Qamma-kvantlarin təsi̇ri̇lə beri̇lli̇um oksi̇ddə əmələ gələn elektronlarin energeti̇k spektri̇ Текст научной статьи по специальности «Физика»

206

KiMYA PROBLEMLORi № 2 2014

UOT 539

QAMMA-KVANTLARIN TOSiRiLO BERiLLiUM OKSiDDO OMOLO GOLON ELEKTRONLARIN ENERGETiK SPEKTRi

1 12 N.K.Ramazanova, S.R.Haciyeva, Y.D.Cafarov

1Baki Dövlat Universiteti AZ1148 Baki, Z.Xalilov küg, 23; e-mail: [email protected]

2AMEA-nin Radiasiya Problemlari institutu, AZ 1143, Baki, B.Vahabzada, 9; e-mail: [email protected]

Y-kvantlar (60Co, Ey=1.17 va 1.33 MeV) berillium oksid daxilindan kegarkan onu ta§kil edan molekullarla qarqiliqli tasirdan amala galan kompton elektronlarinin energetik spektri hesablanmi^dir. Hesablama birqat toqqu^ma va Monte-Karlo metodlarindan istifada edilarakMATHCAD proqrami asasinda aparilmi^dir. Agar sözldr: Y-kvantlar, energetik spektr, kompton elektronlari.

Atom va nüva energetikasinin müxtalif sahalarinda geni§ istifada olunan berillium va onun müxtalif birla§malarina ionla§dirici §üalarin (y-kvantlar, protonlar, neytronlar, a-zarraciklar va s.) tasirila onlarin daxilinda, sathinda va onlari ahata edan mühitda ba§ vera bilacak dayi§ikliklari avvalcadan proqnoz-la§dirmaq elm va texnika qar§isinda qoyulan asas problemlardan biridir. y —Kvantlarin tasirila madda daxilinda amala galan elektron-de§ik cütü, radiasiya defektlari va elektron-hayacanlanma hallari kimi aktiv araliq hissaciklar amala galir. Hamin hissaciklar dreyf va miqrasiya edarak onlarin daxilinda, sathinda va atrafinda gedan fiziki, kimyavi va

bioloji proseslara güclü tasir göstarirlar. Bu sababdan da ilkin olaraq y —kvantlarin tasirila berillium oksid daxilinda amala galan elektronlarin energetik spektrinin hesablan-masi qar§iya maqsad qoyulmu§dur.

Taqdim olunan i§da berillium oksid üzarina radial istiqamatda dü§an Y -kvantlarin (60Co,Ey = 1,17 va

1,33 MeV) tasirila onun daxilinda atomlari va ya molekullari tark edan tapilan elektronlarin energetik spektrin birqat toqqu§ma va Monte-Karlo metodlarindan istifada edilarak MATHCAD proqrami asasinda hesablanma metodikasi verilmi§dir.

NöZöRi HiSSe

Y -Kvantlar madda daxilindan ke9arkan onu ta§kil edan atom va ya molekullari, atom nüvalari va onlarin elektronlari ila qar§iliqli tasirda olurlar. Bu qar§iliqli tasirin y -kvantlarin enerjisindan asili olaraq a§agidaki növlari vardir: koherent sapilma, fotoeffekt, kompton sapilmasi (kompton-effekti), elektron-pozitron cütünün yaranmasi va nüva fotoeffekti. Enerjisi EY=1.13 va 1.33 MeV

(60Co) olan Y-kvantlar BeO daxilindan

ke9arkan kompton sapilmasinin effektiv en kasiyi digar proseslarla müqayisada 9ox böyük olduguna göra i§da yalniz kompton sapilmasi nazara alinmi§dir. Kompton sapilmasinin effektiv en kasiyi ü9ün effektiv en kasiyin tapilan elektronun kinetik enejisindan asliligi (Kleyn Ni§en-Tamm) tanliyindan istifada edilmi§dir [1]:

nr\

da.

dEe k2m0c2

2+ ^

Ey Ee

2 Ey Ee k E a

(1)

KiMYA PROBLEMLORi № 2 2014

QAMMA-KVANTLARIN T9SÍRÍLa BERÍLLÍUM

2G?

Burada r0=2.82^ 10-13 вш elektronun klassik elektronlarin kinetik епецМг

radiusu

к =

Ev

mec£

adsiz kamiyyat,

Sapilan у — kvantin enerjisi Ey va kompton elektronlarinin kinetik enerjisi Ee

mocC=0511 MeV elektronun sükunat sapilrna bucagi в -dan asililigi uygun olaraq"! enerjisi va Ee - BeO molekulasindan sapilan

Ev =

Ey(l-cose)

14

E„ =

Ev

1+

Ey(l-cos6)

ifadalari asasinda hesablanilir. Sapilan y —kvantin sapilrna bucagi в ila tapilan elektronun tapilrna bucagi (p arasinda

tg<p =

Л m0c

uygunlugundan istifada edilmi§dir.

Koшpton sapilшasinda шonoxroшatik у —kvantlarin sarbast elektronlarin sapilmasindan kasilmaz spektri alinir:

• ... E-y _

a) sapilan y —kvantlarin enejisi —<EV<EV

l+-

moc

Ev

b) kompton elektronlarin kinetik enerjisi isa 0 < Ee <-2 intervalinda dayi§ir.

1+

2 Ey

9gar (1) ifadasini elektronun ala bilacayi kinetik enerji 0 —dan (£е)тал: =

Ey

——a qadar inteqrallasaq, bir elektron

1+ 2 Ey

üçün koшpton sapilшasinin effektiv en kasiyini:

J^W dae „ diidE'

almi§ olariq.

Verilmi§ mühit üçün у —kvantin tam xatti zaiflatшa amsali [2,3] :

pZNA il = n(jK=——(jK

ifadasi asasinda tayin edilir ki, burada pZNA

П =--vahid hacrna düsan elektronlarin

m *

konsentrasiyasi, Z —bir molekuladaki elektronlarin sayi, NA —Avoqadro sabiti,

M —molyar kütla, <7K —bir elektron ^ün kompton sapilmasinin effektiv en kasiyidir.

Qalinligi X (hesablarnada X = 10"5 S7ÏI götürülmü§dür) olan BeO üzarina

radial istiqamatda 1 srn2 satha N0

/111 1 «T л nl2 kvant (hesablaшada 7V0 = 1U 2 götürül-

mü§dür) sayda у —kvant dü§arsa, süalanmanin intensivliyi eksponensial qanunla zaiflayir:

N = N0e~i*x

BeO daxilinda onu taçkil edan шolekullarla y —kvantlarin toqquçmalarindan alinan elektronlarin sayini AN = N0(l — e~,ÍX) ifadasi asasinda tayin etmak olar. Sapilan y —kvantlarin sarbast yolunun orta uzunlugu §üalanan cismin ölçülarindan böyük olarsa, ikinci toqquçma ba§ vermayir. Monte-Karlo шetoduna göra toqquçmanin ï —ci intervalina dü§an payini:

KÍMYA PROBLEML9RÍ № 2 2014

208

N.K.RAMAZANOVA vэ Ь.

=

(£е)г йае .

/г

<*к

1Гаёэв1 эsasmda tэyin е1тэк о1аг. ИеваЫатаёа tэpi1эn екйхопкпп^^ ктейк eneгjisinэ иу§ип о1ап Л^екЙхопкпп sayl:

= • ДЛГ(2)

tэn1iyinэ §огэ hesaЫaшlml§dlr.

(2) ifadэsi эsasmda у —kvantlaпn tэsiгi1э ВеО molekullaпndan tэpi1эn kompton elektronlaпшn saymm опип kinetik eneгjisindэn aslhhgl (епе^ейк spektri) §эЫЫэ tэsvir edilmi§dir.

у — Куап^апп tэsiгi1э ВеО daxi1indэ этэ1э §э1эп tэpi1эn kompton е!еЙхоп1апшп eneгgetik spektгi.

Spektгdэn sэpi1эn у — куап^апп vэ elektronlaпn ог!а kinetik eneгji1эгini tэyin etmэk mumkundur. E1ektгonun oгta kinetik eneгjisi

6 ~ 1.МЕе1)

ifadэsi эsasmda hesaЫaшml§dlr.

Hesab1amadan ВеО u9un kompton elektronlaпn ог!а kinetik eшerjisi Ее = 0,543 МеУ qiymэti almml§dlr. Maddэ

daxi1indэ sэpi1эn у —kvantlarm oгta enerjisi isэ Ёу = Еу — Ее = 0,707 МеУ акшг.

Ви pгoqгam vasitэsi1э maddэ daxi1indэ юпк^та §иа1апп tэsiгi1э этэ1э gэ1эn еэгэуашп slxhgl, sэthdэ adsoгbsiya o1unan maddэ1эrin uddugu э1avэ dozaшn gиcи, ВеО-йап onu эhatэ edэn muhitэ бШт^ э1avэ епедтт miqdaпш vэ udu1an eneгji n6vunu hesablamaq mиmkишdиr. Hesablamaш pгaktikaya tэtbiq etmэk o1aг.

ЭDЭBiYYAT

1. Сегрэ Э. Экспериментальная ядерная физика. М: 1955. 662с. Сеgрe Э. Eксперименталнaya yaдернаya физика. М: 1955. 662с.

2. Черняев А.П. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. М.: Физматлит. 2004. 152с.

KiMYA PROBLEMLЭRi № 2 2014

QAMMA-KVANTLARIN T9SiRtL9 BERiLLiUM

209

ChepHyaeB А.П. Взаимодействие ионизируyusheго излуchениya с веsществом. М.: Физматлит. 2004. 152с.

3. Батурицкий М.А. Взаимодействие ионизирующего излучения с

веществом. Минск. МГЭУ им. А.Д. Сахарова. 2005. 118с.

Батуршкий М.А. Взаимодействие ионизируушщего излуекениуа с веsществом. Минск. МОЕУ им. А.Д. Сахарова. 2005. 118с.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ЭЛЕКТРОНОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ОКСИДЕ БЕРИЛЛИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГАММА-КВАНТОВ

Н.К.Рамазанова, С.Р.Гаджиева, Я.Д.Джафаров

Вычислены энергетические спектры комптоновских электронов, образовавшихся в результате отталкивания взаимно сталкивающихся молекул оксида бериллия при прохождении через него у-квантов (60Со, Ег=1.17 и 1.33 МэВ). Вычисления были проведены на основе программы МАТИСАБ с использованием методов Монте-Карло и одноразового сталкивания.

Ключевые слова: у-кванты, энергетические спектры, комптоновские электроны.

ENERGY SPECTRUMS OF ELECTRONS GENERATED IN BERYLLIUM OXIDE UNDER THE INFLUENCE OF GAMMA-QUANTUM

N.K.Ramazanova, S.R.Hajiyeva, Y.D.Jafarov

Energy spectrums of Compton electrons formed as a result of repulsion of mutually collided molecules of berillium oxide when being traversed by y-quantum (60Co, Ey=1.17 va 1.33 MeV) have been calculated. Calculations have been made on the basis of MATHCADprogram with the use of single-collision and Monte-Carlo methods. Keywords: y-quantum, energy spectrum, Compton electrons.

Redaksiyaya daxil olub 11.03.2014.

KiMYA PROBLEML9Ri № 2 2014