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

23382. Определение ускорения свободного падения при помощи физического маятника 664 KB
  Китаева Определение ускорения свободного падения при помощи физического маятника Методические указания к выполнению лабораторной работы № 14 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Цель работы: определение ускорения свободного падения при помощи физического маятника. Запишем основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси : 6 где момент инерции физического маятника...
23383. Определение коэффициента динамической вязкости воздуха 535 KB
  Нехаенко Определение коэффициента динамической вязкости воздуха Методические указания к выполнению лабораторной работы № 15 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Цель работы заключается в определении коэффициента динамической вязкости воздуха методом истечения воздуха через капилляр. Сила внутреннего трения между двумя слоями газа подчиняется закону Ньютона: 1 где коэффициент динамической вязкости газа...
23384. Определение погрешностей при измерении периода колебаний математического маятника 1.3 MB
  Цель работы изучить характер распределения погрешностей прямых измерений и оценить их величину при определении периода колебания математического маятника. В задачу измерений кроме определения измеряемой величины входит оценка допущенных погрешностей. Систематические погрешности обусловлены ограниченной точностью измерительных приборов неточностью метода измерений неточностью изготовления объекта измерений. Оценка случайных погрешностей прямых измерений.
23385. Определение ускорения свободного падения с помощью прибора (машины) Атвуда 653 KB
  Прибор Атвуда предназначен для изучения прямолинейного равномерного и равномерноускоренного движения а в частности для определения ускорения свободного падения тел. 1 закон Ньютона: любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состоянии то есть: если 1 где равнодействующая всех сил действующих на тело. Запишем II закон Ньютона в виде:...
23386. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости 276 KB
  Нехаенко Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости Методические указания к выполнению лабораторной работы № 3 по курсу молекулярной физики. Каждая молекула жидкости в течение некоторого времени колеблется около определённого положения равновесия после чего скачком переходит в новое положение отстоящее от исходного на расстоянии порядка межатомного. На молекулу жидкости со стороны окружающих её молекул действуют силы взаимного притяжения которые с расстоянием быстро убывают. Выделим внутри жидкости какуюлибо молекулу А...
23387. Экспериментальное определение момента инерции маятника Максвелла 433 KB
  Определение момента инерции маятника Максвелла Методические указания к выполнению лабораторной работы № 4 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Целью данной работы является экспериментальное определение момента инерции маятника Максвелла. Момент инерции тела относительно заданной оси и угловая скорость позволяют вычислить кинетическую энергию вращательного движения этого тела: 5 Экспериментальное...
23388. Определение логарифмического декремента затухания и коэффициента затухания колебательной системы 246 KB
  Во всех реальных колебательных системах энергия колебаний расходуется на работу против сил сопротивления и сил внутреннего трения что является причиной затухания свободных колебаний. Тогда основное уравнение динамики поступательного движения колебательной системы в проекции на ось ОХ имеет вид: или 1 1 дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний где где коэффициент затухания. Решением дифференциального...
23389. ПОВЕРКА ЭЛЕКРОННОГО АВТОМАТЧЕСКОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА КАЛИБРАТОРОМ ИКСУ-2000 68.86 KB
  Уравнение равновесия компенсационной схемы: Ext=RбmRпрIвв–RмIнв Rпр=RRшRп RRшRп; m – доля приведенного сопротивления; Iвв – ток верхней ветви; Iнв – ток нижней ветви; Схема работы ИКСУ2000 В режиме измерений: ЭКРАН Микропроцессорный модуль Цифровая величина Аналоговая величина АЦП ПЭВМ В режиме воспроизведения: Выходные клеммы клавиатура Аналоговая величина АЦП Цифровая величина Микропроцессорный модуль ПЭВМ.
23390. ПОВЕРКА ЭЛЕКТРОННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИОМЕТРА 69.27 KB
  max=[Δ1;2max EkEн]100 Vприв.max=[E2E1max EkEн]100 γprmax=11.596 εprmax=6.