Назва роботи: Визначення потужності експозиційної дози
Предметна область: Фізика
Опис: Лабораторна робота № 1. Визначення потужності експозиційної дози. Мета роботи: вивчити характеристики дозиметричного приладу АНРИ 0102 Сосна і навчитися з його допомогою вимірювати потужність експозиційної дози. 1. Теоретична частина Експозиційна доза це відно
Розмір файлу: 76.16 KB
Роботу скачали: 23 чол.
Лабораторна робота № 1.
Визначення потужності експозиційної дози.
Мета роботи: вивчити характеристики дозиметричного приладу АНРИ 01-02 «Сосна», і навчитися, з його допомогою вимірювати потужність експозиційної дози.
1. Теоретична частина
Експозиційна доза - це відношення приросту сумарного заряду всіх іонів одного знака, що виникають в повітрі при повному гальмуванні електронів і позитронів, які спочатку були утворені фотонами гамма-випромінювання в елементарному об'ємі повітря до маси повітря в цьому обсязі:
Відмінні риси експозиційної дози полягають в тому, що вона визначається тільки в повітрі і утворюється під дією тільки гамма-випромінювання.
Системна (СІ) одиниця експозиційної дози - 1 Кл / кг (кулон на кілограм), позасистемна одиниця - 1 Р (рентген).
1 Кл / кг = 3.88 10 3 Р.
Потужність експозиційної дози - це відношення приросту експозиційної дози за інтервал часу до цього інтервалу часу:
Потужність експозиційної дози зазвичай виражається у позасистемних одиницях - Р / ч (рентген на годину), мР / год (мілірентген на годину), мкР / год (мікрорентген на годину).
1 Р / год = 10 3 мР / г = 10 6 мкР / год; 1 мР / год = 10 3 мкР / год.
Системними одиницями потужності експозиційної дози є 1А / кг (ампер на кілограм):
1 А / кг = 1.0810 7 Р / ч = 1.0810 13 мкР / год.
Прилади, які призначені для вимірювання дози або потужності дози іонізуючого випромінювання, називаються дозиметрами.
Більшість дозиметрів визначають потужність експозиційної дози. Вимірявши потужність експозиційної дози, можна розрахувати величину експозиційної дози за будь-який інтервал часу:
Експозиційна доза, яка створюється природними джерелами, утворює природний фон на всій поверхні земної кулі.
Природний фон випромінювання - це доза іонізуючого випромінювання, що створюється космічним випромінюванням і випромінюванням природно розподілених природних радіоактивних елементів.
Космічне випромінювання, яке постійно впливає на атмосферу Землі, називається первинним. У складі первинного космічного випромінювання виявлено близько 200 різних видів елементарних частинок, альфа-частинки, осколки легких ядер і фотони з енергіями до 10 12 МеВ.
Космічне випромінювання, яке досягає поверхні Землі після взаємодії з атмосферою, називається вторинним і складається з гамма-фотонів з енергією до 3 МеВ. Інша енергія первинного космічного випромінювання витрачається на іонізацію верхніх шарів атмосфери.
Природними радіоактивними речовинами вважають ті, які утворилися і постійно знову утворюються без участі людини. В першу чергу це довгоживучі (з великим періодом напіврозпаду) радіоактивні елементи, що утворилися одночасно з утворенням Землі: калій - 40 (період напіврозпаду 1,3 ∙ 10 9 років), кальцій - 48 (період напіврозпаду 2 ∙ 10 16 років), рубідій - 87 (період напіврозпаду 6,2 ∙ 10 10 років), олово - 124 (період напіврозпаду 2 ∙ 10 17 років), телур - 130 (період напіврозпаду 1 ∙ 10 21 лет), лантан - 138 (період напіврозпаду 2 ∙ 10 11 років), вісмут-209 (період напіврозпаду 3 ∙ 10 17 років), торій - 232 (період напіврозпаду 1,4 ∙ 10 10 років), уран - 235 (період напіврозпаду 1,13 ∙ 10 8 років), уран - 238 ( період напіврозпаду 4,5 10 9 років), всього 23 елемента.
Торій - 232, уран - 235, уран - 238 є родоначальниками трьох природних радіоактивних сімейств (торію, актинія і урану), в які входять 45 радіонуклідів, що утворюються в результаті послідовних альфа- і бета-розпадів, з періодами напіврозпаду від 3 ∙ 10 - 7 секунди (астат -216) до 2.5 ∙ 10 5 років (уран - 234). Кінцевим елементом у всіх трьох родинах є стабільні ізотопи свинцю - 206, 207, 208.
До природним радіоактивним елементам ставляться також радіонукліди, що утворюються у верхніх шарах атмосфери під дією первинного космічного випромінювання: вуглець - 14, сірка - 35, хлор - 36, тритій (водень - 3), кисень - 18.
В даний час відомо більше 100 природних радіонуклідів. Оскільки за хімічними властивостями радіоізотопи не відрізняються від стабільних, вони виявляються в рослинах, а також організмах тварин і людини.
Починаючи з 1934 року, крім природних ізотопів, були отримані штучні радіонукліди, які утворюються при бомбардуванні стабільних ядер альфа-частинками або нейтронами в ядерних реакторах, а також в результаті ядерних вибухів. Штучним шляхом створені радіоізотопи всіх відомих елементів.
У зв'язку з цим утворюється радіаційний фон, який відрізняється від природного.
Фон - це доза іонізуючого випромінювання, що створюється природним фоном і випромінюванням сторонніх джерел.
У глобальному масштабі сторонніми джерелами є штучні радіонукліди, які були викинуті в навколишнє середовище в результаті випробувань ядерної зброї.
У будь-якому приміщенні вимірюється фон, тому що там сторонніми джерелами є продукти розпаду природних ізотопів, що містяться в будівельних матеріалах, тобто в результаті діяльності людини відбувається накопичення радіоізотопів в приміщенні або поблизу будівель і споруд. Крім того будівельні конструкції частково екранують природний фон. Фон в приміщенні, отже, може бути як більше, так і менше природного.
Природний фон визначається не ближче 200 метрів до будь-яких будівель і споруд.
Природне фонове значення потужності експозиційної дози для Білорусі становить 10-15 мкР / год.
2.1 Коротка характеристика приладів:
Дозиметр побутовий "Майстер-1" призначений для використання населенням з метою контролю радіаційної обстановки на місцевості в робочих і житлових приміщеннях.
Прилад вимірює потужність експозиційної дози в діапазоні від 10 до
Основна похибка вимірювання потужності становить 30%.
Час визначення потужності експозиційної дози становить 36 се -
Загальний вигляд приладу "Майстер-1" наведено на малюнку 1.
1. Кліпса - контакт. призначена для включення живлення приладу.
2. Табло індикатора.
3. Кнопка "ПУСК" для включення вимірювань.
Малюнок 1. Загальний вигляд приладу "Майстер-1".
Дозімерт - радіометр побутовий АНРИ -01-02 "СОСНА" призначений для індивідуального використання населенням з метою контролю радіаційної обстановки на місцевості. в житлових і робочих приміщеннях. в тому числі.
вимірювання потужності експозиційної дози гамма - випромінювання;
вимірювання щільності потоку бета - випромінювання з поверхонь;
оцінки об'ємної активності бета - випромінюючих радіонуклідів в рідких і твердих речовинах.
1. Цифрове жидкокристаллическое табло.
2. Вимикач живлення.
3. Перемикач режимів роботи.
4. Кнопка "КОНТР" - контролю працездатності приладу.
5. Кнопка "ПУСК" - включення вимірювання.
6. Кнопка "СТОП" - виключення вимірювань в режимі роботи "Т".
7. Задня кришка приладу.
8. Фіксатор задньої кришки приладу.
Малюнок 2. Загальний вид приладу АНРИ -01-02 "Сосна".
2.2 Порядок проведення вимірювань
2.2.1 Приладом «Сосна»:
- підготувати прилад до роботи;
- встановити режим «МД»;
- включити прилад і провести контроль;
- натиснути короткочасно кн. «Пуск», і через 20-25сек зняти показання приладу в мР / год помножити його на 1000 і занести в таблицю 1
- повторити попередній пункт 7 раз (зробити 8 вимірювань).
2.2.2 Приладом «Майстер-1»:
-включити прилад. для чого звільнити кліпсу - контакт (поз .1 на рис .1) від ізоляційного матеріалу.
- для проведення вимірювання натисніть кнопку "Пуск" (поз .3 на рис .1). при цьому на цифровому табло повинні з'явитися цифри 0.00. а праворуч від цифр миготливий знак "СЧ".
- через 36 секунд рахунок імпульсів припиняється. на табло встановлюється число. яке потрібно помножити на 100, щоб отримати значення потужності експозиційної дози в мікрорентгенах на годину (мкР / год).
- повторити вимірювання 8 разів. натискаючи кнопку "Пуск" після завершення чергового підрахунку імпульсів.
- отримані результати занести в таблицю 1.
Таблиця 1 - Результати вимірювань потужність експозиційної дози
1.Оценка значущості результатів.
де: X 1 - сумнівний результат;
X 2 - результат, який найближче до X 1 за значенням;
R - розмах варіювання - різниця між граничними значеннями визначається величини, тобто максимальним і мінімальним значеннями.
# 150; залишаємо, # 150; залишаємо,
Для Р = 0.95 і n = 8, Q табл = 0,48.
де: Х i - кожен значущий результат;
n - кількість значущих результатів.
3. Середньоквадратичне відхилення.
де: Хi - кожне виміряне значення; Х - середнє значення; n - число вимірювань.
4. Визначаємо критерій Фішера (F-критерію) за формулою:
далі розрахунки де?