Címszavak:

abszorbeált dózis (elnyelt dózis)

aktív zóna

aktivitás

Egy radioaktív preparátumban időegységenként bekövetkező bomlások száma. Egysége a Becquerel (1Bq=1 bomlás/s). Régi egysége a Curie, ami 1g tiszta rádium aktivitása: 1Ci =3.7·10¹⁰Bq.

Jelölje N a preparátumban lévő bomlásra képes atomok számát, ekkor az aktivitás: A = dN/dt. Ha egy preparátum csak egyfajta bomlásra képes izotópot tartalmaz, akkor

ALARA-elv

alfa-sugárzás (α-sugárzás)

amplitúdó-analizátor

Elektronikus eszköz, amely a bemenetére érkező elektromos impulzusok amplitúdóját megméri, digitalizálja, és a mért értékekből statisztikát készít. Egy analóg-digitál átalakítóból, és sok (pl. 4096) számlálóból áll (ezek a „csatornák”). Amikor egy beérkező impulzus amplitúdóját megmérte, akkor a megfelelő sorszámú számláló állását eggyel megnöveli. A beérkezett impulzus amplitúdója tehát a számláló sorszámával kapcsolatos („csatorna szám”), míg a számláló állása azt mutatja, hogy hány darab olyan amplitúdójú impulzus érkezett. A sokcsatornás amplitúdó-analizátor tehát közvetlenül az amplitúdó ─ gyakoriság függvényt méri.     

analóg-digitál átalakító

annihiláció

„Megsemmisülés”, szétsugárzás. Ha egy részecske találkozik antirészecskéjével (pl. egy pozitron egy elektronnal), akkor a tömegüknek megfelelő energiájú elektromágneses sugárzás keletkezik, miközben ők megsemmisülnek. Gyakorlatban leginkább a pozitron annihilációjával találkozunk, ezért ennek példáján mutatjuk be a jelenséget. Egy anyagban haladó, pl. radioaktív atommagból kilépő pozitronok – nagy sebességű töltött részecskék lévén – az anyagban ionizálnak, és közben lefékeződnek. Ha a lefékeződött pozitron egy vele közel azonos impulzussal rendelkező elektronnal találkozik (márpedig ez mindig bekövetkezik, mert az anyag tele van elektronokkal), nagyon rövid idő alatt egyesül vele, és annihilációs sugárzás kibocsátása közben mindketten megsemmisülnek, az „anyag átalakul energiává”. A folyamatban az energia- és az impulzus-megmaradásnak teljesülnie kell.

anticiklonáris áramlás

antineutrínó

átlag hibája (standard hiba)

Várható, hogy ha többször megismételünk egy n mérésből álló sorozatot, akkor az átlagok egymástól kisebb mértékben térnek el, mint az egyes mérések. Kimutatható, hogy ebben az esetben az átlagok szórása függ attól, hogy az egyes átlagokat hány egyedi – csak a mérési módszerre jellemző – átlagból határoztuk meg.

Ez esetben:

Auger-elektron

bárikus széltörvény

belső hullámok

belső konverzió (internal transition, IT)

belső standardizálás

besugárzási dózis

béta-sugárzás

binomiális eloszlás

Ha egy x esemény p valószínűséggel következik be, ahol 0£p£1, akkor 1-p=q valószínűséggel nem valósul meg. A binomiális eloszlás megadja annak valószínűségét, hogy n kísérletben hányszor következik be az x esemény. Annak valószínűsége, hogy n kísérletben k-szor megkapjuk az x eseményt

bomlási állandó

A bomlási állandó egy radioaktív atommag elbomlásának időegységre eső valószínűségsűrűsége, λ. Annak a valószínűsége tehát, hogy egyetlen atommag dt idő alatt elbomlik, λ·dt. Következésképpen N atommagból dt idő alatt N·λ·dt fog elbomlani, azaz az atomok számának dN csökkenése:

dN = -N ·λ ·dt

Ennek a differenciálegyenletnek a megoldása az ismert exponenciális bomlástörvény. A bomlási állandó és a T_1/2 felezési idő kapcsolata:

bomlási sorok

bomlástörvény

Egy radioaktív preparátumban lévő bomlásra képes atommagok számának ill. a preparátum aktivitásának időbeli változását leíró összefüggés:

,

illetve

Brunt–Väisälä-frekvencia

Folytonosan rétegzett közegben kitérített folyadékrészecske oszcillálásának körfrekvenciája.

CAMAC-rendszer

ciklonáris áramlás

Compton-effektus

Nagy energiájú elektromágneses sugárzás (röntgen- vagy gamma-fotonok) szóródása szabad(nak tekinthető) elektronokon. A Compton-effektus során egy h·ν energiájú, h·ν/c impulzusú foton rugalmasan ütközik egy (nyugalomban lévő) elektronnal. Az ütközés során a foton energiát és impulzust ad át az elektronnak, így az ütközés után a szóródási szögtől függően kisebb energiájú (frekvenciájú) foton keletkezik. A meglökött elektron energiát ill. impulzust kap a fotontól, a folyamatban az energia- és az impulzus-megmaradás teljesül. – A legnagyobb energiát az elektron akkor kapja, ha a foton 180°-ban visszaszóródik szóródik. A különböző tömegek miatt azonban ekkor sem adhatja át a foton a teljes energiáját az elektronnak. Az átadott maximális energia:

Compton-hát

decibel (db)

A decibel a hangintenzitás-szint mértékegysége, jele dB. A decibel definíciója:

β(dB) = 10 ^{. 10}log (I/I₀)

amely dimenzió nélküli egység. Itt I₀ = 10^–12 W/m² az 1 kHz-re vonatkoztatott hallásküszöb. Ezzel egyenértékű definíciót lehet adni a p hangnyomás és a p₀ hallásküszöbhöz (1 kHz-nél) tartozó értékekkel. Mivel a hang intenzitása arányos a hangnyomás négyzetével, ezért:

dekontaminálás

detektálási hatásfok

Viszonyszám, amely megmutatja, hogy egy radioaktív preparátumból kibocsátott részecskék hányadrészét érzékeli a mérőberendezés. Többféle értelmezése lehet, ezért mindig pontosítani kell, hogy az adott szituációban mit jelent. Több oka lehet annak, hogy egy atommag által kibocsátott részecskét a detektor miért nem regisztrál:

·        Az atommagból kilépő részecske nem lép ki a preparátumból, hanem elnyelődik annak anyagában (önárnyékolás). Ez különösen a rövid hatótávolságú töltött részecskék esetén lehet jelentős.

·        A detektor nem fogja teljesen körül a preparátumot, a detektálási térszög a teljes térszögnél 4π-nél kisebb (nem 4π detektor). Ezért bizonyos irányokba induló részecskék elkerülik a detektort, vagyis nem kerülnek be a detektor térszögébe.

·        A detektorba belépő részecskék csak bizonyos valószínűséggel lépnek kölcsönhatásba a detektor érzékeny térfogatának anyagával. (Ezt szokták a szoros értelemben vett detektálási hatásfoknak nevezni.), egy részük kölcsönhatás nélkül áthalad rajta. Ez a röntgen- és gamma-fotonoknál, ill. neutronok detektálásakor különösen gyakori.

·        A detektor által szolgáltatott jelet a mérőelektronika nem regisztrálja pl. holtidő vagy amplitúdó kiválasztási követelmény miatt.

differenciál diszkriminátor

differenciális hatáskeresztmetszet

diszperzív hullámok

dózisegyenérték (egyenérték dózis)

Ma már hivatalosan nem használt sugárvédelmi dózisfogalom, amely figyelembe veszi, hogy különböző fajtájú ionizáló sugárzások biológiai hatékonysága azonos abszorbeált dózis esetén is különböző. A dózisegyenérték a várható biológiai hatást jellemzi.

H=D.Q_F

ahol D az elnyelt (abszorbeált) dózis, Q_F a sugárzás minőségi tényezője. Egysége a Sievert, (1Sv=1Gy^.Q_F).

dóziskorlátok

dózisteljesítmény

effektív dózis

Az effektív dózis a sugárvédelem alapvető fogalma. Figyelembe veszi a különböző típusú ionizáló sugárzások eltérő biológiai hatását és az egyes testszövetek radioaktív sugárzásokra adott különböző válaszát.

A test különböző szervei, szövetei különböző képpen reagálnak a sugárzásokra. Nagy dózisok esetén akut sugár-megbetegedés fejlődik ki, kis dózisok esetén azonban csak késői rákos megbetegedések gyakoriságának megnövekedésével számolhatunk. A különböző szerveket, szöveteket ért effektív dózisok különböző mértékben járulhatnak hozzá az egészségügyi károsodásokhoz. Szükséges tehát egy olyan dózisfogalom, amely nem egésztest besugárzás esetén a különböző szervek, szövetek érzékenységét is figyelembe veszi: Ez az effektív dózis. Definíciója:

,

ahol E az effektív dózis, w_T súlyozó tényező, amely a T testszövetből származó hatásokból eredő károsodás és a test egyenletes besugárzása esetén fellépő hatásokból eredő teljes károsodás aránya, H_T a szervekre számított egyenérték dózis, amely az abszorbeált dózis és a sugárzásra jellemző biológiai hatásosságot kifejező súlyfaktor szorzata. Az effektív dózis egysége a sievert (Sv).

egyenérték dózis

Egyenérték dózis (H_T) a sugárzás biológiai hatását bemutató dózismennyiség. Az R típusú sugárzástól, T szövetben vagy szervet ért egyenérték dózis:

,

ahol D_T,R a T szövetben vagy szervben elnyelt dózis értéke és w_R az R sugárzás károsító hatásának súlytényezője, az egyes sugárzásokra jellemző dimenzió nélküli szám. – Ma is többször találkozhatunk a Q-val jelölt minőségfaktorral (quality-factor), ami megegyezik w_R-rel, ha a T szövet helyett az egész testről beszélünk. A minőségfaktort a korszerű sugárvédelem tudományos igényű analízisben már nem alkalmazza.

Ha a sugárzási teret különböző típusú, illetve eltérő súlytényezőjű sugárzások alkotják, akkor a teljes egyenérték dózis:

.

egyenértékű zajszínt

egyesített hatásfok

elágazási arány

élettartam

elnyelt dózis

előfutár magok

empirikus szórás

Az empirikus vagy tapasztalati szórás arra ad felvilágosítást, hogy egy újabb mérés eredménye milyen valószínűséggel lesz az előző mérés eredményének környezetében. Számítása N db. x_i eredményű,  átlagú mérés esetén:

.

fájdalomküszöb

fajlagos ionozáció

feketedés

felbontási idő

felezési idő

Radioaktív preparátumok aktivitásának csökkenését jellemző paraméter. A preparátum aktivitása a felezési idő alatt a felére csökken. Újabb felezési idő elteltével a felének a felére, stb. A felezési idő kapcsolata a λ bomlásállandóval:

félhalálos dózis

félvezető detektor

Ionizáló sugárzások detektálására szolgáló félvezető eszköz. A detektálás lényege az, hogy különböző típusú (n és p típusú) félvezetők egymás mellé helyezésével olyan átmeneti tartományt hozunk létre, amelyben nagy a térerősség (feszültséget kapcsolnak a detektorra), de mégis nagyon kicsi áram folyik, mert a rétegben nincsenek töltéshordozók. Ha ebbe a rétegbe ionizáló részecske érkezik, és az az anyaggal való kölcsönhatásakor töltéshordozókat kelt (a valencia-sávból elektronokat emel fel a vezetési sávba), akkor ezek a töltéshordozók a térerősség hatására kiürülnek, elektromos áramimpulzus keletkezik. Az össztöltés a félvezető-kristályban leadott összenergiával arányos. Az összegyűjtött töltés nagyságát megmérve (töltésérzékeny előerősítővel) a detektált részecske energiára következtethetünk. Léteznek p és n típusú szennyezésekkel készített, detektálásra alkalmas félvezető diódák. Ezekkel a vékonyabb érzékeny térfogat miatt általában töltött részecskéket, alacsony energiájú gamma fotonokat detektálnak. Nagy érzékeny térfogatokat lehet létrehozni nagytisztaságú germániumban. Az ebből készített detektorok alkalmasak nagy energiájú gammák hatékony megfigyelésére.

A különböző félvezető detektorok tehát abban térnek el egymástól, ahogyan a töltéshordozó-mentes réteget kialakítják. A nagy tisztaságú germánium detektorban a nagy tisztaság biztosítja a töltéshordozók távoltartását. Ehhez a detektort alacsony hőmérsékleten kell üzemeltetni, hogy a hőmérsékleti gerjesztés se gerjesszen föl sok elektront a valencia-sávból a vezetési sávba.

A p-n átmeneten alapuló detektorok esetén a diódára adott záróirányú feszültség hozza létre a p- és n-réteg között a kiürített réteget. Ilyenek a Ge(Li) ill. Si(Li) detektorok. A Li atomok zárórétegbe való bediffundáltatása arra szolgál, hogy az ott levő szennyezések és hibák semlegesítésével a detektor záróirányú áramát lecsökkentsék. Természetesen ezeket a detektorokat is (az előzőekben elmondottakhoz hasonló okok miatt) alacsony hőmérsékleten kell üzemeltetni. A Ge(Li) detektorokat azonban nem csak üzem közben, hanem állandóan folyékony nitrogén hőmérsékleten kell tartani, egyébként a Li kidiffundál a zárórétegből és a detektor tönkremegy.

filmdoziméter

2013 márciusáig Magyarországon a legelterjedtebb személyi dózismérő. Mindkét oldalán fényérzékeny emulzióval bevont filmet visel egy alkalmas abszorbens lemezekkel ellátott kazettában az, akinek a dózisterhelésére kíváncsiak vagyunk. Ezt a jelenlegi gyakorlat szerint kéthavonta kiértékeli az illetékes hatóság. (Ez 3*4 cm-es kis kék kazetta, ilyent lehet látni a röntgennel, vagy sugárveszélyes helyen dolgozóknál.)

fotocsúcs

fotoeffektus

fotoelektron-sokszorozó

fotohasadás

gamma-sugárzás

Nagy energiájú elektromágneses sugárzás, amely legtöbbször gerjesztett atommagokból származik. Az atommagokból származó gamma-sugárzás kvantumenergiája néhány keV-tól több MeV-ig terjed. Gamma-sugárzással az atommag úgy tud megszabadulni gerjesztési energiájától, hogy közben maga az atommag nem változik meg. A gamma-bomlás felezési ideje általában jóval rövidebb, mint akár az alfa-bomlásé, akár a béta-bomlásé. Egyes gerjesztett állapotok azonban a sugárzási tér által elviendő nagy impulzusmomentum miatt csak nagyon kis valószínűséggel tudnak elbomlani, és így ezekben a gamma-bomló mag felezési ideje hosszú (néha több év is lehet). Az ilyen hosszú felezési idejű gamma-bomló állapotok az izomér állapotok. – Megjegyezzük, hogy vannak olyan gamma-sugarak is, amelyek nem az atommagok bomlásából származnak. Ezek energiája (erre a kozmikus sugárzásban van példa) akár több száz GeV is lehet.

A gamma-sugárzás nagy áthatolóképességű sugárzás. Ionizálni csak az általa keltett másodlagos töltött részecskék, elsősorban a kiváltott nagy energiájú elektronok- révén tud. A gamma-sugárzás elektronokat az anyagban három folyamat révén kelthet. Ezek a fotoeffektus, a Compton-effektus, és a párkeltés. – A gamma-sugárzás intenzitásának gyengülése az anyagban exponenciális törvényt követ:

Gauss eloszlás (normális eloszlás)

Folytonos, két paraméterű, a valószínűség-számításban központi szerepet játszó eloszlás. Alakja:

.

Az eloszlás várható értéke a, szórásnégyzete s². Az előbbi kifejezés megadja annak valószínűségét, hogy x valószínségi változó értéke milyen valószínűséggel esik az (x, x+dx) intervallumba. – A Poisson-eloszlás nagy a értékek (a³25) esetén jól közelíthető az

geosztrófikus egyensúly

gravitációs áramlások

gray (Gy)

hallásküszöb

hangintenzitás

hangintenzitás szint

A hangintenzitásból (I) származtatott mennyiség a hangintenzitási szint, amely egy referenciaintenzitástól, a hallásküszöbtől ( = 10^-12 W/m²) való intenzitás-eltérést fejez ki:

.

hangnyomás

Ha egy közegen hanghullám halad keresztül, akkor a közeg nyugalmi nyomása () lokálisan megváltozik. Ennek az eltérésnek a maximális értéke, amplitúdója (p_m) a hangnyomás. Egy  irányba haladó sík nyomáshullám hatására a közeg egy pontjában a nyomás időbeli változása a következő képlet szerint adódik:

,

hasadás

hasadási neutronok

hatáskeresztmetszet

A hatáskeresztmetszet a mikrofizikában, így az atom- és a magfizikában két mikrofizikai részecske között lezajló folyamatok, reakciók, szóródások bekövetkezése valószínűségének jellemzésére használt, felület dimenziójú mennyiség. Hatáskeresztmetszete olyan mikrofizikai folyamatoknak lehet, amelyekre igaz, hogy a kiválasztott folyamat bekövetkezésének valószínűsége mind a két résztvevő részecskefajta számával egyenes arányban változik. Ilyenkor a folyamatban valóban két részecske vesz részt, ezt hívjuk elemi eseményeknek.

Bevezetése az előző megjegyzésekből következik: érkezzék A nyalábkeresztmetszetű I számú bombázó részecske egy N darab atommagot tartalmazó céltárgyra. Ha a vizsgálni kívánt reakciót az I beérkező részecskéből csak K valósította meg, akkor a reakció valószínűsége: P=K/I. Ezt a valószínűséget annak alapján is felírhatjuk, ha úgy képzeljük, hogy az N céltárgymag az A felületből csak annak K/I-ed részét „takarja le”, hiszen ekkor egy „találat” valószínűsége éppen a letakart felület és a teljes felület hányadosa. Ebből viszont kifejezhető, hogy egyetlen atommag mekkora felületet „takar” le:

ahol σ neve mikroszkópikus hatáskeresztmetszet (az atommag „hatásos felülete” az adott reakció szempontjából).  ─ Ugyanez az összefüggés más alakban:

K=σ^.j^.N^.Δt

ahol bevezettük j=(I/A)/Δt részecske-áramsűrűséget, amely a felületegységenként időegység alatt áthaladó bombázó részecskék számát jelenti. ─ Szokásos még az előzőek ekvivalens átírása következő megfontolások szerint: a bombázott céltárgy általában egy fólia, amelynek vastagságát ─ a többszörös szóródások kizárása céljából ─ vékonynak szokták választani, tehát vastagságát jelöljük Δx-el. Reakció persze csak az A nyalábkeresztmetszet mögött történhet, amelynek térfogata A^.Δx. Így, ha n_c-vel jelöljük a céltárgy anyagának részecskesűrűségét, akkor előző K bekövetkezett eseményszámra vonatkozó összefüggésünk alakja:

K=σ^.n_c^.Δx^.A^.j^.Δt= σ^.n_c^.Δx^.I

lesz. Ez utóbbi alaknak előnye, hogy n_c részecskesűrűség a céltárgy-anyag sűrűségéből és abból, hogy ismerjük a gramm-molekulasúlynyi mennyiségű anyagban lévő molekulák számát (6.022^.10²³) könnyen számolható, ezen kívül csak a Δx fóliavastagság és a K és I közvetlen mérési adatok szerepelnek benne. A magfizikusi gyakorlatban ezért ez utóbbi megközelítést alkalmazzák a legtöbb esetben.  ─ A fentiek, bár nem azonos mennyiségekkel, de mind egymással egyenértékű módon vezetik be a mikroszkópikus hatáskeresztmetszet fogalmát. A lényeg: olyan folyamatról van szó, amelyben csak két mikrorészecske vett részt!

Az előzőekből látható, hogy a mikroszkópikus hatáskeresztmetszet felületdimenziójú. Egysége a m². Magfizikában használatos egysége a barn. 1 barn=10^-28 m². A mikroszkópikus hatáskeresztmetszet az egyes kiválasztott eseménytípusra, magreakciókra (és nem általában az egyik vagy másik atommagra) jellemző fogalom. Ugyanannak az atommagnak más és más a mikroszkópikus hatáskeresztmetszete más és más bombázó részecskére és más és más folyamatra vonatkozóan. Azonos folyamat esetén a hatáskeresztmetszet függ még a bombázó részecske energiájától.

Be szokták még vezetni az un. makroszkópikus hatáskeresztmetszetet. Ez az anyag térfogategységében létrejövő adott típusú reakciók hatáskeresztmetszeteinek összegét jelenti. Szokásos jele: Σ

Σ_tot=ρ·σ,

hatótávolság

      Elsődlegesen ionizáló (töltött) részecskékre definiált fogalom. Jelölje dE/dx a lineáris energiaátadást az anyagban. Ekkor az E energiájú töltött részecske hatótávolsága:

.

hibaterjedés

      Mérjük az  mennyiségeket szórással, de az ezekből közvetkező  mennyiséget és annak szórását kívánjuk meghatározni. Ezt a

formula alapján számíthatjuk, ahol a deriváltakat a mért  helyeken vesszük.

·        Példa: Egy henger m magassága 1.5±0.1 cm, r sugara 1.2±0.05 cm.Mennyi a henger V térfogata és annak szórása?

holtidő

indukált hasadás

inkorporáció (testbe épülés)

Élő szervezetbe (növényi, állati, emberi) jutott radioaktív anyagoknak a szervezetbe történő beépülése. A bekerült radioaktív anyagok a fizikai állapotuktól és kémiai sajátosságaiktól függően különböző szervekben, szövetekben feldúsulhatnak, vagy egyenletesen  eloszolhatnak a szervezetben. Részt vehetnek az anyagcsere-folyamatokban, és ennek során ki is ürülhetnek a szervezetből. A kiürülésre jellemző a biológiai felezési idő, amely azt az időt jelenti, amely alatt a bevitt atommagok fele kiürül. A radioaktív anyag a szervezetben ezért két okból is fogy: egyrészt fizikailag elbomlik, másrészt biológiailag kiürül (ha nincs utánpótlás). A radioaktív anyag fogyását az effektív felezési idő írja le:

.

integrál-diszkriminátor

ionizáció

izomér állapot

izotóp

izotóparány

kadmium arány

késő neutronok

kiszökési csúcs

koincidencia

kozmikus sugárzás

kritikusság

Reaktorfizikai fogalom. Egy reaktor akkor kritikus, ha benne az önfenntartó láncreakció időben stacionárius módon megvalósul. Szuperkritikus a reaktor akkor, ha a láncreakció időben növekvő, szubkritikus, ha időben csökkenő. A reaktor teljesítménye az időnek exponenciális függvénye:

külső standardizálás

leányelem

lineáris energiaátadás

magreakció

makroszkópikus hatáskeresztmetszet

A makroszkópikus hatáskeresztmetszet az anyag térfogategységében létrejövő adott típusú reakciók hatáskeresztmetszeteinek összegét jelenti. Szokásos jele: Σ

Σ=n_c·σ,

megengedett dózis

moderátor

Az ²³⁵U atommag neutronok befogódásának hatására bekövetkező hasadásának mikroszkópikus hatáskeresztmetszete a termikus neutronok energiatartományában a neutronok sebességével fordítottan arányos (1/v törvény). Ezért a termikus (lassú) neutronok nagyságrendekkel nagyobb valószínűséggel válthatnak maghasadást, mint gyors neutronok. Maghasadáskor viszont ~ MeV átlagenergiájú neutronok keletkeznek. Ezért az egyik lehetőség ahhoz, hogy hatékonyan hozzunk létre láncreakciót az, hogy a neutronokat lelassítjuk. Ezt a folyamatot moderálásnak nevezzük és az erre szolgáló közeget moderátornak.

Moderátorként könnyű atommagok jöhetnek szóba, amelyek a neutronnal való ütközéskor a kis tömegük miatt sok energiát át tudnak venni. Így a neutron pár ütközés után lelassul. További fontos feltétel, hogy a moderátornak csak kis valószínűséggel szabad elnyelnie a neutronokat. E két fő szempont, tehát a kis tömeg és a kicsiny neutronbefogási hatáskeresztmetszet szerint válogatva lényegében háromféle moderátort használnak a mai atomreaktorokban:

·        A közönséges víz jól lassít, de valamennyi neutront el is nyel. Ezért vízmoderátoros atomreaktorokban dúsítani kell, vagyis meg kell növelni a hasadóképes ²³⁵U részarányát. A legelterjedtebb reaktortípusokban vízmoderátor van. A paksi atomerőmű is vízmoderátoros.

·        A nehézvíz jól lassít és nagyon kicsi a neutronbefogási hatáskeresztmetszete. Nehézvíz-moderátoros atomreaktorokban természetes uránból készült fűtőelemek is használhatók. A kanadai gyártású CANDU típusú reaktorok (ilyen a Kolozsvár melletti reaktor) nehézvíz-moderátorosak.

multiscaler üzemmód

müon

neutrinó, antineutrinó

Feles spinű, a leptonok családjába tartozó közel zérus nyugalmi tömegű semleges – és ezért nagyon nagy áthatolóképességű - elemi részecske. Mindhárom lepton generációhoz, tehát az elektron, a müon és a tau részecskéhez külön neutrínó tartozik, amelyek antirészecskéje a megfelelő antineutrínó. ─ A b bomlás tulajdonságait sikerült az elektron-neutrínó létével megmagyarázni. Közvetlenül először a b bomlásban sikerült kimutatni 1955-ben. Jele n, antirészecskéje a . Neutrínó keletkezik proton neutronná, vagy neutron protonná való átalakulásakor

négyfaktor formula

neutron-áramsűrűség

Neutrongáz-fizikai fogalom. Olyan vektormennyiség, amely adott pontban a neutrongáz eredő áramlásának irányában mutat, nagysága pedig az erre az irányra merőlegesen állított egységnyi felületen időegység alatt áthaladt neutronok számát adja meg. Legyen n(,) azoknak a neutronoknak a sűrűsége a tér egy adott  helyvektorú pontja körüli térfogatelemben, amelynek sebessége  és  közé esik. Ekkor a neutron áramsűrűség j:

.

Termikus neutronok diffúziós áramsűrűségére érvényes a Fick-törvény:

,

neutronfluxus (termikus)

A termikus neutronfluxus definíciója:

,

ahol v a neutronok sebessége, n,v) a v körüli egységnyi sebesség-intervallumban lévő neutronok száma az helyvektorú pont körüli egységnyi térfogatban (ez a neutronsűrűség), v_c a termikus neutronok felső sebességhatára. Bevezetve a termikus neutronok

átlagos sebességét és a

,

teljes neutronsűrűséget, a termikus neutronfluxus a következőképpen is írható:

neutronspektrum

nukleon

nyomdetektor

önárnyékolási tényező

·        Minden anyag, ─ így magának a radioaktív preparátumnak az anyaga is – kölcsönhatásba lép az ionizáló sugárzással. Ezért a preparátumban végbemenő bomlásokból származó részecskék egy bizonyos hányada elnyelődik magában a preparátumban (a preparátum „leárnyékolja” önmagát). Preparátumban keletkezett és az abból kijutó részecskék aránya az önárnyékolási tényező.

párkeltés

Nagy kvantumenergiájú (>1.02 MeV) elektromágneses sugárzás és az anyag kölcsönhatásának egyik formája. Párkeltés során a gamma-foton energiájának egy része pozitron-elektron párt kelt (nyugalmi tömegük összege =1.02 MeV). A gamma-foton energiájának 1.02 MeV feletti részét a pozitron-elektron pár mozgási energia formájában veszi át.

primer szcintillátor

Poisson-eloszlás

Az egymástól tökéletesen függetlenül, de azonos valószínűséggel bekövetkező események eloszlását adja meg nagyszámú kísérlet esetén. Erre nagyon jó példa a radioaktív bomlások esete, amikor az egyes atommagok egymástól teljesen függetlenül, de azonos valószínűséggel bomlanak el.

A Poisson-eloszlás alakja

.

Ez megadja, hogy egy a paraméterű Poisson-eloszlás esetén az x esemény k-szor való bekövetkezésének valószínűségét. A Poisson-eloszlás tulajdonsága, hogy az esemény bekövetkezésének várható értéke és szórásnégyzete megegyezik az a paraméterrel, azaz

<x>=a, és .

Ilyen eloszlást követnek pl. a mérési idő alatt állandónak tekinthető intenzitású radioaktív források, vagy gyorsítók mellett mért beütésszámok. Így határozzuk pl. meg, hogy ha egy forrásból 3 óra alatt 21600 beütést mérünk, mi a valószínűsége annak, hogy 2s-os méréssel éppen k=0, 1, 2, 3, …10, 11, …15, … beütésszámot kapjunk.

Megoldás: <x>=a=, azaz . Itt azért használtuk a » jelet, mert a 3 órás mérés alapján csak becsültük az <x>=a=4 értéket, amelynek szintén van bizonytalansága, esetünkben kb.±0.68% (lásd hibaterjedés).

pozitron

preparátum

prompt neutronok

Q-faktor (kvalitás-faktor) 

rad

radioaktív családok

radiokarbon

radon

reakciósebesség

Az időegység alatt bekövetkező reakciók száma.

,

reaktivitás

Reaktorfizikai fogalom. Reaktivitás alatt az effektív sokszorozási tényező k_eff 1-től való relatív eltérését értjük:

.

Értékének egyik használatos megadása százalékban történik:

Minthogy k_eff=1 jelenti a kritikusságot p=0 esetében a reaktor kritikus, p<0 –nál  szubkritikus, p>0 –nál szuperkritikus.   

Ha p>0, akkor a neutronfluxus – illetve az azzal arányos reaktorteljesítmény ─ nő az idő függvényében. A változás sebessége annál nagyobb, minél nagyobb a reaktivitás. E sebesség változása  ─ a folyamat dinamikája – azonban nem sima függvénye a reaktivitásnak! Ez a késő neutronok miatt van így. Jelöljük a késő neutronok részarányát β_eff-el.

A k_eff-ben a prompt neutronok mellett a késő neutronokat is figyelembe kell venni. Jelöljük β_eff-el  a késő neutronok részarányát. Ha p= β_eff , akkor a prompt neutronok egyedül is kritikussá teszik a reaktort. Ezt a reaktort nevezzük promptkritikusnak. Ha a p> β_eff, akkor a reaktor nemcsak szuperkritikus, hanem promptkritikus fölötti is.

Ha 0<p< β_eff, akkor a neutronfluxus nő az idő függvényében, de mivel  a reaktort ebben az esetben a promptneutronok önmagukban nem teszik kritikussá, a változás sebességét – a folyamat dinamikáját – a hosszú ciklusidejű (generációs idejű) késő neutronok szabják meg A folyamat viszonylag lassú. ─ Ha viszont p≥ β_eff, akkor a reaktort a prompt neutronok önmagukban is szuperkritikussá teszik, ezért a változás sebességét  a késő neutronokénál több nagyságrenddel rövidebb ciklusidejű prompt neutronok szabják meg A folyamat e miatt igen gyors és annál gyorsabb, minél nagyobb a p a β_eff –hez képest. A reaktor ez esetben szabályozhatatlanná válik.

A leírtakból látszik, hogy a folyamat dinamikáját nem annyira a p önmagában, hanem annak a β_eff-hez viszonyított értéke, azaz a p/β_eff  hányados szabja meg. Ez indokolja a reaktivitás „dollár” egységének a bevezetését: 1$ reaktivitás p= β_eff –nek felel meg, azaz 1$ a prompt kritikus reaktor reaktivitása.

rem (röntgen equivalent man)

rezonancia (magreakcióknál)

Rossby-hullám

A Rossby-hullám, a forgatott közegek leglassúbb periodikus mozgása. Ha a folyadék fenekét képező domborzat enyhén lejt valamelyik irányban, a helyi örvényesség nem hanyagolható el teljesen, hanem nagyságrendben összehasonlítható a vízmélység lejtés miatti változásával. Ha egy adott részecskékből álló, eredetileg egyenes, örvénymentes folyadékvonalat a sekélyedés irányában a vízszintes síkban meggörbítünk, akkor a vízmélység csökkenése miatt a helyi örvényességnek negatív értéket kell felvennie, hogy a potenciális örvényesség állandó maradhasson. Mélyebb rétegbe való vízszintes kitérítés esetén pedig pozitív többlet-örvényességnek kell kialakulnia. Az örvényesség változása mindig ugyanabba az irányba sodorja a folyadékvonalat, miközben pozitív forgatási szögsebesség (északi félteke) esetén a haladás irányától jobbra esik a sekélyebb közeg, és fordítva.

A létrejövő hullám a topografikus Rossby-hullám, amelyben a folyadékoszlopok nagyon lassan oszcillálnak föl-le és a változó mélység miatt az oszlopok örvényessége is periodikusan változik. A vízfelszín behorpadása vagy kidudorodása (amely ciklonális ill. anticiklonális áramlást kelt) elősegítheti a Rossby-hullám keletkezését, vagy befolyásolhatja a már meglevő hullámot. Egyenletesen lejtő domborzat esetén a Rossby-hullám szinusz alakú.

Rossby-szám

A Coriolis-erő szerepének fontosságát meghatározó dimenziótan szám. Megadja a Coriolis-erő részesedését a hidrodinamikai mozgást okozó eredő erőhöz vagy a nem forgatott rendszerbeli erőkhöz képest. A Coriolis-erő akkor jelentős, ha a Rossby-szám kicsi.

Egy állandó W szögsebességgel forgatott edényben történő, annak teljes L szélességét kitöltő, U vízszintes átlagsebességű áramlás Rossby-számát az alábbi összefüggés adja meg:

.

röntgen-sugárzás

sekély folyadék

sievert

sokcsatornás analizátor

sokszorozási tényező

Reaktorfizikai fogalom, az atomreaktor egyik legfontosabb reaktorfizikai jellemzője. Megmutatja, hogy a neutronszám egy neutronciklus alatt hányszorosára változik. A sokszorozási tényező értékét úgy tudjuk meghatározni, ha végigkövetjük a neutronok számának változását egy neutronciklus alatt.

Tegyük fel, hogy egy végtelen kiterjedésű reaktorban (egy adott tetszőleges térfogatban) n termikus neutron van. Mivel a rendszer végtelen nagy, ezért minden neutron befogódik előbb vagy utóbb, de a meglévő neutronoknak csak f hányada fogódik be hasadóanyagba (f neve: termikus neutronhasznosítási tényező). Az üzemanyagba befogódott neutronok átlagosan η gyorsneutront hoznak létre. Megjegyezzük, hogy η mindig kisebb, mint a hasadásonként kilépő neutronok száma! Ennek két oka van: egyrészt a fűtőelem nem csak ²³⁵U-ból áll, (pl. a ²³⁸U elnyeli a termikus neutronokat és nem hasad el), másrészt pedig a ²³⁵U sem mindig hasad el, ha befog egy termikus neutront. A neutronciklusnak ebben a szakaszában tehát n·f·η gyorsneutronunk lesz. A rendszer mindig tartalmaz ²³⁸U-at is. Ez, és az ²³⁵U is bizonyos (nem túl nagy) valószínűséggel a gyorsneutronok hatására el tud hasadni. Ezáltal újabb gyorsneutronok jönnek létre. Ezért ezt a hatást egy Є (gyorshasítási) tényezővel vesszük figyelembe. Gyorsneutronjaink száma tehát n·f·η·Є. A ciklus befejezéséig a gyors neutronoknak le kell lassulniuk, hiszen a ciklust termikus neutronoktól indítottuk. Lelassulásuk közben azonban veszteség is van, mert a szerkezeti anyagok – és különösen a ²³⁸U – nagy valószínűséggel fog be epitermikus energiájú neutronokat, hiszen ott a befogási hatáskeresztmetszetnek rezonanciái vannak. Ha a gyors neutronoknak csak p-ed része lassul le a termikus tartományig (rezonanciakikerülési tényező), akkor a ciklus végén meglévő termikus neutronok száma: n·f·η·Є·p. A végtelen reaktorra vonatkozó sokszorozási tényező tehát:

k_∞= Є·p f·η.

Ez a négyfaktor formula.

Véges méretű reaktornál figyelembe kell venni még azt is, hogy a neutronok része a reaktor széleinél eltávozik, és így csak a P-ed része marad bent a reaktorban (P neve: kilépési tényező). Ezért véges mértékű reaktorra az effektív sokszorozási tényező:

k_eff=Є·p·f· η ·P

Az effektív sokszorozási tényezőnek lényeges szerepe van a reaktor szabályozásában:

·        ha k_eff  < 1, akkor a reaktor szubkritikus,

·        ha k_eff = 1, akkor a reaktor kritikus,

·        ha k_eff > 1, akkor a reaktor szuperkritikus.

spontán hasadás

standard-szórás

A standard-szórás annak mértéke, hogy a mérési eredmény milyen mértékben tér el a mért mennyiség tényleges, várható értékétől.

Amennyiben egy méréstípus szisztematikus hibájától eltekinthetünk és N alkalommal megmértük ugyanazt az x értéket, akkor az x mennyiség várható értékét a

átlagértékkel közelítjük. A várható értéknek az átlagértéktől való eltérését a

sugárvédelmi árnyékolás

sugárzásos befogás

szabad úthossz

szcintillációs koktél

szcintillátor

Olyan anyag, amelynek atomjai, molekulái gerjesztés után látható fény kibocsátásával, fényfelvillanással, szcintillációval szabadulnak meg az energiájuktól. A nukleáris technikában használunk mind szilárd, mind folyékony szcintillátorokat. A gamma-spektroszkópiában használt szcintillátor a Tl-al aktivált NaI(Tl) kristály. Az aktiváló anyag azért szükséges, mert így a kibocsátott fény a (fotoelektron-sokszorozó számára is) látható tartományban van. Kis energiájú β-részecskék detektálására gyakran folyadék-szcintillátorokat használunk., amelyekbe belekeverik a mérendő anyagot. (Ld. szcintillációs koktél.)

szekuláris egyensúly

szekunder szcintillátor

szerves és szervetlen szcintillátorok

A legelterjedtebb gamma-sugárzásra szokásos NaI(Tl) kristályon kívül más anyagokat is használnak szcintillátornak, sugárzástól függően. – Az alábbiakban néhány példát mutatunk tipikus szcintillátorokra.

·        Szervetlen szcintillátorok:

gamma sugárzásra: NaI (Tl), azaz nátium-jodid talliummal aktiválva, CsI (Tl), Bi₄Ge₃O₁₂.

Alfa-, béta- és protonsugárzásra: CsI(Na).

Alfa-, béta- és nehézion-sugárzásra: ZnS (Ag).

Neutronra: LiI (Eu), CsF, CaF₂(Eu).

Ezek általában egykristályok, ahol a valenciasávból a vezetési sávba emelődnek fel az elektronok. A kristályba beültetett szcintillációs centrumok gondoskodnak a fénykibocsátásról.

·        Szerves szcintillátorok: antracén, stilbén és naftalinkristályok, valamint szerves folyadékok és plasztikok.

szoliton hullámok

szűrőanalízis

termikus neutronok

teljes energiájú csúcs (régebben fotocsúcs)

térszög

teljes (totális) hatáskeresztmetszet

A teljes hatáskeresztmetszet a céltárgy magok és a bombázó részecskék az összes lehetséges kölcsönhatására vonatkozó hatáskeresztmetszetek összege.

A totális hatáskeresztmetszet a nyalábok intenzitáscsökkenésével egyszerű kapcsolatban van. Bevezetve ugyanis a totális hatáskeresztmetszetre a σ_tot jelölést, egy I intenzitású nyaláb n_c sűrűségű dx vastagságú fólián való keresztülhaladásakor bekövetkező dI gyengülésére nyilvánvalóan igaz:

Ennek integrálásával kapjuk, hogy:

,

teljes (totális) makroszkópikus hatáskeresztmetszet

A makroszkópikus hatáskeresztmetszetek összege. A Σ_tot makroszkópikus hatáskeresztmetszet

alakú, ahol n_c a target részecskesűrűsége és σ_j az egyes lehetséges reakciótípusok mikroszkópikus hatáskeresztmetszete. A makroszkópikus totális hatáskeresztmetszet egyszerű összefüggésben van a bombázó részecske Λ átlagos szabad úthosszával

trícium

várható érték

Azonos körülmények között azonos módszerrel elvégzett mérések – ha a mérések pontossága elég nagy – általában különböző eredményre vezetnek. Ilyenkor az egyes mérések helyett célszerűbb elfogadni a mért értéknek a mérések átlagát elfogadni:

A mérések várható értékének a

határértéket tekintjük, ahol <x> a mérés várható értéke.

visszaszórási csúcs

w_R súlyfaktor