ия альфа- и бета-частиц и квантов электромагнитного излучения измеряется в специальных единицах — элеткронвольтах (эв) и производных от нее кило- (кэв) и мегаэлектронвольтах (Мэв). Энергию, равную 1 эв, приобретает частица с зарядом, равным заряду электрона, при прохождении разности потенциалов, равной I в. Один электронвольт равен 1,6- 1(НЭ дж.

Плотность потока излучения измеряется числом частиц или квантов, проходящих к единицу времени через поверхность единичной площади. Единицы измерения этой величины для альфа-, бета- и гамма-излучения: альфа-частица/сек • м2 (а/сек- м2), бета-частица/сек- ж2 ($/сек-мг) и гамма-квант! сек • мг {у/сек-ж2) соответственно. Интенсивность излучения характеризует количество энергии, проносимой излучением в единицу времени через единичную площадку, и измеряется в ваттах на квадратный метр (вт/м2). Мы в дальнейшем будем пользоваться главным образом единицами, связанными с плотностью потока, а не с интенсивностью излучения, так как при конструировании и расчетах радиоизотопных приборов основной интерес представляет зависимость числа частиц или квантов, регистрируемых детектором, от измеряемого параметра.

Активность источника излучения измеряется числом распадов, происходящих в нем в единицу времени. Единицы измерения активности — распад в секунду (распад/сек) и кюри. 1 кюри равен 3,7 - 1010 распад/сек.

Периодом полураспада 'называется время, в течение которого распадается половина имевшихся первоначально в источнике радиоактивных ядер. Периоды полураспада различных изотопов имеют самые различные значения от долей секунды до миллионов лет. Очевидно, что за время, равное периоду полураспада, уменьшается вдвое как активность источника, так и интенсивность и плотность потока испускаемого им излучения. Поэтому в приборах могут быть использованы практически лишь те изотопы, период полураспада которых достаточно велик.

Следует отметить, что все характеристики источника излучения не зависят 'ни от каких внешних условий и 8 абсолютно стабильны, за исключением монотонного (достаточно медленного, если период полураспада велик) и происходящего по заранее известному загону уменьшения плотности потока и интенсивности испускаемого источником излучения, связанного с уменьшением в нем числа радиоактивных ядер. Это специфическое для радиоизотопной измерительной техники обстоятельство имеет весьма важное значение и, как 'будет показано ниже (см. § 3-2), позволяет осуществить измерения с достаточно высокой точностью как при изменениях внешних условий, так и при использовании в качестве отдельных элементов прибора устройств с недостаточно стабильными параметрами.

1-2. АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЕ

Альфа-излучение имеет линейчатый энергетический спектр. Обычно одна из линий этого спектра во много раз интенсивней остальных. Так, например, основная линия с энергией 5,3 Мэв в спектре альфа-частиц полония приблизительно в 5-Ю3 раз более интенсивна, чем любая из остальных 11 линий.

Пробег /возд (см) альфа-частиц с энергией от 4 до 7 Мэв в воздухе определяется приближенным соотношением [Л. 1].

/возд = 0,309?3/2, (1-1)

где Е — начальная энергия частиц, Мэв.

Эмпирическая формула, позволяющая рассчитать пробег R (мг!см2) альфа-частицы в веществе с атомным весом А, имеет вид:

Я = 0,56/1ЮЗЯЛ,/3. (1-2)

Длина пробега альфа-частиц не превышает нескольких сантиметров в воздухе и 'нескольких десятков микрон в твердых веществах.

'Попадая в вещество, например в газовую среду, альфа-частицы взаимодействуют с электронными оболочками атомов и молекул. Некоторым электронам аль

фа-частицы сообщают энергию, достаточную для отрыва ст атома. При этом создаются свободный электрон и положительный ион, а альфа-частица теряет часть своей энергии.

На единице пути альфа-частицы создают значительно большее число пар ионов, чем другие виды излучений. Поэтому основной областью применения альфа-излучения в устройствах контролясостава является газовый анализ, основанный на ионизации газовой среды.

Столкновения альфа-частиц с ядрами атомов вещества могут иметь упругий и неупругий характер. При упругих соударениях альфа-частицы теряют часть энергии и изменяют направление полета. Неупругие соударения приводят к ядерным реакциям, которые могут использоваться и для контроля состава.

1-3. БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ

(1-3)

Бета-излучение обладает непрерывным энергетическим спектром, начиная от нуля до некоторой характерной для данного изотопа энергии Ямакс- Существование непрерывного спектра бета-излучения объясняется образованием при бета-распаде нейтрино, которые уносят энергию АЕ, недостающую бета-частице до .Смаке:

АЕ = ЕЯ0,16,

(И)

веществе можно приближенно определить по эмпирической формуле [Л. 2]

~-pd= 0,546^

где р — плотность поглощающего вещества, г/см3;

d — толщина слоя поглощающего вещества, см; U ™кс - пробег, г/см*.

Пробег бета-частиц в газах достигает нескольких метров, а в жидких и твердых веществах — нескольких миллиметров.IV

(1-5)

По мере прохождения через слой вещества поток бета-излучения ослабл