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

23 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

24016. ИСТОРИЯ ЗАРУБЕЖНОЙ ЖУРНАЛИСТИКИ 139.3 KB
  Подзаголовок газеты: Казуистическая газета . Успех газеты был велик количество писем все росло. Острота вопроса в том что все это были газеты и журналы разных направлений. Ричард Стиль бывший в ту пору редактором официальной газеты решил использовать созданную Свифтом маску для издания нового журнала в 1709 г.
24017. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ЖУРНАЛИСТИКИ 73.5 KB
  Новостные блоки в СМИ и начинаются с сенсаций делая безнадежными поиски смысла в эфире. Общественное мнение и СМИ: диалектика взаимодействия.Индивидуальную картину мира человека создают СМИ. Уклон в развлечение во всех СМИ особенно в ТВ.
24018. ЖУРНАЛИСТИКА В СОВРЕМЕННОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ 69.31 KB
  В информационном же пространстве разворачивается истинная журналистика не ограниченная правилами и цензурой пример СМИ vs СМК. Последствия информационнопсихологического воздействия СМИ глубокие изменения массового сознания. СМИ и информационное общество.общва поставила вопрос о роли в нем СМИ.
24019. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СМИ 128.94 KB
  В других статьях определяется статус редакции учредителя и издателя их права обязанности и взаимоотношения. В Уставе наряду с другими сторонами ее статуса определяются взаимные права и обязанности учредителя редакции и возглавляющего ее главного редактора. Учредитель утверждает устав редакции и или заключает с ней или ее главным редактором договор. В Законе указывается что учредитель также может выступать в качестве редакции издателя распространителя собственника имущества редакции.
24020. РЕКЛАМА И ПИАР В ЖУРНАЛИСТИКЕ 44.71 KB
  Конечно интерес аудитории к СМИ определяется не рекламой хотя ее роль велика. Расцвет рекламы наступил когда к системе СМИ присоединилось телевидение. развитие радио как СМИ. Отношения служб паблик рилейшнз со СМИ.
24021. АВТОРСКОЕ ТВОРЧЕСТВО ЖУРНАЛИСТА 143.68 KB
  ОСОБЕННОСТИ ЖУРНАЛИСТСКОГО ТЕКСТА журналистский текст несет в себе особый вид информации журналистскую информацию актуальность связь конкретной ситуации с назревшей жизненной проблемой Чем глубже понял эту связь журналист и чем новее знание которое он получил в итоге тем актуальнее будет его публикация и тем больший резонанс она вызовет. Лазутина предлагает следующие правила монтажа журналистского текста: 1 соблюдать четкость предъявления текстовых элементов в их собственных границах Каждый текстовый элемент микросущность 2...
24022. Наружная сонная артерия, ее топография, ветви и области, кровоснабжаемые ими 227 KB
  carotis externa является одной из двух конечных ветвей общей сонной артерии. Она отделяется от общей сонной артерии в пределах сонного треугольника на уровне верхнего края щитовидного хряща. Вначале она расположена медиальнее внутренней сонной артерии а затем латеральнее ее. Начальная часть наружной сонной артерии снаружи покрыта грудиноключичнососцевидной мышцей а в области сонного треугольника поверхностной пластинкой шейной фасции и подкожной мышцей шеи.
24023. Поверхностные и глубокие вены нижней конечности, их анатомия, топография, анастомозы 263 KB
  К органам иммунной системы принадлежат костный мозг в котором лимфоидная ткань тесно связана с кроветворной тимус вилочковая железа лимфатические узлы селезенка скопления лимфоидной ткани в стенках полых органов пищеварительной дыхательной систем и. Многочисленные лимфатические узлы лежат на путях следования лимфы от органов и тканей в венозную систему. Лимфатические капилляры тимуса которых больше в корковом веществе образуют в паренхиме органа сети из которых формируются лимфатические сосуды впадающие в передние средостенные...
24024. Ядра серого вещества спинного мозга, их назначение. Локализация проводящих путей в белом веществе спинного мозг 239.5 KB
  Ядра серого вещества спинного мозга их назначение. Локализация проводящих путей в белом веществе спинного мозга. Задние рога спинного мозга представлены преимущественно более мелкими клетками. Серое вещество задних рогов спинного мозга неоднородно.