Классификация и характеристика элементарных частиц γ-излучений

         Большое значение дистанционной гамма-теропии объясняется также сравнительной доступностью и удобствами использования гамма-аппаратов. Последние, так же как и рентгеновские, конструируют для статического и подвижного облучения. С помощью подвижного облучения стремятся создать большую дозу в опухоли при рассредоточенном облучении здоровых тканей. Осуществлены конструктивные усовершенствования гамма-аппаратов, направленные на уменьшение полутени, улучшение гомогенизации полей, использование фильтров жалюзи и поиски дополнительных возможностей защиты.

          Использование ядерных излучений в растениеводстве открыло новые, широкие возможности для изменения обмена веществ у сельскохозяйственных растений, повышение их урожайности, ускорения развития и улучшения качества.

          В результате первых исследований радиобиологов было установлено, что ионизирующая радиация – мощный фактор воздействия на рост, развитие и обмен веществ живых организмов. Под влиянием гамма-облучения у растений, животных или микроорганизмов меняется слаженный обмен веществ, ускоряется или замедляется (в зависимости от дозы) течение физиологических процессов, наблюдаются сдвиги в росте, развитии, формировании урожая.

          Следует особо отметить, что при гамма-облучении в семена не попадают радиоактивные вещества. Облученные семена, как и выращенный из них урожай, нерадиоактивны. Оптимальные дозы облучения только ускоряют нормальные процессы, происходящие в растении, и поэтому совершенно необоснованны какие-либо опасения и предостережения против использования в пищу урожая, полученного из семян, подвергавшихся предпосевному облучению.

          Ионизирующие излучения стали использовать для повышения сроков хранения сельскохозяйственных продуктов и для уничтожения различных насекомых-вредителей. Например, если зерно перед загрузкой в элеватор пропустить через бункер, где установлен мощный источник радиации, то возможность размножения насекомых-вредителей будет исключена и зерно сможет храниться длительное время без каких-либо потерь. Само зерно как питательный продукт не меняется при таких дозах облучения. Употребление его для корма четырех поколений экспериментальных животных не вызвало каких бы то ни было отклонений в росте, способности к размножению и других патологических отклонений от нормы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Материалы для защиты от гамма-излучения

 

Гамма-излучение  наиболее эффективно ослабляется материалами  с большим атомным номером и высокой плотностью (свинец, сталь, бетон, магнетитовые и другие руды, свинцовое стекло). На АЭС в качестве материала для биологической защиты обычно используется бетон, металлические конструкции и вода. Рассмотрим некоторые материалы, получившие широкое применение в качестве защиты от гамма-излучения.

Вода используется не только как замедлитель нейтронов, но и как защитный материал от нейтронного излучения вследствие высокой плотности атомов водорода. При поглощении тепловых нейтронов ядрами водорода по реакции H(n,γ)D, возникает захватное γ-излучение с энергией E = 2,23 МэВ. Захватное γ-излучение можно снизить, если применить борированную воду. Тепловые нейтроны поглощаются бором по реакции B(n,α)Li, а захватное излучение имеет энергию E = 0,5 МэВ. Конструктивно водяную защиту выполняют в виде заполненных водой секционных баков из стали или других материалов.

Полиэтилен (р = 0,93 г/см³, n_н= 7,92 ·10²² ядер/см³) − термопластичный полимер (C_nH_2n), является лучшим замедлителем, чем вода. Применяют в виде листов, лент, прутков и т.п. на таких участках защиты, где температура tполиэтилена меньше tразмягчения = 368 К. Необходимо учитывать высокий коэффициент его линейного расширения (в 13 раз больше, чем у железа). С повышением t полиэтилен размягчается, а затем загорается, образуя двуокись углерода и воду. Защитные свойства от γ-излучения примерно такие же, как у воды. Для уменьшения захватного γ-излучения в полиэтилен добавляют борсодержащие вещества.

Из других водородсодержащих веществ используют различные пластмассы (полистирол, полипропилен) и гидриды металлов.

Железо − в виде изделий из стали и чугуна (прокат, поковка, дробь). Сталь (углеродистая и с легирующими элементами) является конструкционным материалом для изготовления узлов реакторных установок (корпус реактора, тепловая и радиационная защита, трубопроводы, различные механизмы, арматура для защиты из других материалов и т.п.). В стали сочетаются конструкционные и защитные свойства. Масса зашиты из стали от γ-излучения на 30% больше массы эквивалентной свинцовой защиты, однако повышенный расход материала компенсируется лучшими конструкционными характеристиками стали. Под действием тепловых нейтронов железо, являющееся основной составной частью стали, активируется с образованием радионуклида ⁵⁵Fe (Т_1/2 = 45,1 сут.), излучающего фотоны (E_γ1 = 1,1 МэВ; E_γ2 = 1,29 МэВ). При захвате нейтронов атомами железа возникает захватное γ-излучение (E_γ = 7,7 МэВ). При несовершенной конструкции реакторной установки захватное γ-излучение в железных конструкциях тепловой защиты определяет выбор зашиты от излучения. Следует обращать внимание на содержание в стали марганца, тантала и кобальта, так как наведенная γ-активность определяется в основном содержанием этих элементов стали. Сталь, подвергающаяся облучению нейтронами высокой плотности, должна содержать не более 0,2% марганца, а тантал и кобальт могут находиться лишь в виде следов. Захватное γ-излучение и остаточную активность можно в значительной степени уменьшить, если добавить в сталь борное соединение и получить борную сталь. Бор интенсивно поглощает тепловые нейтроны, при этом образуются легко поглощаемое γ-излучение (E = 0,5 МэВ) и α-частицы. Борная сталь по механическим свойствам хуже конструкционной стали, очень хрупка и трудно поддается мех.обработке.

Свинец используется для защиты в виде отливок (очехлованных стальными листами), листов, дроби. Из имеющихся дешевых материалов свинец обладает наиболее высокими защитными свойствами от γ-излучения. Его целесообразно использовать при необходимости ограничения размеров и массы защиты. Применение свинца ограничивается низкой температурой плавления (600 К). Защитные материалы вольфрам, тантал могут использоваться в горячих зонах, в которых применение свища исключается. Использовать эти металлы для защиты промышленных реакторов нецелесообразно, так как они крайне дороги.

Кадмий хорошо поглощает нейтроны с энергией меньше 0,5 эВ. Листовой кадмий толщиной 0,1 см снижает плотность потока тепловых нейтронов в 10⁹ раз. При этом возникает захватное γ-излучение с энергией до 7,5 МэВ. Кадмий не обладает достаточно хорошими механическими свойствами. Поэтому чаще применяют сплав кадмия со свинцом, который наряду с хорошими защитными свойствами от нейтронного и γ-излучений имеет лучшие механические свойства чем свойства чистого кадмия.

Бетон является основным материалом для защиты от излучений, если масса и размер защиты не ограничиваются другими условиями. Он состоит из заполнителей, связанных между собой цементом. В состав цемента входят окислы кальция, кремния, алюминия, железа и легкие ядра, которые интенсивно поглощают γ-излучение и замедляют быстрые нейтроны в результате упругого и неупругого столкновений. Поглощающая способность γ-излучения зависит от плотности бетона, которая может составлять 2,1-6,6 т/м³. Наибольшая плотность бетона при использовании заполнителя − железного скрапа (стальных шариков, проволоки, обрезков стального лома), наименьшая − при использовании песка и гравия. Конструкция бетонной защиты может быть монолитной (для больших реакторов) или состоять из отдельных блоков (небольших реакторов). Для снижения выхода захватного γ-излучения в бетон вводят вместо заполнителя до 3% B₄C.

Основным  показателем защитных свойств материала  по отношению к γ-излучению служит линейный коэффициент ослабления плотности (мощности дозы) γ-излучения. Чем выше плотность материала тем больше μ (коэффициент ослабления), тем более высокими защитными свойствами обладает материал. Защитные свойства материалов улучшаются в результате введения в них тяжелого компонента (железа, бария и др.). γ-излучение ослабляется за счет увеличения плотности материала.

5. Нововведение XXI века для защиты от электромагнитного излучения в быту.

            Группа ученых Центра информатики Гамма-7 разработала уникальный прибор – пассивный широкополосный автогенератор тонких физических полей, который используется в качестве нейтрализатора аномальных излучении и называется «Гамма-7.Н».

                                                    «Гамма-7.Н».

            Конструктивно современный нейтрализатор Гамма 7 Н выполнен в виде элегантной пластмассовой коробочки, размером с ладонь, в которую запрессована многоступенчатая спираль из специального сплава. Как уложена эта спираль, каково соотношение осей, каков химический состав материала спирали – все это секрет ученых, запатентовавших свое изобретение.

           Как только нейтрализатор попадает под воздействие некоего источника излучения, он тут же активизируется, и значительно изменяются характеристики внешнего излучения за счет разукрупнения его патогенной составляющей. В результате происходит подавление аномалий тонких физических полей и организуется защита человеческого организма от их разрушающего воздействия. Самым интересным оказалось то, что источники всевозможных излучений, разнообразнейшая бытовая и промышленная электронная аппаратура и энергетические установки тоже получили защиту от воздействия аналогичных излучений.

                                                  Активатор Гамма 7 А

            Применение в качестве добавок редкоземельных химических элементов привело к созданию новой модификации прибора – Активатор Гамма 7 А. От него человек может получать дополнительное полевое питание, благодаря которому усиливается иммунитет человека, и работоспособность повышается до 16 часов в сутки. По существу создан механический экстрасенс, сила воздействия которого на несколько порядков выше, чем у признанных народных целителей.

                              «Гамма 7 Н РТ»  

            По принципу нейтрализатора Гамма 7 разработана также специальная защита от излучения мобильных и радиотелефонов. Мини-нейтрализатор «Гамма 7 Н РТ» не пропускает пагубное излучение вашего мобильника, благодаря чему вы и ваши дети защищены от многих серьезных заболеваний.

-

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

       В данном реферате я попыталась подробно объяснить природу элементарных частиц, и в частности элементарных частиц гамма-излучений. Мы узнали что исторически первыми экспериментально обнаруженными элементарными частицами были электрон, протон, а затем нейтрон, а характеристиками субатомных частиц являются масса, электрический заряд, спин (собственный момент количества движения), время жизни частицы, магнитный момент, пространственная четность, лептонный заряд, барионный заряд и др.

Так же узнали что  гамма–излучение – электромагнитное излучение с длиной волны < 0,1 нм, возникающее при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом, аннигиляции электронно-позитронных пар. Для гамма-излучения характерны в основном три вида взаимодействия с веществом:

1. фотоэффект;

2.комптон–эффект

3.образование электронно-позитронных  пар

 При всем вреде γ-излучений человек научился защищаться от него и даже извлекать пользу, что лишний раз доказывает  безграничность человеческого ума.

 

 

 

 

Список литературы

1. Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. 3-е изд., перераб. и доп. М., Энергоатомиздат, 1985
2. Альфа-, бетаи гамма-спектроскопия, пер. с англ., под ред. К. Зигбана, в, 1, М., 1969 
3. Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ., т. 1, М., 1955 
4. Трофимова Т. И. Курс физики. Учебное пособие для вузов. – Изд 9-е, перераб. И доп. – М:. Издательский центр «Академия», 2004. – 560 с.
5. Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Физика. Москва.Просвещение.1976 
6. Марков М.А., О природе материи, М., 1976