19905

Определение мощности экспозиционной дозы

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа № 1. Определение мощности экспозиционной дозы. Цель работы: изучить характеристики дозиметрического прибора АНРИ 0102 Сосна и научиться с его помощью измерять мощность экспозиционной дозы. 1. Теоретическая часть Экспозиционная доза это отно

Русский

2013-07-18

76.16 KB

19 чел.

Лабораторная работа № 1.

Определение мощности экспозиционной дозы.

Цель работы: изучить характеристики дозиметрического прибора АНРИ 01-02 «Сосна», и научиться, с его помощью измерять мощность экспозиционной дозы.

1. Теоретическая часть

Экспозиционная доза - это отношение приращения суммарного заряда всех ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, которые первоначально были образованы фотонами гамма-излучения в элементарном объеме воздуха к массе воздуха в этом объеме:

;

Отличительные особенности экспозиционной дозы заключаются в том, что она определяется только в воздухе и образуется под действием только гамма-излучения.

Системная (СИ) единица экспозиционной дозы - 1 Кл/кг (кулон на килограмм), внесистемная единица - 1 Р (рентген).

1 Кл/кг = 3.88  103 Р.

Мощность экспозиционной дозы - это отношение приращения экспозиционной дозы за интервал времени к этому интервалу времени:

;

Мощность экспозиционной дозы обычно выражается во внесистемных единицах - Р/ч (рентген в час), мР/ч (миллирентген в час), мкР/ч (микрорентген в час).

1 Р/ч = 103 мР/ч = 106 мкР/ч;   1 мР/ч = 103 мкР/ч.

Системными единицами мощности экспозиционной дозы является 1А/кг (ампер на килограмм):

1 А/кг = 1.08107 Р/ч = 1.081013 мкР/ч.

Приборы, которые предназначены для измерения дозы или мощности дозы ионизирующего излучения, называются дозиметрами.

Большинство дозиметров определяют мощность экспозиционной дозы. Измерив мощность экспозиционной дозы, можно рассчитать величину экспозиционной дозы за любой интервал времени:

;

Экспозиционная доза, которая создается естественными источниками, образует естественный фон на всей поверхности земного шара.

Естественный фон излучения - это доза ионизирующего излучения, создаваемая космическим излучением и излучением естественно распределенных природных радиоактивных элементов.

Космическое излучение, которое постоянно воздействует на атмосферу Земли, называется первичным. В составе первичного космического излучения обнаружены около 200 различных видов элементарных частиц, альфа-частицы, осколки легких ядер и фотоны с энергиями до 1012 МэВ.

Космическое излучение, которое достигает поверхности Земли после взаимодействия с атмосферой, называется вторичным и состоит из гамма-фотонов с энергией до 3 МэВ. Остальная энергия первичного космического излучения затрачивается на ионизацию верхних слоев атмосферы.

Естественными радиоактивными веществами считают те, которые образовались и постоянно вновь образуются без участия человека. В первую очередь это долгоживущие (с большим периодом полураспада) радиоактивные элементы, которые образовались одновременно с образованием Земли: калий - 40 (период полураспада 1,3∙109 лет), кальций - 48 (период полураспада 2∙1016 лет), рубидий - 87 (период полураспада 6,2∙1010 лет), олово - 124 (период полураспада 2∙1017 лет), теллур - 130 (период полураспада 1∙1021 лет), лантан - 138 (период полураспада 2∙1011 лет), висмут-209 (период полураспада 3∙1017 лет), торий - 232 (период полураспада 1,4∙1010 лет), уран - 235 (период полураспада 1,13∙108 лет), уран - 238 (период полураспада 4,5∙109 лет), всего 23 элемента.

Торий - 232, уран - 235, уран - 238 являются родоначальниками трех естественных радиоактивных семейств (тория, актиния и урана), в которые входят 45 радионуклидов, образующихся в результате последовательных альфа- и бета-распадов, с периодами полураспада от 3∙10-7 секунды (астат -216) до 2.5∙105 лет (уран - 234). Конечным элементом во всех трех семействах являются стабильные изотопы свинца - 206, 207, 208.

К естественным радиоактивным элементам относятся также радионуклиды, образующиеся в верхних слоях атмосферы под действием первичного космического излучения: углерод - 14, сера - 35, хлор - 36, тритий (водород - 3), кислород - 18.

В настоящее время известно более 100 естественных радионуклидов. Поскольку по химическим свойствам радиоизотопы не отличаются от стабильных, они обнаруживаются в растениях, а также организмах животных и человека.

В земной коре радионуклиды равномерно рассеяны, но могут быть сконцентрированы в виде месторождений. Максимальное содержание в земной коре имеет калий-40 - около 2,5 %, содержание тория – 232  - 1,3∙10-3 %, содержание всех изотопов урана – 2,6∙10-4 %. Естественные радионуклиды содержатся в земной коре в количестве от 0.0005 (рений - 187) до 84 (рубидий - 87) грамма на тонну. Поэтому в величину естественного фона основной вклад вносит космическое излучение. Наибольшее влияние из естественных изотопов на величину естественного фона оказывает калий-40, затем следуют рубидий-87, уран-238, торий-232, уран-235, лантан-138. Остальные радионуклиды играют гораздо меньшую роль, либо вследствие большого периода полураспада (1016 - 1021 лет), либо из-за очень низкого содержания в земной коре.

Следует отметить, что в смеси изотопов данного элемента содержание радионуклидов постоянно. Так, например, содержание калия-40 в смеси изотопов калия составляет 1,19∙10-2 %, рубидия-87 – 27,85 %. У висмута, тория и урана все изотопы радиоактивны.

Начиная с 1934 года, помимо естественных изотопов, были получены искусственные радионуклиды, которые образуются при бомбардировке стабильных ядер альфа-частицами или нейтронами в ядерных реакторах, а также в результате ядерных взрывов. Искусственным путем созданы радиоизотопы всех известных элементов.

В связи с этим образуется радиационный фон, который отличается от естественного.

Фон - это доза ионизирующего излучения, которая создается естественным фоном и излучением посторонних источников.

В глобальном масштабе посторонними источниками являются искусственные радионуклиды, которые были выброшены в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия.

В любом помещении измеряется фон, т.к. там посторонними источниками являются продукты распада естественных изотопов, содержащихся в строительных материалах, т.е. в результате деятельности человека происходит накопление радиоизотопов в помещении или вблизи зданий и сооружений. Кроме того строительные конструкции частично экранируют естественный фон. Фон в помещении, следовательно, может быть как больше, так и меньше естественного.

Естественный фон определяется не ближе 200 метров к любым зданиям и сооружениям.

Естественное фоновое значение мощности экспозиционной дозы для Беларуси составляет 10-15 мкР/ч.

Исходные данные:

Точка №__

2. Ход работы:

2.1 Краткая характеристика приборов:

 Дозиметр бытовой Мастер-1” предназначен для использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности в рабочих и жилых помещениях.

Прибор измеряет мощность экспозиционной дозы в диапазоне от 10 до

999 мкР/ч.

Основная погрешность измерения мощности составляет 30 %.

Время определения мощности экспозиционной дозы составляет 36 се-

кунд.

Общий вид прибора Мастер-1” приведен на рисунке 1.

1. Клипса-контакт , предназначенная для включения питания прибора .

2. Табло индикатора .

3. Кнопка ПУСКдля включения измерений .

Рисунок 1. Общий вид прибора Мастер-1”.

Дозимерт-радиометр бытовой АНРИ-01-02 “СОСНАпредназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях, в том числе:

измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения;

измерения плотности потока бета-излучения с поверхностей;

оценки объемной активности бета-излучающих радионуклидов в жидких и твердых веществах.

1. Цифровое жидкокристаллическое табло .

2. Выключатель питания.

3. Переключатель режимов работы.

4. Кнопка КОНТР”- контроля работоспособности прибора.

5. Кнопка ПУСК” - включения измерения .

6. Кнопка СТОП” - выключения измерений в режиме работы Т ” .

7. Задняя крышка прибора .

8. Фиксатор задней крышки прибора .

Рисунок 2. Общий вид прибора АНРИ-01-02 “Сосна”.

2.2 Порядок проведения измерений

2.2.1 Прибором «Сосна»:

- подготовить прибор к работе;

- установить режим «МД»;

- включить прибор и провести контроль;

- нажать кратковременно кн. «Пуск», и через 20-25сек снять показание прибора в мР/ч умножить его на 1000 и занести в таблицу 1

- повторить предыдущий пункт 7 раз (сделать 8 измерений).

2.2.2 Прибором «Мастер-1»:

-включить прибор, для чего освободить клипсу-контакт (поз.1 на рис.1) от изоляционного материала.

- для проведения измерения нажмите кнопку Пуск” (поз.3 на рис.1) , при этом на цифровом табло должны появиться цифры 0.00, а справа от цифр мигающий знак СЧ”.

- через 36 секунд счет импульсов прекращается, на табло устанавливается число, которое нужно умножить на 100, чтобы получить значение мощности экспозиционной дозы в микрорентгенах в час (мкР/ч).

-повторить измерения 8 раз, нажимая кнопку Пускпосле завершения очередного подсчета импульсов.

- полученные результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1 -Результаты измерений мощность экспозиционной дозы

№п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

Сосна,

мкР/час

11

16

15

9

18

18

16

20

Мастер-1,

мкР/час

8

15

9

10

18

21

12

8

3.Статистическая обработка результатов

1.Оценка значимости результатов.

;

где: X 1 - сомнительный результат;

      X2 - результат, который ближе всего к X1 по значению;

      R - размах варьирования - разность между предельными значениями определяемой величины, т.е. максимальным и минимальным значениями.

– оставляем,  – оставляем,

Для Р = 0.95 и n=8, Qтабл=0,48.

         - оставляем,

         - оставляем.

2.Среднее значение.

;

где: Хi - каждый значимый результат;

         n - количество значимых результатов.

.

         .

3. Среднеквадратичное отклонение.

;

где: Хi - каждое измеренное значение; Х - среднее значение; n - число измерений.

 

 

 4.Определяем критерий  Фишера (F-критерием) по формуле:

,

 далее расчеты где?

4.Доверительный интервал.

=15,4,

=11,9=11,9.

5.Погрешность измерений.

                                                                          

                                                                        

 ,

.

где : t - коэффициент нормированных отклонений ,

                     S - стандартное отклонение ,

                              n - число измерений .

Вывод: При измерении  мощности экспозиционной дозы (фона) в установленной точке №3(окно2) ауд.№403 получены следующие результаты:

“Мастер-1” -  1=15,43,12   (=20%)

Сосна - 2=11,94,1  (=33%)                                                                                                          Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что измеренные значения  не превышают  естественное фоновое значение мощности экспозиционной дозы для Беларуси (10-20 мкР/ч).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41504. Провозная и пропускная способность железных дорог 37.5 KB
  Провозная способность прямо пропорциональна пропускной способности участка и массе составов поездов а также существенно зависит от конструктивных схем и параметров вагонов. Провозная способность увеличивается с понижением коэффициента тары вагонов улучшением использования их грузоподъемности. Расчеты ВНИИЖТа показывают что массовое применение восьмиосных полувагонов и цистерн габаритов Тпр и Тц позволяет увеличить провозную способность железных дорог на 18 .
41505. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ТРАНЗИТНЫХ ВАГОНОВ С ПЕРЕРАБОТКОЙ. РАБОТА ПАРКА ПРИЁМА 206.5 KB
  Телетайпы устанавливаются в ИЦ станции расположенным обычно рядом с СТЦ. Таким образом до прибытия поезда СТЦ получает точную информацию о составе поезда в виде ТГНЛ в которой в порядке размещения в составе содержатся основные сведения о вагонах: его номер вес груза и наименование станция назначения получатель особые отметки. Оператор СТЦ различает полученную телеграмму натурку в соответствии с планом формирования поездов данной станции. Станция обычно получает 3 экземпляра натурки после разметки один экземпляр передается сначала...
41506. ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ ПАРКОВ ОТПРАВЛЕНИЯ 144.5 KB
  На сортировочной станции А производится смена поездных локомотивов у всех поездов как транзитных так и прибывших в расформирование. На сортировочной станции Б четные и нечетные поезда отправляются с локомотивами депо 1; у транзитных поездов смена локомотивов не производится только смена бригад. Могут быть любые другие сочетания участков обращения локомотивов с участками работы локомотивных бригад. В зависимости от схемы обслуживания поездов поездными локомотивами и локомотивными бригадами на сортировочных станциях с локомотивами могут...
41507. ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ СОРТИРОВОЧНЫХ ПАРКОВ. ПРОЦЕСС НАКОПЛЕНИЯ ВАГОНОВ В СОРТИРОВОЧНОМ ПАРКЕ 109 KB
  Процесс накопления вагонов отдельного назначения его показатели. Процесс накопления вагонов отдельного назначения его показатели. График накопления вагонов отдельного назначения.
41508. Технология работы станции с местными вагонами 120 KB
  Планирование и организация подачи и уборки вагонов на грузовой пункт. По характеру грузовых операций различают 4 вида местных вагонов: прибывшие в груженом состоянии под выгрузку; прибывшие в порожнем состоянии под погрузку; прибывшие гружеными выгруженными загруженные вновь со сдвоенными операциями; сборные вагоны и вагоны с контейнерами проходящие грузосортировку. С ними выполняются те же операции что и с транзитными вагонами с переработкой но кроме того с местными вагонами производятся: подача к грузовым пунктам...
41509. График движения поездов 174.5 KB
  Он представляет собой графическое изображение следования поездов на масштабной сетке на которой движение поездов изображаются прямыми наклонными линиями линиями хода поездов. Графики движения поездов различают: в зависимости от соотношения скоростей движения разных поездов по одному и тому же перегону параллельные и непараллельные. В параллельных графиках поезда имеют одинаковую скорость и линии их хода на данном перегоне параллельны а в непараллельных графиках линии хода поездов с разными скоростями; по числу...
41510. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ВАГОНОВ 33 KB
  При уходе подвижного состава на перегон ДСП обязан используя все имеющиеся в его распоряжении средства сообщить об этом машинистам поездов находящимся на перегоне ДПИ дежурным путевых постов соседней станции переездов и другим работникам чтобы задержать встречные поезда и принять меры к остановке ушедших вагонов. При закреплении составов поездов: на главные и к о путях руководство и контроль за закреплением осуществляет ДСП в отдельных маневровых районах – ДСЦ; ДСП может разрешить отцепку локомотива только после убеждения в...
41511. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СТАНЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕНТРОВ 49.5 KB
  Назначение и размещение СТЦ и ИЦ. Операции выполняемые в СТЦ и ИЦ. Оборудование СТЦ. Назначение и размещение СТЦ и ИЦ.
41512. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТЫ 100 KB
  Качественные показатели использования вагонов и локомотивов. Подача вагонов по стыковым пунктам дорог где n – число стыковых пунктов; . – число вагонов переданных за сутки в сумме чётного и нечётного направлений. По каждому стыковому пункту выделяют общий приём Uпр состоящий из суммы приёма гружённых и порожних а также общую сдачу складывающуюся из сдачи гружёных и порожних вагонов .