4-25 不同金属材料对不同能量X射线衰减系数的实验测量

陈盘训

氢弹在高空爆炸时,70%~85%的能量以X射线的形式放出,进入弹头内部X射线的平均能量可以达到约55keV。如果弹头离爆心较近,则弹头内的系统将受到极高的X射线总剂量辐射。电子器件、集成电路和绝缘材料等即使加固,其抗总剂量能力也很难达到这么高的水平。可供选择的一种系统加固方法,就是用某些材料来对电子系统进行屏蔽。

选择上海计量技术研究所MGC- 03 X射线机作为X射线衰减系数实验测量的辐射源,该所对有效能量为2033486083100121keV161keVX射线进行了标定。实验测量了0.20.5m1.0mm厚度的铝、铁、铜和钽4种材料对上述8种能量X射线的衰减系数,图1为不同厚度钽金属材料衰减系数kX射线能量的关系。

1为不同厚度4种材料衰减系数实验测量值与理论计算值的比较。从表1中可见,实验测量值与理论计算值基本相符,还可看到1.0mm的钽对55keV X射线的衰减系数为1750倍。可见1.0mm的钽对55keV X射线至少可衰减3个数量级。

1 不同厚度四种材料衰减系数的比较

材料

厚度d / mm

X射线有效能量EX / keV

线性吸收系数m /cm- 1

衰减系数k实验

衰减系数k理论

0.2

55

0.8

1.0

1.0

0.5

55

0.8

1.05

1.04

1.0

55

0.8

1.10

1.08

0.2

55

1.2

1.4

1.27

0.5

55

1.2

2.1

1.82

1.0

55

1.2

4.0

3.32

0.2

55

18

1.7

1.43

0.5

55

18

2.5

2.46

1.0

55

18

6.8

6.05

0.2

55

75

5.5

4.48

0.5

55

75

70

42.5

1.0

55

75

1750

1808

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