Сколько пар ионов образуется ежесекундно в 2 кг облучаемого воздуха при мощности экспозиционной дозы 25 мк Рентген/ч?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано, что мощность экспозиционной дозы равна 25 мкРентген/ч. Это означает, что каждый час облучения воздуха получается доза в 25 мкРентген.

Для рассчета количества образующихся ионов в 2 кг облучаемого воздуха нужно преобразовать мощность экспозиционной дозы из Рентген/ч в Грей/секунду.

1 Рентген = 0.000258 Гре
25 мкРентген = 25 * 0.000258 = 0.00645 Грей

Теперь расчитаем количество ионов, образующихся при облучении воздуха с дозой 0.00645 Грей. Количество образующихся ионов зависит от энергетической дозы и состава вещества. Предположим, что воздух состоит из атомов кислорода и азота, а вода, образовавшаяся после экспозиции, состоит из ионов H+ и HO-.

Количество образующихся ионов можно рассчитать по формуле
N = D * m /
где N - количество ионов, D - доза облучения в Грей, m - масса вещества в килограммах, M - молярная масса вещества в килограммах.

Для воздуха (смесь кислорода и азота)
Мольная масса кислорода (O2) - 0,032 кг/мол
Мольная масса азота (N2) - 0,028 кг/мол
Средняя мольная масса воздуха примем равной 0,029 кг/моль.

N_воздух = 0.00645 * 2 / 0.029 ≈ 0.448 Грей

Теперь рассчитаем количество образующихся ионов воды (H2O)
Мольная масса воды - 0,018 кг/моль

N_вода = 0.00645 * 2 / 0.018 ≈ 0.714 Грей

Таким образом, каждую секунду при облучении 2 кг воздуха образуется примерно 0.448 ионов и 0.714 ионов воды.