Утечка рентгеновского излучения

Предположим, образец стронция-90 хранится в свинцовом контейнере со свинцовыми стенками. Известно, что рентгеновское излучение может быть обнаружено вне свинцового контейнера. После некоторого обсуждения с моими коллегами выяснилось, что у нас разные теории о том, как формируется рентгеновское излучение.

  1. Бета-частицы, испускаемые при распаде стронция-90, сталкиваются со стенками контейнера и при этом испускают фотоны. Эти фотоны, когда они достаточно энергичны, обладают высокой проникающей способностью и могут проникать сквозь стенки контейнера.
  2. Точно так же бета-излучение при распаде стронция-90 производит фотоны, но фотоны вместо этого туннелируют сквозь стены.

Первая теория, кажется, показывает картину испускаемого рентгеновского излучения, действительно проходящего через пустое пространство между частицами свинца в стенке контейнера. В соответствии с этой теорией термин «проникновение» определен недостаточно четко.

Согласно второй теории, кажется, что квантовое туннелирование неприменимо напрямую, потому что в нем нет потенциального барьера.

Какое объяснение было бы правильным, или есть лучшее объяснение?

Как обычно, глава «Обзора физики элементарных частиц » «Прохождение частиц через материю» очень хороша по основам, но требует определенного опыта, чтобы воплотить ее в хорошую практику экранирования.

Ответы (2)

Да, бета-распад Sr-90 дает бета-излучение с энергией 546 кэВ (обратите внимание, что Y-90, дочернее ядро, также является бета-излучателем, но с энергией 2,284 МэВ). Затем этот энергичный электрон может производить тормозное рентгеновское излучение в результате взаимодействия с электронами. Для данной энергии рентгеновского излучения свинец будет иметь некоторый коэффициент поглощения - на самом деле это ничем не отличается от взаимодействия видимого света с веществом, просто вы не думаете о том, что свинец пропускает фотоны, поскольку вы не можете видеть сквозь него. Рентгеновские лучи распространяются очень хорошо, с некоторым коэффициентом поглощения, зависящим от их энергии.

Отмечу, что рекомендуемый экран для Sr-90/Yr-90 на самом деле составляет 1/2 дюйма или более из плексигласа. Например, у Sr-90/Y-90 есть примечание «Не используйте свинцовую фольгу или листы в качестве основного». барьер! Будет производиться проникающее тормозное рентгеновское излучение!» Так что вам следует подсунуть плексигласовый вкладыш в свинцовое ведро.

Я не знаю, что такое «сила проникновения» или зачем нужно вызывать квантовое туннелирование.

Sr-90 полностью распадается за счет бета-излучения до 0,546   М е В отдается электрону, а его дочерний изотоп распадается аналогичным образом со скоростью до 2,28   М е В отдается электрону.

Эти энергетические диапазоны находятся прямо вокруг 1,71   М е В Р -32 , бета-излучение которого, как известно, вызывает значительное тормозное излучение свинца. Тормозное излучение может легко производить фотоны с энергиями, подобными энергии падения заряженной частицы.

Любой фотон будет иметь некоторую длину затухания, зависящую от частоты и материала, через который он проходит. Вот диаграмма NIST для свинца, чтобы остановить фотоны. Как видите, значение мю / р около 0,5   с м 2 / г для энергии фотонов 2   М е В . При плотности 11   г / с м 3 , это означает, что длина затухания составляет около 5.7   с м . Даже 10   с м толстая свинцовая стенка остановит только около 80% таких фотонов.

Пожалуйста, следуйте ответу Джона Кастера и правильно выровняйте контейнер для хранения.

"значение мю / р около 0,5 с м 2 / г [...] « Они используют дурацкие устройства в NIST. Или это обычное явление в приложениях экранирования за пределами экспериментального мира? Большинство экспериментаторов с частицами думают с точки зрения потерь энергии, которые примерно 2 М е В / ( г с м 2 ) при минимальной ионизации или длине излучения . Мне пришлось прочитать это пару раз, чтобы правильно разобрать. Я согласен, что беспокойство о душе всегда является основной проблемой с фотонами.
Утечка рентгеновского излучения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v