Ядерные взимодействия

Генераторные системы получения радионуклидов

Получение радионуклидов на ускорителях

Получение радионуклидов в ядерных реакторах

Ядерные взаимодействия

Радионуклиды для медицины

Радионуклиды для диагностики.
Радионуклиды для терапии

Типы ядерных взаимодействий. Разнообразные элементарные частицы при столкновениях с ядрами могут рассеиваться ими или проникать внутрь ядра, обуславливая ядерные взаимодействия, а те из них, при которых изменяется природа ядра, называются ядерными реакциями: A + a Þ B + b или A(a,b)B: ⁵⁹Co + n Þ ⁶⁰Co + g или ⁵⁹Co(n,g)⁶⁰Co;

Выход и эффективное сечение реакции. Выходом ядерной реакции Y называется отношение числа актов реакции N_r к числу затраченных частиц N: Y = N_r / N.. Зависимость Y от энергии называется функцией возбуждения ядерной реакции.

Каждая реакция будет характеризоваться своим эффективным сечением s, измеряемое в см² или барнах, (барн = 10^-24 см²). Эффективные сечения имеют значения от 10 ^-6 до 10⁶ барн.

N_r = N_rn₀x,

где x -толщина слоя вещества, а n_{0 =} n/Sx - число ядер в единице объема вещества.

N_r/t = js_rn,

где N /t число реакций, происходящих в образце в единицу времени, j = NSt - плотность потока частиц, измеряемая числом частиц, подающих на единицу площади за единицу времени, n- полное число ядер во всем образце.

Активация нуклидов. Активация нуклидов (образование радионуклидов) происходит в результате облучения нейтронами или другими частицами стабильных нуклидов. В результате облучения возникают радиоактивные нуклиды. Чаще используется реакция радиационного захвата при облучении нейтронами в ядерном реакторе. В последнем случае получившую активность Q_D(t) можно выразить через сечение радиационного захвата облучаемых нуклидов s_n.g и плотность потока нейтронов j н/см²с:

где N_P(0) – число исходных (материнских) нуклидов перед началом облучения. Величина активности Q_D(t) зависит от времени и соотношения между s_n.gF и l_D. Её максимальное значение определяется конкуренцией между появлением радиоактивных нуклидов в результате захвата нейтронов и их распадом. Максимум активности достигается при времени облучения t_max:

В ситуациях, когда s_n.gj << l_D соотношение (1.38) упрощается:

Задача 3.1. ⁶⁰Co используется в гамма терапевтических установках (гамма нож). Оценить удельную активность (Бк/г) ⁶⁰Co, которую можно получить в реакторе с плотностью потока тепловых нейтронов f =10¹³ н/см²с и времени облучения 1 год.

Исходные данные: реакция ⁵⁹Co(n,g)⁶⁰Co, s_n,g =37 барн, содержание ⁵⁹Co в ест. смеси – 100%, T_1/2 5.3 года.

l = 0,69/5,3*3,1710⁷ = 3,510^-9 с^-1 s_n,g = 10¹³*3,710^-23 = 3,710^-10 с^-1

Деление ядер. Деление атомных ядер - особый процесс, характерный только для самых тяжелых ядер, начиная с тория. Этот процесс может происходить под действием различных частиц (главным образом нейтронов) и носить характер ядерной реакции. Но может происходить и спонтанно, т.е. быть особым типом радиоактивного распада. Суть процесса деления состоит в разделении тяжелого ядра на два осколка с сравнимыми зарядами и массами, при чем в качестве сопутствующего излучения в момент деления возникают нейтроны и g-кванты.

Оказалось, что наиболее вероятно деление ядра на два осколка, массы которых относятся примерно как 2/3. Но могут образовываться осколки, масса которых лежит в интервале 70 -- 160, а заряд - в интервале 30 -- 70. Для примера приведем один из возможных способов деления ядра ²³⁵U при попадании в него нейтрона:

₉₂U²³⁵ + n Þ ₅₆Kr⁹⁰ + ₅₆Ba¹⁴⁴ + 2n.

Если произошло N_f делений и при этом образовалось N_A осколков с массовым числом A, то величина

Y = N_A/N_f

Дата добавления: 2013-12-12