Эффективность средств защиты от гамма-квантов и потока нейтронов

Наличие в ряде стран нейтронного оружия как разновидности атомного оружия создает угрозу его применения в локальном или глобальном масштабе. Губительное биологическое действие нейтронного излучения примерно в 10 раз выше действия гамма-излучения. Для восстановления экологических систем, пораженных нейтронным излучением, потребуется несколько веков. Например, для восстановления хвойного леса понадобится около 300 лет, лиственного — от 200 до 300, лугов — 50. Губительное биологическое действие нейтронного излучения на человека и животный мир оценивается как тотальное вымирание с весьма тяжелыми генетическими последствиями у оставшихся в живых не менее чем у десяти поколений. Подробнее этот вопрос рассматривается в теме «Защита от ядерного оружия». Здесь мы рассматриваем лишь физическую сущность воздействия гамма-излучений и нейтронов на облучаемые предметы и эффективность различных средств защиты от этого воздействия.

Энергия гамма-квантов при прохождении через облучаемые предметы расходуется в основном на взаимодействие с электронами атомов, энергия потока нейтронов — в основном на бомбардировку ядер атомов. В обоих случаях энергия ослабевает, но по-разному, так как зависит от качества преграды. Преграда, состоящая из атомов с большим количеством электронов (например, тяжелые металлы), поглощает в основном гамма-лучи, а преграда, содержащая атомы с малым количеством электронов (например, водородосодержащие соединения — вода, полиэтилен, парафин и т. д.), замедляет действие нейтронов. Поэтому при проектировании, строительстве и реконструкции существующих сооружений предусматриваются в качестве экранов материалы с учетом указанных выше условий. В случаях угрозы одновременного облучения гамма-квантами и потоком нейтронов применяется двухслойная и комбинированная защита (табл. 1).

Соотношения ядер и электронов некоторых химических элементов и веществ:

Таблица 1. Защитные свойства некоторых материалов от гамма- и нейтронного излучений

Материал

Плотность, т/м

Слой половинного ослабления, см

нейтроны

гамма-излучение

Вода

1,0

3

К)

Полиэтилен

0,9

3

22

Стеклопластик

1,7

4

12

Стиробетон

1,85

5

11

Грунт

1,6

9

13

Железобетон

2,3

8

10

Древесина

0,7

10

30

Кирпич

1,6

10

13

Железо

7,8

11

3

Свинец

11,3

12

2

Броня

7,8

5-12

15

Из таблицы следует, что наиболее эффективно защищает от нейтронного облучения вода и полимеры, а от гамма-излучений — железо и свинец. Результативна защита с использованием увлажненного грунта и железобетона с высоким содержанием железа и добавкой бора.

 
Посмотреть оригинал