Номер 2, страница 173 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Энергия радиоактивного излучения, поглощенного человеком массой $60 \text{ кг}$, равна $1 \text{ Дж}$. Определите поглощенную дозу излучения. Какому виду излучения он был подвержен, если эквивалентная доза излучения составила $0,051 \text{ Зв}$.

Дано:

Масса человека, $m = 60$ кг
Поглощенная энергия, $E = 1$ Дж
Эквивалентная доза, $H = 0,051$ Зв

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

1. Поглощенную дозу излучения, $\text{D}$ - ?
2. Вид излучения - ?

Решение:

1. Определите поглощенную дозу излучения

Поглощенная доза излучения ($\text{D}$) — это физическая величина, равная отношению поглощенной энергии ионизирующего излучения ($\text{E}$) к массе облучаемого вещества ($\text{m}$).

Формула для расчета поглощенной дозы:

$D = \frac{E}{m}$

Единицей измерения поглощенной дозы в системе СИ является грэй (Гр), где 1 Гр = 1 Дж/кг.

Подставим известные значения в формулу:

$D = \frac{1 \text{ Дж}}{60 \text{ кг}} \approx 0,0167 \text{ Гр}$

Ответ: Поглощенная доза излучения составляет примерно $0,017$ Гр.

2. Какому виду излучения он был подвержен

Эквивалентная доза ($\text{H}$) учитывает биологический эффект разных видов излучения. Она связана с поглощенной дозой ($\text{D}$) через коэффициент качества ($\text{K}$), который характеризует относительную биологическую эффективность данного вида излучения.

Формула, связывающая эти величины:

$H = K \cdot D$

Чтобы определить вид излучения, необходимо найти коэффициент качества $\text{K}$:

$K = \frac{H}{D}$

Подставим известные и ранее вычисленные значения:

$K = \frac{0,051 \text{ Зв}}{1/60 \text{ Гр}} = 0,051 \cdot 60 = 3,06$

Коэффициент качества является безразмерной величиной. Сравним полученное значение со стандартными значениями коэффициентов качества для различных видов ионизирующего излучения:
• Рентгеновское, гамма- и бета-излучение: $K = 1$
• Тепловые (медленные) нейтроны: $\text{K}$ находится в диапазоне от 2 до 5 (часто принимается равным 3)
• Быстрые нейтроны, протоны: $K \approx 10$
• Альфа-частицы, тяжелые ионы: $K = 20$

Полученное значение $K \approx 3$ наиболее соответствует коэффициенту качества для тепловых (медленных) нейтронов.

Ответ: Человек был подвержен излучению тепловых (медленных) нейтронов.