19908

Определение мощности полевой эквивалентной дозы

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа № 2. Определение мощности полевой эквивалентной дозы. Цель работы: изучить характеристики дозиметрического прибора €œРКСБ104€ и научиться с его помощью измерять мощность эквивалентной дозы. 1.Теоретическая часть При прохождении ионизир

Русский

2013-08-13

86.04 KB

16 чел.

Лабораторная работа № 2.

Определение мощности полевой эквивалентной дозы.

Цель работы: изучить характеристики дозиметрического прибора “РКСБ-104” и       научиться с его помощью измерять мощность эквивалентной дозы.

1.Теоретическая часть

При прохождении ионизирующих излучений через различные вещества их энергия поглощается этими веществами. Главным образом она затрачивается на ионизацию, то есть превращение атомов и молекул в ионы.

Энергия ионизирующего излучения, поглощенная единицей массы вещества называется поглощенной дозой.

;

где:   dE - приращение средней энергии, переданной излучением веществу в элементарном объеме, Дж.

dm - масса вещества в элементарном объеме, кг.

D - поглощенная доза, Гр.

В СИ она измеряется единицей Грей (Гр): 1 Гр = 1Дж/кг. Внесистемная единицы поглощенной дозы - рад: 1 рад = 0,01 Гр.

Поглощенная доза может быть определена в любом веществе и создается всеми видами ионизирующих излучений (альфа-, бета-, гамма-излучениями, потоками нейтронов и других элементарных частиц).

Поглощенная доза, отнесенная ко времени поглощения, носит название мощности поглощенной дозы и измеряется в Гр/час, Гр/с, мГр/час, рад/с, рад/год и т.д.

Следует отметить, что 1 рентген экспозиционной дозы (по всему спектру -излучения до энергии 3 Мэв) соответствует поглощенной дозе в биологической ткани в 0,93 рад, т.е. 1Р 0,93 рад.

Для оценки воздействия ионизирующих излучений на биологическую ткань стандартного состава используют эквивалентную дозу.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения Hопределяется как поглощенная доза излучения D, умноженная на средний коэффициент качества излучения для биологической ткани стандартного состава kи на модифицирующий фактор N- произведение эмпирических коэффициентов, которое в настоящее время принимается равным единице:

;

где:    j - индекс вида излучения.

Эквивалентная доза используется в радиационной безопасности для учета вредных эффектов биологического воздействия различных видов ионизирующих излучений при хроническом облучении человека малыми дозами, не превышающими 250 мЗв/год. Ее нельзя использовать для оценки последствий аварийного облучения человека, тогда используется только поглощенная доза.

Стандартный состав биологической ткани принимается следующим (по массе): 10,1 % водорода, 11,1 % углерода, 2,6 % азота, 76,2 % кислорода.

Средний коэффициент качества излучения - безразмерный коэффициент, предназначенный для учета влияния микрораспределения поглощенной энергии ионизирующего излучения на размер вредного биологического эффекта. Для гамма- и бета-излучения = 1, для альфа-излучения = 20, для нейтронного излучения = 10.

В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является Зи-верт (Зв). Внесистемная единица - БЭР (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 100 БЭР.

Так как средний коэффициент качества для -излучения равен 1, то величина поглощенной дозы, создаваемой этим излучением в воздухе, будет соответствовать эквивалентной дозе, образующейся в биологической ткани.

Измеряемая в воздухе величина получила название полевой эквивалентной дозы -излучения.

Для приближенных расчетов можно считать, что 1 БЭР = 1Р = 1 рад.

Отношение полевой эквивалентной дозы -излучения за определенный интервал времени к этому интервалу времени называется мощностью полевой эквивалентной дозы -излучения:

;

где:   dH - приращение полевой эквивалентной дозы -излучения;

dt - интервал времени.

Мощность полевой эквивалентной дозы измеряется в Зв/час, мЗв/час, мкЗв/час, БЭР/час.

Зная мощность полевой эквивалентной дозы и время облучения можно рассчитать величину эквивалентной дозы (дозовую нагрузку), получаемую человеком, по формуле:

Соотношение между единицами мощности экспозиционной дозы и полевой эквивалентной дозы -излучения:

1 мкР/час = 0,01 мкЗв/час или 100 мкР/час = 1мкЗв/час.

Биологический эффект воздействия ионизирующего вида излучения зависит от вида излучения, энергии частиц и гамма-квантов.

Средняя эквивалентная доза - среднее значение эквивалентной дозы Нт в ткани или органе Т с массой mT.

Эффективная эквивалентная доза НЕ - сумма средних эквивалентных доз Нт в различных органах, умноженных на соответствующие взвешивающие коэффициенты Wт:

Взвешивающие коэффициенты Wт характеризуют отношение риска облучения данного органа или ткани к суммарному риску при равномерном облучении всего тела. Они позволяют выровнять риск облучения вне зависимости от равномерности облучения тела человека.

Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) рекомендованы следующие значения взвешивающих коэффициентов для различных органов и тканей человека:

. половые железы - 0.25;

. молочная железа - 0.15;

. красный костный мозг - 0.12;

. легкие - 0.12;

. щитовидная железа - 0.03;

. поверхность кости - 0.03;

. желудок - 0.06;

. все остальные органы - 0.3.

Сумма взвешивающих коэффициентов для всего организма равна 1.

Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-76/87 устанавливаются три группы критических органов:

1. Все тело, гонады, красный костный мозг;

2. Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно - кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза;

3. Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени, стопы.

Для каждой группы критических органов устанавливаются различные предельно допустимые эквивалентные дозы (ПДД) для профессионалов, непосредственно работающих с источниками ионизирующих излучений, ( категория А) или пределы дозы (ПД) для ограниченной части населения, которое по условиям проживания или профессиональной деятельности может подвергаться воздействию ионизирующих излучений, (категория Б) за календарный год. Для первой группы критических органов эти величины имеют наименьшие значения, а для третьей - наибольшие.

Коллективная эквивалентная доза (Нкол) - это сумма индивидуальных эквивалентных доз у данной группы людей умноженных на число людей в этой группе:

где:    Рi - число лиц в данной группе, получивших эквивалентную дозу Нi.

Коллективная эквивалентная доза выражается в человеко-зивертах или человеко-бэрах: 1чел.-Зв = 100 чел.- бэр.

Все отдаленные последствия воздействия ионизирующих излучений на людей ( онкологические, мутагенные ) носят случайный характер и их вероятность рассчитывается исходя из величины коллективной эквивалентной дозы.

);

2. Ход работы:

2.1. Краткая характеристика приборов:

Дозиметр Родекспредназначен для измерения мощности полевой эквивалентной дозы и величины полевой эквивалентной дозы гамма-излучения.

Прибор РКСБ-104 предназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых ирабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:

  1.  мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;
  2.  плотности потока бета-излучения с поверхности;
  3.  удельной активности бета-излучающих радионуклидов в веществах;
  4.  звуковой сигнализации при превышении порогового значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, установленного потребителем.

Основные технические данные и характеристики.

1. Диапазон измерений мощности полевой эквивалентной дозы гамма-

излучения - 0.1 - 99.99 мкЗв/ч.

2. Диапазон измерений плотности потока бета-излучения с поверхности - 0.1 -99.99 1/(с×см2) или 6 - 6000 1/(мин×см2).

3. Диапазон измерений удельной активности бета-излучающих радионуклидов - 2×103 - 2×106Бк/кг или 5.4×10-8 - 5.4×10-5Ки/кг.

4. Диапазон энергии регистрируемых излучений:

бета-излучения - 0.5 - 3.0 МэВ;

гамма-излучения - 0.06 - 1.25 МэВ.

5. Пределы допускаемых значений основной погрешности измерений:

мощности полевой эквивалентной дозы - до 40 %;

плотности потока бета-излучения - до 60 %;

удельной активности - до 60 %.

6. Время измерения:

мощности полевой эквивалентной дозы - 28 или 280 секунд;

плотности потока бета-излучения - 18 или 180 секунд;

удельной активности - 40 или 400 секунд.

Исходные данные:входная дверь (ауд. 403);

2.2 Порядок проведения измерений

2.2.1 Прибором ДКГ-105:

- подготовить прибор к работе;

- после прекращения пульсаций показаний величины МЭД (через 4-6мин) снять показание прибора в мкЗв/ч и занести в таблицу 1

- повторить предыдущий пункт 3 раза (сделать 4 измерения).

2.2.2 Прибором РКСБ-104:

- подготовить прибор к работе (для чего снять заднюю крышку-фильтр и установить движки кодового переключателя в соответствии с рис.6)

- тумблера на передней панели прибора поставить: S1-вверх, S2-вверх, S3-вверх;

- значащую часть, появившегося через 28сек четырехразрядного числа умножить на пересчетный коэффициент 0,01(получим результат в мкЗв/ч) и занести в таблицу 1;

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

Таблица 1 -Результаты измерений мощности полевой эквивалентной зоны

№п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

Радекс, мкЗв/час

0,15

0,14

0,14

0,12

0,12

0,11

0,13

0,14

РКСБ-104,мкЗв/час

0,15

0,19

0,16

0,21

0,19

0,20

0,15

0,14

Статистическая обработка данных

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

RДКГ-105 =0,15 – 0,11 = 0,04;

RРКСБ 104 =0,21 – 0,14 = 0,07;

QДКГ-105=0,25;

Т.к. Qтаб.= 0.48, при Р=0,95, n=8, то все значения оставляем.

QРКСБ-104=0,14;

Т.к. Qтаб. =0.48, при Р=0,95, n=8, то все значения оставляем.

1.Среднее значение.

=0,13; или Радекс?

=0,18.

где: Хi - каждый значимый результат;

 n - количество значимых результатов.

2. Среднеквадратичное отклонение.

или Радекс?

;

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

3.Доверительный интервал.

t1(при n-1=3)=3,18;

t2(при n-1=7)=2,36 - коэффициент нормированных отклонений

; или Радекс?

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

,

 далее расчеты где?

4.Погрешность измерений.

,

где : t - коэффициент нормированных отклонений ,

S - стандартное отклонение ,

                   n - число измерений .

Вывод: В работе измерялась мощность полевой эквивалентной дозыв установленной точке (первое окно,ауд.№403) получены следующие результаты:

РКСБ-104 - 1=

ДКГ-105- 2=–норма (0,10—0,20мкЗв/ч)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27812. ПРОГРАММА РАБОТЫ С ДЕТЬМИ « ГРУППЫ РИСКА» 26.41 KB
  Известно что каждый человек стремиться реализовать свой потенциал постоянно совершенствоваться найти свое место в жизни. В настоящее время наблюдаются положительные тенденции в экономической жизни региона в оздоровлении общества. Еще недавняя нестабильность экономики бытовые неурядицы недостаточный уровень семейного воспитания а порой и полное его отсутствие нездоровый образ жизни в социуме привели к таким явлениям как обнищание отдельных семей асоциальное поведение детей и взрослых безработица низкий уровень этического...
27813. Особенности оказания помощи с помощью телефона доверия 23.5 KB
  К заочным формам помощи относится общение с ребенком и окружающими его людьми посредством переписки или телефонного разговора. К учреждениям использующим заочные формы оказания помощи относятся информационные службы и телефоны доверия в том числе специализированные информационноконсультативные службы для детейинвалидов наркоманов алкоголиков и др. Деятельность телефона доверия заключается в оказании детям и их родителям лицам их заменяющим экстренной консультативнопсихологической помощи по телефону в том числе в случаях жестокого...
27814. Процессы дифференциации и интеграции в географии 44 KB
  и интеграции объединения отдельных разделов отраслей подотраслей учений и теорий науки в одно целое образование их единства. Науковеды выделяют в числе внутренних законов развития науки закон дифференциации каждая новая ступень развития наук зависит от более совершенных методов исследования и ведет к расщеплению фундаментальных наук на разделы изучающие свой круг объектов и закон интеграции каждое новое открытие сопровождается новыми знаниями и требует широкого аспекта смежных исследований. Процесс дифференциации науки...
27815. Телекоммуникации и ГИС 55 KB
  Образ всемирной паутины оказался довольно удачным карты словно вплетены в сеть линий связи опутывающих земной шар. Более сложные тематические карты требуют обращения в Веб для целенаправленного поиска источников подбора слоев их последующего совмещения и комбинирования управления разными базами данных выполнения процедур генерализации и классификации выбора способов изображения и т. Карты и атласы в компьютерных сетях Все карты атласы аэро и космические снимки обращающиеся в Интернете подразделяются на четыре большие группы: ...
27816. Картографическая семиотика. Условные знаки, их виды и функции 46.5 KB
  На стыке картографии и семиотики лингвистической науки исследующей свойства знаков и знаковых систем сформировался особый раздел картографическая семиотика картосемиотика в рамках которой разрабатывается общая теория систем картографических знаков как языка карты. Семиотика включает три основных раздела: синтактику семантику и прагматику соответственно эти разделы существуют и в картографической семиотике: картографическая синтактика изучает правила построения и употребления знаковых систем их структурные свойства грамматику...
27817. Научно-технические приемы анализа картографического изображения 48 KB
  Широкое использование картографического метода исследования в разных отраслях знания привело к возникновению множества приемов анализа карт в разработке которых активное участие принимали картографы географы геологи геофизики математики экономисты. Издавна широко использовались картометрия и морфометрия позднее активное развитие получили приемы математического анализа и математической статистики теории вероятности. В наши дни все методы математики так или иначе испытываются для анализа картографического изображения.
27818. Понятие о карте. Цифровая, компьютерная и электронная карты 43 KB
  Цифровая компьютерная и электронная карты Картой называют уменьшенное изображение на плоскости горизонтальных проекций контуров и рельефа значительных участков земной поверхности' на плоскости с учетом влияния кривизны Земли: В связи с тем что сферическую поверхность Земли нельзя изобразить на плоскости без искажений последняя на карте представляется с искажениями степень которых сводится к разумному минимуму путем использования специальных картографических проекций. Планом называют уменьшенное и подобное изображение на плоскости...
27819. Функции муниципального управления 23.41 KB
  В компетенцию поселения входит обеспечение малоимущих граждан жильем организация муниципального жилищного фонда и создание условий для жилищного строительства. Организация ритуальных услуг и содержание мест захоронения. В их компетенцию входит содержание и строительство автомобильных дорог между населенными пунктами за исключением дорог федерального и регионального значения организация транспортного обслуживания между поселениями. В компетенцию муниципального района входит организация предоставления общедоступного и бесплатного начального...
27820. Сущность и принципы региональной политики 17.17 KB
  законодательно оформленная система правовых организационных институциональных и финансовоэкономических мер определяющих деятельность органов государственной власти субъектов органов местного самоуправления объединений бизнеса и иных институтов гражданского общества направленная на достижение целей и решение задач политического экономического и социального развития регионов в соответствии с основными направлениями внутренней и внешней политики госва. Региональная политика Чистобаев деятельность по управлению политическим...