Излучение происходит

Гамма-излучение — это поток гамма-квантов, т. е. электромагнитное коротковолновое излучение. Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов с различной энергией wa. Различают нейтроны тепловые (ш>, = 0,025 эВ), надтешювые (шя > 0,1-^0,2 эВ), промежуточные (шн<2-105 эВ) и быстрые (WH == 2-10бч-2-107 эВ). В ионизирующем нейтронном излучении наиболее активную роль играют промежуточные и быстрые нейтроны.

Радиоактивное излучение представляет опасность для человека из-за его неспособности немедленно отреагировать на это облучение. Поражающее действие проникающей радиации зависит от дозы облучения и времени, в течение которого эта доза была получена, а также от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, болезнь и травмы повышают чувствительность организма к воздействию радиоактивных излучений, и поражение организма в этих случаях бывает более тяжелым.

Пассивная радиолокация.* Наряду с рассмотренными активными РЛС находят применение пассивные системы. Пассивная радиолокация применяется для определения угловых координат целей. Она основана на приеме теплового излучения целей в диапазонах сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн. Тепловое излучение представляет собой случайный процесс, спектральная плотность которого обратно пропорциональна К2 (К — длина волны принимаемых коле-

Тепловое излучение представляет собой поток электромагнитных волн, излучаемых телом за счет его тепловой энергии и полностью или частично поглощаемых другими телами. Полное количество тепловой энергии, излучаемой абсолютно черным телом в единицу времени единицей поверхности, имеющей температуру 0, определяется по закону Стефана-Больцмана

При решении задач теплопроводности могут встречаться и другие граничные условия. Так, например, известна задача Стефана, в которой граничные условия задаются на подвижной границе. Этот случай имеет место, когда рассчитывается зона проплавле-ния электродов при горении на них электрической дуги, и в других условиях, где изменяется агрегатное состояние вещества. Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии тела за счет электромагнитных волн. При поглощении телами электромагнитных волн их энергия переходит в тепловую. Возбудителями электромагнитных волн являются заряженные материальные частицы — ионы и электроны, которые излучают электромагнитные волны в результате колебаний, причем при колебании ионов происходит излучение низкой частоты. Излучение, соответствующее колебаниям электронов, когда они удерживаются около своего по-иого излучения ложения равновесия, имеет высо-

На основании зависимостей (7.25), (7.26) и (7.27) последнее выражение можно записать так: A-{~R + D=l. Сумма собственного излучения Р тела и отраженного с его поверхности называется эффективным излучением: P:.^==P + RPnan- Результирующее излучение представляет собой разность между лучистым потоком, который данное тело посылает в окружающее пространство, и лучистым потоком, который данное тело получает, т. е. /Зрем=/3эф — /'пал

Тепловое излучение. Излучение представляет собой процесс переноса тепловой энергии от нагретого тела к телам, расположенным в окружающем пространстве. Процесс осуществляется электромагнитными колебаниями с различной длиной волны. В наибольшей степени переносят тепловую энергию инфракрасные лучи (длина волны 0,8 — 40 мкм), в меньшей степени — световые лучи (длина волны 0,4 - 0,8 мкм).

Тепловое излучение. Излучение представляет собой процесс переноса тепловой энергии от нагретого тела к телам, расположенным в окружающем пространстве. Процесс осуществляется электромагнитными колебаниями с различной длиной волны. В наибольшей степени переносят тепловую энергию инфракрасные лучи (длина волны 0,8 — 40 мкм), в меньшей степени - световые лучи (длина волны 0,4 — 0,8 мкм).

Это излучение представляет собой серьезную проблему, если «хвосты» не хранятся соответствующим образом в хранилищах. В г. Гранд-Джанкшен (штат Колорадо) «хвосты» исполь^вались при строительстве жилых домов и школ, в результате чего уровень радиации в них был значительно выше радиоактивного фона (школы и дома в последующем были разрушены). . Проблема радиоактивного излучения радона была исследована несколькими авторами, и, по их мнению, должны быть приняты во внимание следующие факторы:

Прежде всего следует различать корпускулярное излучение, состоящее из частиц с массой, отличной от нуля, и фотонное или электромагнитное излучение, состоящее из не имеющих массы фотонов. Корпускулярные излучения могут состоять как из заряженных частиц, так и из частиц с нулевым зарядом. Некоторые виды корпускулярных излучений существуют в природе. Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при ядерных превращениях изотопов тяжелых элементов, расположенных в периодической системе после свинца. Бета-излучение представляет собой поток электронов или позитронов, испускаемых при бета-распаде ядер различных элементов периодической системы или нестабильных частиц. Свойства некоторых частиц приводятся в табл. 14.1.

Бета-излучение. Бета-излучение представляет собой поток быстро летящих электронов, скорость которых приближается к скорости света. В отличие от а-лучей р-лучи имеют непрерывное распределение энергии, т. е. испускаются с разными ее значениями, причем наибольшее значение энергии является величиной, характерной для данного изотопа.

Тепловое излучение происходит путем переноса тепла электромагнитным полем. В реальных случаях вид переноса тепла не рассматривают из-за малости его доли в общем процессе теплообмена.

Если излучение происходит в результате перехода примесного центра из возбужденного состояния в основное, то люминесценцию называют спонтанной или метастабильной в зависимости от того, самопроизвольно (спонтанно) или под действием внешних факторов происходит излучение.

Тормозное излучение происходит, когда свободный электрон при

Полупроводниковым излучателем света является светоизлучающий диод. Известно, что при рекомбинации носителей, т. е. возвращении электрона из зоны проводимости в валентную зону, излучается квант энергии. Наиболее интенсивно рекомбинация происходит вблизи р-п перехода, когда основные носители преодолевают потенциальный барьер и рекомбинируют. Для создания светоизлучающих диодов используют сложные полупроводниковые материалы, у которых квант энергии излучается в оптическом (или инфракрасном) диапазоне, например фосфид галлия, арсенид галлия или карбид кремния. Излучение происходит при пропускании через прибор тока в прямом направлении. Конструкция прибора обеспечивает передачу света от р-п перехода без значительных, потерь в толще полупроводника. ВАХ светоизлучающих диодов аналогична характеристикам обычных кремниевых и германиевых диодов.

квант света с определенной частотой может не только поглощаться полупроводником, но и вызывать добавочное индуцированное излучение. Индуцированное излучение происходит в том же направлении, что и вызвавшие его излучение, в одной и той же фазе и с одинаковой поляризацией, т. е. индуцированное излучение является когерентным.

Вольфрамат кальция. Кристалл CaWO4 имеет тетрагональную структуру. Вольфрамат кальция активируют неодимом и некоторыми другими редкоземельными элементами. Трехвалентные ионы Nd3+ замещают в решетке двухвалентные Са2+; для компенсации вводят одновалентные ионы Na+, K+ или Li+, что приводит к снижению требуемой энергии накачки. Активные элементы имеют форму стержней с d sg; 10 мм, / = 75 мм. Энергетическая диаграмма ионов неодима в вольфрамате кальция может быть сведена к четырехуровневой системе ( 16.4, б). Третий уровень содержит несколько полос поглощения, охватывающих интервал длин волн 590—880 мкм. Из полос поглощения возбужденные ионы переходят на верхний уровень 2 (4/з/2) из-лучательного перехода 2 -> 4. Генерация возникает при переходе с уровня 4/з/2 (2) на уровень 4-Fn/2 (4); последний при нормальных условиях почти не населен, поэтому пороговая энергия генерации невелика. Переходы 2 -» 4 совершаются с излучением фотонов, переходы 4 -> 1 носят безызлучательный характер. Промежуточные уровни 4/7i5/2 и 4/'i3/2 характеризуются малой вероятностью перехода на них частиц. Излучение ионов Nd3+ наблюдается главным образом на волне 106,3 ммкм при температуре 77° К и связано с переходом 4.F3/2 -*• 4^п/2. Время жизни метастабильного состояния составляет около 0,1 мсек. Полоса поглощения имеет ширину около 20 мкм при основной длине волны 580 ммкм. При комнатной температуре излучение происходит на волке 1,058 мкм. Недостаточная механическая прочность CaWO4, активированного неодимом, и оптическая неоднородность затрудняет его использование в непрерывном режиме. Имеются данные об использовании в качестве активаторов и других редкоземельных элементов (табл. 16.1).

Флюорит кальция. Кристаллы CaF2 обычно активируют ураном. При небольшой концентрации U3+ (около 0,05%) индуцированное из-лучение наблюдается на волне 2,5 мкм; рабочим переходом является переход между нижним уровнем состояния 4/ц/2 и верхним уровнем состояния d/9/2- Спектр люминесценции ионов урана находится в пределах длин волн 2,0 -f- 2,6 мкм. Излучение происходит по четырех-

стороны запирающего слоя ^-«-перехода благодаря инжекции появляются неосновные носители. Вблизи границы р- и /г-областей в узком пространственном слое возможна инверсия населенностей; рекомбинация неосновных носителей может сопровождаться излучением. Этот слой называют активным слоем полупроводникового ОКГ; его толщина не превышает нескольких' микрон. Случаи рекомбинации, сопровождаемой излучением, учаща-. ются с повышением уровня инжекции, т. е. с увеличением прямого. тока и с понижением температуры, когда . уменьшается вероятность безызлучателыюй рекомбинации. В полупроводниковых ОКГ излучение происходит в узкой полосе вблизи

Чтобы сохранился тепловой баланс, Земля должна «избавиться» от этих лишних 47 единиц солнечной коротковолновой радиации, поглощенных ее поверхностью. Одна из возможностей — излучение в атмосферу. Но так как температура поверхности Земли относительно низка, излучение происходит главным образом в длинноволновой области спектра — инфракрасной.

Полупроводниковым излучателем света является светоизлучающий диод. Известно, что при рекомбинации носителей, т. е. возвращении электрона из зоны проводимости в валентную зону, излучается квант энергии. Наиболее интенсивно рекомбинация происходит вблизи р-п перехода, когда основные носители преодолевают потенциальный барьер и рекомбинируют. Для создания светоизлучающих диодов используют сложные полупроводниковые материалы, у которых квант энергии излучается в оптическом (или инфракрасном) диапазоне, например фосфид галлия, арсенид галлия или карбид кремния. Излучение происходит при пропускании через прибор тока в прямом направлении. Конструкция прибора обеспечивает передачу света от р-п перехода без значительных потерь в толще полупроводника. ВАХ светоизлучающих диодов аналогична характеристикам обычных кремниевых и германиевых диодов.

Когда внешнее электромагнитное поле отсутствует, может происходить самопроизвольное электромагнитное излучение, называемое спонтанным излучением. Если на микросистему воздействует внешнее электромагнитное поле с частотой квантового перехода, то спонтанное излучение происходит по-прежнему, причем фазы испускаемого излучения не зависят от внешнего электромагнитного поля. Переходы, вызванные внешним электромагнитным полем с частотой квантового перехода, сопровождаются излучением, находящимся в определенном фазовом соотношении с внешним полем. Этот процесс называется вынужденным или индуцированным излучением.

Излучение оптического квантового генератора обусловлено индуцированными переходами, которые происходят одновременно у большого количества возбужденных частиц, и поэтому имеет большую мощность. Вынужденное излучение происходит син-фазно с индуцирующим излучением. Поэтому при индуцированном возбуждении обеспечивается фазовая когерентность и происходит сложение полей элементарных излучателей. В результате мощность результирующей волны возрастает и может достигнуть уровня межмолекулярных полей. При спонтанном излучении, представляющем собой неупорядоченный статистический процесс, когерентность отсутствует и генерируются лишь шумы.