|
qs R |
r 2 |
R2 |
dx |
|
qs R |
ln x |
|
|
r 2 R2 |
|
qs R |
ln |
|
r R |
. |
|||||||||||||||||||||
2 r |
|
|
|
x |
|
|
2r |
|
r R |
|
|
2r |
|
r R |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
r R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
4.3. Элемент излучающей поверхности ds сферического поверх- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ностного |
|
|
источника |
|
(рис. |
О.6) |
можно |
записать |
в виде |
ds |
= |
||||||||||||||||||||||||||
2 R2 d(cos ) |
|
(см. |
|
решение |
|
задачи |
4.2). |
|
Тогда |
|
|
|
|
d |
= |
||||||||||||||||||||||
qs |
ds |
|
qs |
d (cos ) . При изменении от 0 до π cos изменяется от |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
4 R 2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 до 1, следовательно, плотность потока в центре сферы равна = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
qs |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
qs. Чтобы найти мощность воздушной кермы |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
2 |
|
d (cos ) = |
K a , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
необходимо воспользоваться формулой (4.1), где в выражении для |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плотности потока поверхностная мощность источника qs |
|
заменена |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
на поверхностную активность Аs: |
|
|
|
= 4 ГК (qs Аs) = |
4 ГК Аs. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Ka |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таким образом, видно, что |
|
|
в центре сферы не зависит от радиуса |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
K a |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
сферы и полной активности источника. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4. а). Точка Р расположена сбо- |
||||||||||||||||
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
ку от источника (рис. О.7). Рассмот- |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
рим элемент dl линейного источни- |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка, находящегося на расстоянии l |
от |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2L |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точки |
O (отрезок |
|
ОА). |
|
Плотность |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потока -квантов d в точке Р, |
|
со- |
||||||||||||||||||||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
здаваемую |
элементом dl |
|
излучаю- |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
dl |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щей |
|
поверхности, |
|
можно записать |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
qL dl |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
как |
|
4 (l 2 |
r 2 ) , |
|
|
|
а |
плот- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность потока от всего линейного |
|||||||||||||||||
|
|
Рис. О.7 к задаче 4.4 |
|
|
|
|
|
|
источника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
q |
|
L1 |
|
|
dl |
|
|
|
q |
|
L2 |
|
|
dl |
|
|
q |
|
|
|
|
L |
|
|
L |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
L |
|
|
|
|
2 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23. |
|
|
||||||||||||||
= |
|
|
l |
2 |
r |
|
l |
2 |
r |
2 |
= |
|
|
L |
arctq |
1 |
arctg |
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
0 |
|
|
|
4 |
0 |
|
|
4 r |
|
|
|
r |
|
|
|
r |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
23 |
|
|
2 dx |
|
2 |
|
1 arctg |
x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
a |
|
x |
|
|
|
a |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
136 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
L1 |
= L2, то = |
|||||
|
2L |
|
|
|
|
|
|
|
|
qL |
arctg |
L |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
. |
|||||||
|
|
dl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 r |
r |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
б). Точка Р находится на оси |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
источника (рис. О.8). Тогда |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Рис. О.8 к задаче 4.4 |
|
|
|
|
|
|
d |
|
qL dl |
|
, а полная плот- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 (l r)2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
qL |
2L |
|
dl |
|
|
|
|
|
qL L |
|
|
|
|
|
||
ность потока |
|
|
|
|
|
|
|
|
24. |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
(l |
r) |
|
|
|
2r(r 2L) |
|
|
|
||||||
в). Плотность потока в точке Р (рис. 4.2), находящейся на высоте h над плоскостью, в которой расположен линейный источник,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qL |
2L |
|
|
|
dl |
|
|
|
|
|
|
|||
выражается |
интегралом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Введя новую |
|||||||||||||
4 |
r 2 |
|
h2 |
(R l)2 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qL |
2L R |
|
dx |
|
|
|||||
переменную x = l + R, получим = |
|
|
|
|
|
|
. После ин- |
|||||||||||||||||
4 |
|
r 2 h2 |
x2 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
тегрирования получим формулу (4.4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
4.5. |
Для бесконечно длинного источника с линейной мощностью |
|||||||||||||||||||||||
qL плотность потока -квантов на расстоянии r от источника равна |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
qL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
qL |
|
dl |
|
|
|
|
l |
|
qL |
|
|
qL |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
arctg |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
(см. за- |
|||
4 |
|
2 |
r |
2 |
4 r |
r |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
4 r |
2 |
|
2 |
4r |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
дачу 4.4). В центре полуокружности радиусом r (рис. О.9) плотность
|
|
|
|
|
qL |
|
|
qL |
|
потока -квантов |
|
|
d |
(линейный элемент dl r d ). |
|||||
4r |
4r |
||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Мощность |
|
воздушной |
кермы в |
обоих случаях будет одинакова: |
|||||
|
|
AL |
|
ГK AL |
|
|
|
|
|
Ka 4 ГK |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
4r |
r |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4.6. Учитывая небольшой диаметр трубы по сравнению с линейными размерами трубопровода, можно рассматривать трубу как тон-
24 |
dx |
1 |
|
|
|
|
|
. |
|
(a x)2 |
a x |
|||
137
кий (линейный) источник в виде кольца. Тогда линейная активность источника АL будет связана с объ-
|
|
|
|
|
|
|
емной АV соотношением |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
dl |
AL = |
|
A |
|
AV V |
= π r2 AV = |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 R |
|
|
||||||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
2 R |
|||||||
|
|
|
|
|
|
= 7,85 103 Бк/м. Элемент окруж- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
2R sin |
|
d |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ности |
dl |
= |
|
|
R d |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
(при малых d ). Тогда в центре |
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
O |
|
|
|
|
|
|
d = |
qL dl |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
кольца |
|
, а полная |
||||||||||
|
Рис. О.9 к задаче 4.6 |
4 R 2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
плотность потока в точке О (рис. |
||||||||||
|
|
|
qL |
|
2 |
q L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О.9) |
= |
|
Rd = |
. Мощность воздушной кермы в |
|||||||||||||
4 R |
2 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
0 |
2R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
воздухе в центре кольца, согласно формуле (4.1) (при замене qL на AL),
|
2 ГK AL |
5,0 нГр/ч. |
|
Ka |
|
||
R |
|||
|
|
4.7.4,5 нГр/ч.
4.8.4,2 109 Бк.
4.9.35,2 мкР/ч.
4.10.1,8 107 Бк/м2.
4.11.0,8 мЗв.
4.12.3,1 нГр/ч.
4.13.Линейный керма-эквивалент keL связан с удельной (линейной) активностью AL и керма-постоянной ГК источника соотноше-
нием keL = |
ke |
|
|
A ГK |
|
= AL ГК. Плотность потока выражается фор- |
||||||||||||||
L |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
мулой (4.12), а K a |
формулой (4.1): |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
AL |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2L |
|
|
|
|||
K a = 4 ГК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
|
|
= 158 мкГр/ч. |
||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
h |
2 |
r |
2 |
h |
2 |
r |
2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4.14. Поверхностный керма-эквивалент можно записать как kes = As ГК (из формулы (2.37)), где Аs – поверхностная активность источника, ГК – керма-постоянная источника. Плотность потока над центром диска выражается формулой (4.12), тогда, согласно формуле (4.1), K a = 1,02 мГр/ч.
138
4.15.1,4 часа в день.
4.16.Плотности потока d -квантов на оси источника от
элемента излучающей поверхности ds равна d |
qs |
ds |
, |
||||
4 (x 2 |
R 2 ) |
||||||
Р3 |
|
h2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx
H
ds 
x
Р1
h1
Р2
Рис. О.10 к задаче 4.16
139
где ds – элемент боковой поверхности ds, x – расстояние от точек Р1,2,3 по оси цилиндра до элемента ds (рис. О.10). Элемент боковой по-
верхности ds = 2 R dx, тогда d |
qs Rdx |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2(x 2 R 2 ) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
а). Плотность потока -квантов в точке Р1 |
внутри цилиндра |
|||||||||||||||||||||||||
|
q |
s |
R h1 |
dx |
|
H h1 |
|
dx |
|
|
|
|
q |
s |
|
|
h |
|
|
H h |
|
|||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
arctg |
1 |
|
arctg |
1 |
. |
|||||
|
|
2 |
|
x 2 |
R 2 |
|
|
x 2 R 2 |
|
|
2 |
|
|
R |
|
|
R |
|
||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б). Если h1 |
= 0, то |
qs |
arctg |
|
H |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в). Точка Р3 находится вне цилиндрического источника на высоте h2 от его поверхности (рис. О.10), тогда
|
qs R h2 H |
dx |
|
qs |
H h2 |
|
h2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
arctg |
|
. |
|
2 |
x 2 R 2 |
2 |
R |
R |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
h2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.17. Рассмотрим кольцевой элемент объема dV цилиндрического источника (рис. О.11): dV = ds dx, где ds ≈ 2 r dr – площадь кругового кольца, тогда dV = 2 r dr dx. Этот элемент объема dV созда-
ет в |
|
точке Р |
плотность потока |
|
-квантов |
d = |
|
|
|
q |
dV |
= |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 2 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
= |
qV |
2 r dr |
dx = |
|
qV |
|
|
r dr dx |
|
. Отсюда плотность потока |
||||||||||||||||||
|
|
|
4 2 |
|
|
2 |
r 2 (x a)2 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
-квантов в точке Р от всего источника |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
qV |
H |
R |
rdr |
|
|
|
|
|
qV |
H |
|
1 |
ln (x a)2 |
r 2 |
|
R |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
r 2 |
(x a)2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qV |
|
dx ln (x a)2 |
R 2 |
|
ln(x a)2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
4 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
140