Керма-постоянная и ионизационная

     гамма-постоянная радионуклида

Мощность дозиметрической величины  в воздухе на расстоянии r от точечного изотропного источника фотонов активностью А, испускающего g-кванты с энергиями Е_i, i = 1, … n, можно записать как

                 (3.32)

где Е_i, h _i – энергия и квантовый выход i -го кванта;  – массовый коэффициент ослабления в воздухе:

   при определении ;

   при определении .

Данные, характеризующие радионуклид в источнике (энергия фотонов Е _i, их квантовый выход h _i) и его взаимодействие с воздухом (), можно объединить в некоторую константу, которая называется гамма-постоянной Г по мощности дозиметрической величины. Тогда мощность дозиметрической величины (кермы, поглощенной или экспозиционной дозы и др.) на расстоянии r от точечного изотропного источника с активностью А можно записать в виде

.                                (3.33)

В общем случае гамма - постоянная по мощности дозиметрической величины Г – это отношение мощности дозиметрической величины , создаваемой фотонами изотропно излучающего точечного источника, расположенного в вакууме, умноженной на квадрат расстояния r, к активности А этого источника:

.                         (3.34)

Гамма-постоянной по мощности воздушной кермы или керма-постоянной радионуклида  называют отношение мощности воздушной кермы , создаваемой фотонами от точечного изотропно излучающего источника данного радионуклида, находящегося в вакууме на расстоянии r от источника, умноженной на квадрат этого расстояния, к активности А источника:

                         (3.35)

Размерность керма-постоянной радионуклида в СИ - Гр×м²/(с×Бк).

Численно керма-постоянная Г _K равна мощности воздушной кермы, создаваемой точечным изотропным источником активностью 1 Бк на расстоянии 1 м.

Удобство использования кермы при решении практических задач обусловлено тем, что керма применима для определения полей как фотонов, так и нейтронов в любом диапазоне доз и энергий излучения и не вводит неоднозначных параметров в расчеты.

Гамма-постоянной по мощности экспозиционной дозы или ионизационной гамма-постоянной радионуклида Г _Х называют отношение мощности экспозиционной дозы , создаваемой фотонами от точечного изотропно излучающего источника данного радионуклида, находящегося в вакууме на расстоянии r от источника, умноженной на квадрат этого расстояния, к активности А источника:

                        (3.36)

Размерность гамма-постоянной радионуклида - Р×см²/(ч×мКи). Численно ионизационная гамма-постоянная Г _Х равна мощности экспозиционной дозы, создаваемой точечным изотропным источником активностью 1 мКи на расстоянии 1 см.

Значения ионизационной гамма-постоянной Г _Х и керма-постоянной Г _K приводятся в справочниках, описывающих характеристики нуклидов как g-излучателей[28]. По известным значениям Г _Х   или Г _K находятся соответствующие мощности дозиметрических. Так, м ощность воздушной кермы на расстоянии r от точечного изотропного источника с активностью А

.                           (3.37)

Мощность экспозиционной дозы при тех же условиях

.                         (3.38)

Дифференциальная гамма - постоянная радионуклида Г _i рассчитывается для i -й моноэнергетической линии спектра             g-излучения радионуклида. Полная постоянная радионуклида Гравна сумме всех дифференциальных гамма-постоянных:

Г = .                        (3.39)

Размерность гамма-постоянной радионуклида в таблицах принято записывать в единицах аГр×м²/(с×Бк), где 1 аГр = 10^-18 Гр.

Соотношения между гамма-постоянной воздушной кермы (керма-постоянной) Г _K, аГр×м²/(с×Бк), и ионизационной гамма-постоянной Г _Х, Р×см²/(ч×мКи), выражаются формулами

Г _K = 6,55× Г _Х;                           (3.40)

Г _Х = 0,152 ·Г _K.                    (3.41)

Отметим, что в керма-постоянной кроме ядерного g-излуче-ния учитывается g-излучение, возникающее при аннигиляции позитрона. Если испускается один позитрон на один распад ядра, то за счет аннигиляционного излучения (два фотона с энергией по 0,511 МэВ каждый) керма-постоянная увеличивается примерно на 40 аГр×м²/(c×Бк).

Керма-эквивалент источника

Керма-постоянная и ионизационная гамма-постоянная радионуклида используются, как правило, для расчета мощности кермы или экспозиционной дозы одного или нескольких радионуклидов в источнике. Когда радионуклидов много, и каждый из них испытывает цепочечные превращения, например, продукты деления в облученном топливе, удобно использовать керма-эквивалент k_e источника целиком. Керма-эквивалент – это мощность воздушной кермы , создаваемой фотонами на расстоянии r = 1 м от данного точечного изотропного источника в вакууме:

k_e = .                              (3.42)

Размерность керма-эквивалента − Гр×м²/с.

Очевидно, что

                 (3.43)

В справочной литературе приводятся данные по керма-эквиваленту облученного топлива в зависимости от кампании реактора и времени выдержки после облучения. Вместе со средней энергией испускаемых фотонов, изменяющейся со временем, этих данных достаточно для оценки защиты от продуктов деления.

Пользуясь определением керма-эквивалента k_e, можно вычислить мощность воздушной кермы  на расстоянии r от точечного изотропного радионуклида:

= .                             (3.44)