Bức xạ hạt nhân và một vài ứng dụng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ




NGUYỄN THI NGUYỆT




BỨC XẠ HẠT NHÂN
VÀ MỘT VÀI ỨNG DỤNG

Chuyên ngành: Vật lí lí thuyết

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
Th.S NGUYỄN MINH VƢƠNG






HÀ NỘI - 2014

LỜI CẢM ƠN

Sau mt thi gian thc hin, bn khóa lun: “Bức xạ hạt nhân và một
vài ứng dụng” c hoàn thành.
Tôi xin bày t lòng bin ThS. Nguyễn Minh Vương,
thn tình trc ting dn, ch bo tôi trong sut quá trình thc hin
khóa lun này.
Tôi xin trân trng cy, cô giáo trong khoa Vng
ng dy ch dn tôi trong quá trình hc tp tng.
i li c,
tu kin thun li cho tôi trong thi gian hc tp và thc hi tài.
u c gng trong quá trình thc hin, song khóa lun khó
tránh khi nhng thiu sót. Tôi rt mong nhc s góp ý, ch bo ca các
thy, cô, bn bè và nhi quan tâm.
Tôi xin trân trng c

ĐHSP Hà Nội 2, ngày 15 tháng 05 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Thị Nguyệt



LỜI CAM ĐOAN

 m bo tính trung thc ca khóa lu

Khóa lun: “Bức xạ hạt nhân và một vài ứng dụng” là công trình
nghiên cu c    c thc hi i s ng dn ca ThS.
Nguyễn Minh Vương. Các kt qu trình bày trong khóa lun là trung thc và
c công b trong b
ng mi s  cho vic thc hin khóa luc c
và các thông tin trích dn trong khóa luc ch rõ ngun gc.

ĐHSP Hà Nội 2, ngày 15 tháng 05 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Thị Nguyệt












DANH MỤC CÁC BẢNG

Số
bảng
Tên bảng
Trang
2.1

Các thông s i vi mt s cht làm chm
26
3.1
Các ng dng ch yu bng bc x và các di liu tng
28
3.2
Ling do chiu x y hc
30
3.3
Mt s ng v phóng x s dng trong y t
33
3.4
Mt s ng v phóng x s dng trong công nghip
37
3.5
Mt s ng dng s lý bng bc x
40

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

Số
hình
Tên hình
Trang
2.1
Quá trình truyng ca ht alpha
10
2.2
Quãng chy ca ht beta
11
2.3
 ion hóa riêng ca ht beta
13
2.4
S ph thuc quãng chy ca hi
vi mt s cht thông dng
16
2.5
S ph thuc quãng chy ca ht beta  b
dày m ng
17
2.6a
Hiu n
20
2.6b

Tit din hiu n ph thung
gamma
20
2.7a
Hiu ng compton
21
2.7b
 tán x gamma lên electron t do
21
2.8
Hiu ng sinh cp electron  positron
23










MỤC LỤC
Trang
LI C
L
M U 1
NI DUNG 3
U CHUNG V BC X HT NHÂN 3
VÀ CÁC LOI BC X HT NHÂN 3

1.1. Bc x ht nhân là gì? 3
1.2. Các loi bc x ht nhân 4
1.2.1. Bc x alpha () 4
1.2.2. Bc x  5
1.2.3. Bc x  6
1.2.4. Bc x neutron 7
1.2.5. Bc x tia X 8
T VT LÝ CA CÁC TIA BC X 9
a ht anpha vi vt cht 9
2.1.1. Quá trình truyng ca ht alpha 9
2.1.2. Quãng chy ca ht alpha trong vt cht 11
a ht beta vi vt cht 12
2.2.1. S ion hóa (Ionization) 12
 ion hóa riêng (Specific ionzation) 13
2.2.3. H s truyng tuyn tính (LET) 14
2.2.4. Bc x hãm (Brensstrahlung) 15
2.2.5. Quãng chy ca ht beta trong vt cht 15
a tia X và tia gamma vi vt cht 18
2.3.1. S suy gim bc x ng 18
 a tia X và tia gamma vi vt cht 19
2.3.2.1. Hiu n 19
2.3.2.2. Hiu ng Compton 21
2.3.2.3. Hiu ng sinh cp electron - positron 22


ng tác ca neutron vi vt cht 23
2.4.1. S suy git cht 23
2.4.2. S làm chm neutron do tán x àn hi 24
2.4.2.1. Tham s va chm


25
2.4.2.2. S va chm S 26
2.4.2.3. Hp th neutron 27
NG DNG CA CÁC NGUN BC X 28
3.1. Các ng dng ca ngun bc x trong y t 28
3.1.1. X  chu 29
3.1.2. X tr bng chùm tia 31
3.1.3. X tr bng ngun áp sát 32
c cht phóng x  chu tr bnh 32
3.2. Các ng dng ca ngun bc x trong công nghip 33
3.2.1. X hình công nghip 33
 dày sn phm 34
 vt cht và n dung dch 35
c 35
n neutron 36
3.3. Các ng dng khác ca ngun bc x 37
3.3.1. ng da cht 37
3.3.2. ng dng trong nông nghip 38
3.3.3. ng dng trong ngành hi quan 38
3.3.4. ng dng trong bo qun, kh trùng và bin tính vt liu 39
KT LUN 41








1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
t cht phóng x là mt b phn không th tách ri trái
t ca chúng ta, nó tn tt. Các cht phóng x tn ti trong t
nhiên, có trên mt, có trong không khí và thc phm. C  ca
chúng ta bao gu cha các nguyên t phóng x có
trong t nhiên t  t. Bc x mà chúng ta
nhc t c g hay bc x .
 chiu bi các bc x nhân to.
n bc x h c s dng
ngày nay rng nhi là v i vi mi bài toán cn
phi chn mp nht. Mun vy nhà thc nghim phi
có s hiu bit v tính cht vt lí cng cn ghi nhn v ngun gc
ca bc x ht nhân và tính cht chung ca chúng.
Vic ghi nhn v bc x hc thit k tt c các h
ht n ng, bung bo v che chn bc xng
v thuc ma bc x ht nhân vi vt
cht, c   a các h ht nhân      hi c
nguyên tc hong cbc x ht nhân, các hing hp th
trong quá trình ghi nhn bc x ht nhân và các v v an toàn bc x cn
phi nm v ng nht ca bc x ht nhân vi vt
cht.
n bc x nói chung và bc x ht nhân nói riêng mi
n tác hi ca nó. Tác hi ca bc x hc th
hin rõ rt qua hu qu hai qu bom nguyên t mà M th xung Nht Bn
trong chin tranh th gii th II. Và gt là thm hn
h
 Tuy nhiên, phc v cuc sng nhm kéo dài và nâng cao

2

chng cuc s a mi ngành khoa hc chân chính.
Bc x ht nhân khi s dng vi mi hoc trong nhng s c
không kim soát thì nó có tác hi vô cùng to l dng vi mc
i thin, nâng cao chng và giúp ích cuc sng thì bc x ht nhân
có nhiu ng dng quan trng.
Vì vn hành nghiên cu  tài: Bức xạ hạt nhân và
một vài ứng dụng.
2. Mục đích nghiên cứu
 tài v bc x ht nhân cho vic nghiên cu
các ng dng ca bc x ht nhân làm tài liu phc v hc tp.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- ng nghiên cu: Bc x ht nhân.
-Phm vi nghiên cu: Tính cht và ng dng ca các loi bc x ht
nhân.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
 thc hin mnhim v nghiên cu nhng
v sau:
- Các loi bc x ht nhân và tính chn ca chúng.
- a bc x ht nhân vi vt cht.
- Mt s ng dng ca bc x ht nhân.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
u tài liu, phân tích tng h 
pháp trong ngành vt lý lý thuyt.
6. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phn m u và kt lun khóa lun g
C 1: Tìm hiu chung v bc x ht nhân và các loi bc x ht nhân.
C 2: Tính cht vt lý ca các tia bc x.

C 3: ng dng ca các ngun bc x.


3

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ BỨC XẠ HẠT NHÂN
VÀ CÁC LOẠI BỨC XẠ HẠT NHÂN
1.1. Bức xạ hạt nhân là gì?
Mi vc cu to t nguyên t. Khng nguyên t tp trung
 phn ht nhân nguyên t  ln ca nó ch bng mt phn t ca nguyên
t. Xung quanh ht nhân hng trng, ngoi tr nhng phn t
rt nh n tích âm quay xung quanh hc gi là electron.
Các electron quynh tính cht hóa hc ca mt cht nhnh. Nó không
liên quan gì vi ho phóng x. Ho phóng x ch ph thuc vào cu
trúc ht nhân.
Mt nguyên t nh bi s ng proton trong ht nhân. Hydro
có 1 proton, Heli có 2 proton, Liti có 3 proton, Berili có 4 proton, Bo có 5
proton, Cacbon có 6 proton. S ng proton nhit nhân nng
proton và c
xem là nhng nguyên t siêu Urani.
S     nh ht nhân có mang tính phóng x hay
  các ht nhân  nh, s     u ht mi
ng hu phi l ng proton mt ít.  các ht nhân nh
    t vi nhau bi lc hút rt mnh ca ht nhân mà
không phn t ng hy, ht nhân s tn
ti bn vng. Tuy nhiên mi vic s kháu s t khi
mc cân bng hp này, thì ht nhân s 
n là s không liên kc vi nhau. Sm hay mui
x ph Ht nhân khác nhau thì vic gi

i dn t và các dòng phân
tng c gi là bc x.


4

1.2. Các loại bức xạ hạt nhân
Các ngun phóng x (bao gm các ngun phóng x và các thit b bc
x) phát ra các ht bc x t alpha, beta, gamma và neutron.
1.2.1. Bức xạ alpha ()
Các ht  là ht nhân ca nguyên t heli (
4
He) do các cht phóng x
phát ra. Bc x  c phát ra bi các nguyên t ca các nguyên t n
Uran, Radi, Radon và Plutoni.
Thí d Radi bin thành Radon và phát ra các ht :
Ra
226
88

Rn
222
86
+
He
4
2

Các ht  c phát ra t mt s cht phóng x nhân to. Nhng
cht này nm  gia hoc cui bng tun hoàn các nguyên t (Gd, Tb, Pu,


 ng ca ht  c phát ra bi các ht nhân phóng x khác
nhau nm trong vùng t n 9 ng v phóng x khác nhau có th
phát ra mt hoc mt s nhóm ht  
ng ca mt nhóm ht  thì ph thuc vào trng thái
ng ca ht nhân phát bc x và ht nhân là sn phm phân rã. Theo
t  c gi là các ht quãng chy ngn hoc
quãng chy dài so vi các hc to thành khi chuyn t trn
ca ht nhân m v trn ca ht nhân con. Chng hn, ht  xut
hin trong kt qu phân rã  t trng thái kích thích ca ht nhân m v trng
n ca ht nhân con s ng lt  y gi
là ht  quãng chy dài. Các ht  quãng chy ngc gi là nhng ht
xut hin trong chuyn di t trn ca ht nhân m v trng thái
kích thích ca ht nhân con.
 c các ht  trong máy gia tc. Máy gia tc thun
ti  thu ht  là xyt nhân nguyên t heli có th


5

c truyng vài chc triu electron vôn. Vi máy gia tc fazotron
i ta có th c các chùm ht  .
Trong không gian bc x  không truyc xa và b cn li toàn
b bi mt t giy hoc bi lp màng ngoài da. Tuy nhiên, nu mt cht phát
tia   nó s ng ra các t bào xung quanh.
Ví d trong phi, nó có th to ra liu chiu trong i vi các mô nhy cm,
mà các mô này thì không có lp bo v bên ngoài gi
1.2.2. Bức xạ beta (β)
Bao gm các electron có kh ng gn
2000

1
kh ng ca mt
proton hay neutron, nh t nhiu so vi ht  và nó có th xuyên sâu
c phát ra t mt s vt liu phóng x -14,
Photpho-32, Stronti-90.

P
32
15

e
0
1
+
S
32
16


Các electron phát ra trong phân rã ca các ht nhân phóng x c gi
là các ht 
-
(
e
0
1
). Khác vi ph n ca các ht , ph
ng ca các h
-
là ph liên tng ci t 0

n mt giá tr gii hn E
gh
ng ng v phóng x. Thí
d  ng c i ph 
-
ca
32
P bng 1,7 MeV, ca
14
C bng 0,155
n nh nhc bit ngày nay ng ca
các h
-
do triti phát ra.(
3
H, E
gh
= 18 keV).
Các pozitron do các cht phóng x c gi là các ht 
+
(
e
0
1
)

,
ph 
+
i t n mt giá tr c

cho m ng v. ng các h
+
 ng v  
neutron so vng v bn ca nguyên t này phát ra. 
n t phát sinh ra t ht nhân nguyên t, có kèm theo hing ht nhân
) bin thành hn (proton) hoc li.


6

 b cn li bi tm kim loi, kính hay qun áo ng
và nó có th c lp ngoài ca da. Nó có th làm tp
da bo v. Trong v tai nn  nhà n hm 1986,
i lính cu ha. Nu các bc x 
 nó có th chiu x 
1.2.3. Bức xạ gamma (γ)
Bc x n t.
Mi ng tác phân rã phóng x phát ra hu dn ti s hình
thành mt ht nhân là sn phm phân rã. ng ht nhân mc hình
thành  trng thái kích thích. Thi gian tn ti ca ht nhân  trng thái kích
thích có th rt khác nhau. Nó có th có giá tr o b ngày, gi, phút
và nhng phn rt nh ca giây. Trong nhing hp, ht nhân sn phm
phân rã b kích thích chuyn v trn ht cách tc thi
ng tác phân rã (sau 10
-13
n 10
-8
s) kèm theo s gii 
 Chuyn di t trng xy ra theo kiu nhy
bc qua các trng thái kích thích trung gian vng nh n

di v trng th xy ra hoc bng cách phát bc
x n t (các tc bng cách phát ra các electron bin hoán trong.
ng kích thích ca các hc trong phân rã phóng
x cng v khác nhau, có th có giá tr t mn mt vài
MeVng kích thích cao thì chuyn di ca ht nhân v trng thái
ng xy ra qua mt s i ln nhng trng thái trung gian.
u này dn ti xut hin trong ph mt s ln ng t 
     t s  ng các vch electron bin hoán
trong.
  c to ra do s phân rã ca cht phóng x, chng h 
Cobalt-60 và Xedi-137.


7

 c khong cách l xuyên
mnht ch cu gim.
Trong quá trình xuyên vào vt chm vi các nguyên t. Các va
ch vi t bào c s làm tn hi cho da và các mô  bên trong.
Các vt lim chn lý i vi tia gamma.
1.2.4. Bức xạ neutron
Neutron là ht trung hòa v n và có khng lng
proton mt chút khi dùng
ht  bc to thành trong phn ng:

9
Be +  
12
C + n
Ngày nay, phn    c s d  thu neutron (các

ngun: Ra + Be; Po + Be)
 thu các chùm ht neutron t do bng nhng phn ng ht
nhân khác. Ví d c to thành trong các
phn ng: D (d,n)
3
He hoc T (d,n)
4
He.
    c trong phn ng T (d,n)
4
He = 18 MeV, D
(d,n)
3
He = 4 MeV.
Nhng ngun neutron khác ngày nay là các lò phn ng ht nhân, trong
  c to thành t quá trình phân chia ht nhân Uranium hoc
Plutonium.
Neutron có mt trong mng không ln trong thành phn ca các
ht  th cc tca bc x 
p vi khí quyn.
Thc nghing minh rng neutron có tính phóng x 
rã vi chu kì bán rã T
1/2
ng gii hn ca ph ng
E
gh
= 782 keV.
Bn thân neutron không phi bc x u va chm vi
các ht nhân khác, nó có th kích hot các ht nhân hoc gây ra tia gamma

8

hay các hn tích th cp gián tip gây ra bc x ion hóa. Neutron có sc
xuyên m có th b n li bng bê tông
dày, bc hoc tm chn Paraphin. Bc x neutron ch tn ti trong lò
phn ng ht nhân và các nhiên liu ht nhân.
1.2.5. Bức xạ tia X
Tia X có nh c x  c phát
ra bi ht nhân nguyên ti to ra trong mt ng tia X
mà bn thân nó không có tính phóng x. Tia X bao gm mt hn hp ca các
 có mt giá tr c nh (hoc
t phóng x.

9

CHƢƠNG 2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CÁC TIA BỨC XẠ

Các bc x kho sát bao gm các hác tia
gamma và tia X. Trong quá    a bc x vi vt ch 
ng ca tia bc x c truyn cho các electron qu o hoc cho ht nhân
nguyên t tùy thuc vào long ca bc x n cht ca
ng hp th. Các hiu ng chung khi a bc x vi vt cht
là kích thích và ion hóa nguyên t cng hp th.
2.1. Tƣơng tác của hạt anpha với vật chất



2.1.1. Quá trình truyền năng lƣợng của hạt alpha
Các ht  vn tích gn và khng gn bng
7300 ln khng ca electron (M

= 7300 m
e
t cht gây ra
s ion hóa rt mnh các nguyên t ca vt cht này. Chúng mng
do ion hóa và kích thích nguyên t cng hp thn
không khí ca t bào xp, ht  mt mng trung bình 35 eV
cho mt cp ion. Do ht  n tích lhai ln và khi ng rt

10

ln, dn ti vn tc ci thp  ion hóa riêng ca nó rt cao,
vào khong hàng nghìn cp ion trong không khí (hình 2.1).


4000
8000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Năng lượng của hạt alpha, MeV
Số cặp ion /mm không khí

Hình 2.1. Quá trình truyền năng lƣợng của hạt alpha

T mng tuyn tính ca tt c các hn n
ht , tuân theo công thc:

dx
dE
=

62
4942
10.6,1.
)10.3(4

Mv
NZqz

-
















2
2
2
22
1ln

2
ln
c
v
c
v
I
Mv
MeV/cm (2.1).
Trong z là s nguyên t ca ht gây ion hóa, z = 2 i vi ht 
q = 1,6.10
-19
n tích ca electron.
Zq n tích ca ht gây ion hóa.
M là kha ht gây ion hóa.
M = 6,6.10
-24
i vi ht .
v là vn tc ca ht gây ion hóa.


11

N là s nguyên t cht hp th trong 1 cm
3
.
Z là s nguyên t ca cht hp th.
NZ là s electron ca cht hp th trong 1 cm
3
.

c = 3.10
10
cm/s , là vn tc ánh sáng.
I = 8,6.10
-5
i vi không khí và I = 1,36.10
-5
Z (MeV)
i vi các cht hp th ng ion hóa và kích thích ca nguyên
t cht hp th.
2.1.2. Quãng chạy của hạt alpha trong vật chất
Ht  có kh p nht trong s các bc x ion hóa.
Trong không khí, ngay c ht  ng cao nht do các ngun phóng
x phát ra  c mt vài centimet, còn trong mô sinh hc quãng
chy cc c  quãng chy ca
ht , là quãng chy trung bình và quãng chy ngoi suyc minh ha trên
hình 2.2.

1
Độ dày hấp thụ, cm không khí
1
2
3
4
0
0,5
Quãng chạy
ngoại suy
Tốc độ đếm tương đối
Quãng chạy

trung bình

Hình 2.2. Quãng chạy của hạt alpha


12

Trên hình 2.2 ng cong hp th ca ht  có dng phng vì nó là ht
ng.  cui quãng chy, s m các ht  gim nhanh khi t
dày cht hp th. Quãng chc mt na ching hp
th còn quãng chy ngoi suy nh khi ngong hp th n
giá tr 0
2.2. Tƣơng tác của hạt beta với vật chất

2.2.1. Sự ion hóa (Ionization)
Do h a nó vi vt cht là
n vi các electron qu o làm kích thích và ion hóa các
nguyên t ng. ng hp nguyên t ng b ion hóa, ht
t mt phng E
t
  bt mt electron qu o. 
E
k


ca electron b bn ra liên h vi th  ion hóa ca nguyên t E 
mng E
t
 sau:
E

k
= E
t
 E. (2.2)
 nh theo công thc:
E = Rh








1
1
= -Rh. (2.3)
Trong nhing hp electron b l có th
ion hóa nguyên t tip theo cp (delta electron).


13

Do hch mt mt phng E
t
 ion hóa nguyên t, nên
da mình, nó có th gây ra thêm mt s ln cp ion.
    sinh mt c  ng g  n 3 ln
ng ion hóa. Bi vì, ngoài quá trình ion hóa, hmng
do kích thích nguyên t.

Do hng bng khng electron qu o nên va chm
gia chúng làm h  ng lch kh   u.   
chuyng cong khúc khuu sau nhiu ln va chm trong môi
ng hp th và cui cùng s dng li khi mt hng.
2.2.2. Độ ion hóa riêng (Specific ionzation)
 ion hóa riêng là s cc to ra khi hc
mt centimet ng hp th i vi ht
ng thp, gim dn khi ng ht cc tiu  
ng khong 1 MeV, rm (hình 2.3).

Độ ion hóa riêng,
Số cặp ion/cm không khí
Năng lượng hạt beta, MeV
0,5
5
10
0,05
0,01
0,1
1
100
50
0
1000
500

Hình 2.3. Độ ion hóa riêng của hạt beta


14

 nh qua t mng tuyn tính
ca hdo ion hóa và kích thích, mt s thông s quan tr thit
k thit b u bc x và tính toán hiu ng sinh hc ca bc x. T
mng tuyn tính ca hc:
 
 
 
















2
22
2
2
62
4

94
1
ln
10.6,1
10.32





I
EE
E
NZq
dx
dE
km
m
. MeV/cm (2.4)
q = 1,6.10
-19
C, n tích ca electron.
N là s nguyên t cht hp th trong 1 cm
3
.
Z là s nguyên t cht hp
NZ = 3,88.10
20
e

/cm
3
, là s electron ca 1 cm
3
không khí 
nhi 0
0
C và áp sut 76 cm thy ngân.
E
m
= 0,51 MeV a electron.
E
k
a ht beta.
= v/c, v là vn tc ca ht beta còn c = 3.10
10
cm/s.
I = 8.6.10
-5
i vi không khí và I = 1,36.10
-5
Z (MeV)
i vi các cht hp th ng ion hóa và kích thích ca nguyên
t cht hp th.
Nu bing w  mng trung bình sinh cp
 ion hóa riêng s c tính theo công thc sau:
s =
)./(
)/(/
iceVw

cmeVdxdE
, (2.5)
tc.i là cp ion.
2.2.3. Hệ số truyền năng lƣợng tuyến tính (LET)
  mng do ion hóa.
ng hp thng s dng t hp th 
ng tuyn tính cng khi hnh tc
 hp th ng nói trên là h s truyng tuyn tính.


15

H s truyng tuyn tính LET (c
c sau:

dl
dE
LET
l

, (2.6)
 dE
l
ng trung bình mà hng hp th
    ng dài dl.      i vi LET là
keV/

m.
2.2.4. Bức xạ hãm (Brensstrahlung)
Khi hn gn ht nhân, lc hút Comlomb mi

t ngu và mi dng bc x n t, gi
là bc x hãm, hay Brenng bc x hãm phân b liên tc
t n giá tr ci ba hKhó tính toán dng ca
ng phân b các bc x hãm ng s dng
t thc nghim.
  nguy him ca bc x ng dùng
công thc g
f = 3,5.10
-4
ZE
x
. (2.7)
 f là phng tia beta chuyn thành photon,
Z là s nguyên t ca cht hp th,
E
max
ng ci ca ht beta.
Công thc (2.7) cho thy kh  bc x hãm t l thun vi s
nguyên t cht hp tht liu dùng che chc
làm t các vt liu nh. Nhôm vi Z = 13 là vt liu che chn tia beta nng
nhc s dng.
2.2.5. Quãng chạy của hạt beta trong vật chất
Do hng da mình nên nó ch 
c mng hu hny, nu cho mn
vt cht, chùm tia này b dng li sau mt kho. Khong


16

i là quãng chy (range) ca hy ca h

thung  vt cht cng hp th. Bit
c quãng chy ca hc có th  dày
ca vt che chn làm t vt liu cho c. Mng dùng khi
tính toán thit k che chn   dày hp th mt na (absorber half 
thickness), t dày ca cht hp th làm gim s hu còn li
1/2 n hp thc thc nghim cho th dày hp th
mt na vào khong 1/8 quãng chy. Hình 2.4 trình bày s ph thuc quãng
chy ci ca các hng ci vi mt s cht hp
th thông dng. Hình 2.4 cho thy rng quãng chy ca hng
c gi cht hp th.

Không khí
Nước
Plastic
Nhôm
4
0,01
0,1
1
10
100
1000
0,1
0,2
0,3
0,5
1
2
3
Năng lượng hạt beta, MeV

Quãng chạy cực đại của hạt beta, cm

Hình 2.4. Sự phụ thuộc quãng chạy của hạt beta vào năng lƣợng đối với
một số chất thông dụng


17

Ngoài b dày tuyn tính d (linear i ta
còn dùng b dày m d
m
(density thickness) tính theo m di
v g/cm
2
c xác 
d
m
(g/cm
2
) =

(g/cm
3
)d (cm) , (2.8)


là m khi ca cht hp th tính theo g/cm
3
.
Vic s dng b dày m làm d dàng cho vic tính toán vì khi 

dày không ph thuc vào vt liu c th.


Năng lượng, MeV

0,1
1
10
100
1000
10000
10
1
0,1
0,01
Quãng chạy, mg/cm
2

Hình 2.5. Sự phụ thuộc quãng chạy của hạt beta tính theo đơn vị bề dày
mật độ vào năng lƣợng

Hình 2.5 trình bày ng cong miêu t s ph thuc quãng chy ca
h b dày m ng cng cong này
ng cong trên hình 2.4 khi tính quãng ch
b dày m.


18

ng cong quãng chc biu din

bng công th:
i vi ming beta 0,01

E

2,5 MeV
R = 412.E
1,265-0,0954lnE
. (2.9)
i vi min quãng chy R < 1200
lnE = 6,63  3,2376.(10,2146  lnR)
2
1

. (2.10)
i vi ming beta E > 2,5 MeV và min quãng chy R >
1200
R = 530E  106. (2.11)
y, tính theo mg/cm
2
.
ng ci c MeV.
2.3. Tƣơng tác của tia X và tia gamma với vật chất
2.3.1. Sự suy giảm bức xạ gamma khi đi qua môi trƣờng
n chn t
ng cao. Do s a các tia này vi vt cht có tính cht chung nên
 n ta gci vt cht.
S suy gim bc x ng khác vi s suy gim ca
các bc x  c xa  t ht nên chúng có quãng chy
hu hn trong vt ch b hp th hoàn toàn, trong khi

c x  b suy gim v   dày vt cht mà
không b hp th hoàn toàn.
Ta xét mt chùm tia h u I
0
. S thay
 t lp mng vt liu dx bng:
dI = -

Idx , (2.12)
t

là h s suy gim tuyn tính (linear attenuation i
ng này có th  dày)
-1
ng tính theo cm
-1
. T (2.12) có th
vi