,038 14,17 285,3
2,0 0,1595 7,680 127,8
9,5 2,303 2,367 31,90
22,5 10,51 1,233 15,06
45,0 35,76 0,7255 8,452
90,0 118,0 0,4462 4,986
150,0 278,1 0,3278 3,567
450,0 1508,5 0,2108 2,166
6. Локальные характеристики поглощения Энергии веществом. Проблемы микродозиметрии (М. Ф. Ломанов)
Ввиду вероятностного характера явлений, связанных с энергетическим парадоксом, сформировалось особое направление в радиационной физике, которое носит название микродсзиметрии. Для того, чтобы понять, в чем основное отличие новых методов от обычной дозиметрии, можно привести такую аналогию. Любая газовая среда характеризуется давлением, но никогда не говорят о давлении отдельной частицы газа так же, как и о температуре молекулы. Вместо макроскопических характеристик в статистической физике речь идет только о максвелловском статистическом распределении энергий и скоростей молекул газа. Аналогичным образом понятие поглощенной дозы заменяется в микроскопических масштабах соответствующей статистически распределенной величиной.
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed