Читать онлайн «Физические основы измерений характеристик ионизирующих излучений: Конспект лекций»

АКАДЕМИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ С. Г. Кондратенко ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Конспект лекций Москва 2005 1  Кондратенко С. Г. Физические основы измерений характеристик ионизирующих излучений: Конспект лекций. — М. : АСМС, 2005. Приведены краткие сведения о строении атома и атомного ядра, радиоактивном распаде, ядерных реакциях, взаимодействии ионизирующих излучений с веществом. Значительное внимание уделено принципам и устройствам регистрации ионизирующих излучений, классификации детекторов ионизирующих излучений. Конспект лекций предназначен для самостоятельных занятий слушателей АСМС, повышающих квалификацию по специализациям «Поверка и калибровка средств измерений ионизирующих излучений», «Радиационный контроль» и «Экологический контроль и контроль безопасности по радиационным параметрам». Конспект лекций может быть полезен специалистам в области измерений характеристик ионизирующих излучений. Конспект подготовлен на кафедре «Физико-технические измерения» АСМС профессором С. Г. Кондратенко.  АСМС, 2005 2  Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В АТОМНУЮ И ЯДЕРНУЮ ФИЗИКУ 1. 1. Строение атома и атомного ядра А т о м — мельчайшая частица, носитель химических свойств элементов. Размеры атома составляют несколько ангстрем (1 А  = 10–10 м). В центре атома расположено ядро, радиус которого около 10–4 А  . В нем сосредоточена почти вся масса атома. Ядро имеет положительный электрический заряд, равный Zе , где Z — порядковый номер элемента в периодической системе Д. И. Менделеева; е = 1,6·10–19 Кл — элементарный электрический заряд. Ядра одного элемента именуются нуклидами, радиоактивные ядра — радионуклидами. Вокруг ядра по разрешенным оболочкам движутся Z электронов. Они несут суммарный отрицательный заряд Z е , который нейтрализует заряд ядра. За единицу энергии в атомной и ядерной физике принят электрон-вольт (эВ). 1 эВ = 1,6·10 –19 Дж. Электроны располагаются на самых близких к ядру орбитах. Когда под воздействием внешних сил атомный электрон переходит на более удаленную оболочку, атом возбуждается, но затем переходит из этого состояния в основное. При этом электрон снова располагается на первоначальной орбите, а избыток энергии атома излучается в виде одного или нескольких квантов электромагнитного излучения. Энергия кванта Е  h, где h — 6,625 10–34 Дж c — постоянная Планка,  — частота излучения, Гц. Массу атомов, ядер, элементарных частиц измеряют в атомных единицах массы (а. е. м. ), равной 1/12 массы изотопа 12 С. 1 а. е. м. = 1,66·10–27 кг. Так как почти вся масса атома сосредоточена в ядрах, то масса ядер, как и масса атомов, измеренная в а. е. м. , близка к целым числам. Самое легкое ядро у водорода, его масса близка к единице.