Порядок виконання роботи. Частина 1. Вивчення залежності інтенсивності γ- випромінювання від відстані, визначення кратності зниження дози за рахунок установки захисту

Частина 1. Вивчення залежності інтенсивності γ- випромінювання від відстані, визначення кратності зниження дози за рахунок установки захисту, розрахунок потужності дози в зоні дії пучка γ-випромінювання.

Рис. 2. Схема експериментальної установки. 1- дозиметр типу СРП-68; 2- тонка пластина захисту; 3- свинцевий захист; 4- джерело - випромінювання; 5- лічильник.

Установка показана на рисунку 2. На рейковій підставці встановлено джерело радіоактивного випромінювання 4 в свинцевому захисті 3. Детектор випромінювання складається з сцинціляційного детектора 1 та лічильника 5. Відстань між джерелом і детектором може змінюватися шляхом пересування джерела випромінювання в свинцевому захисті уздовж рейкової підставки. Відстань R визначається за шкалою, поміщеною на рейковій підставці. З формувача імпульси поступають на вхід лічільного приладу 5. Лічільний прилад служить для рахунку імпульсів.

Кожен вимір треба робити кілька разів з вказаною статистичною точністю. Вимір швидкості рахунку фону робиться при джерелі, закритому заглушкою, і максимальній відстані між джерелом і детектором.

Завдання 1. Вивчення залежності інтенсивності - випромінювання від відстані між джерелом і детектором. Виміряти фон установки . Виміри робити із статистичною похибкою не більше 5%. Потім виміряти швидкість рахунку при різних відстанях R від джерела до детектора. Відстань змінювати шляхом пересування блоку з джерелом. З всіх показів відняти фон установки. Результати вимірів (з вказівкою похибок) представити в таблиці:

R,см	,	,

Побудувати графіки функцій і і вказати похибки і . Пояснити залежності обох функцій від відстані R.

Завдання 2. Визначення кратності зниження дози за рахунок установки захисту. Виміряти швидкість рахунку без захисту, потім закрити джерело тонким поглиначем і знову виміряти швидкість рахунку. Виміри робити із статистичною точністю 2-3%. Із показів відняти фон. Відношення отриманих величин дає кратність зниження дози за рахунок установки захисту. Обчислити похибку результату. Зробити теоретичний розрахунок по формулі (8). Значення коефіцієнта узяти з графіка. Порівняти величини зниження дози, отримані з експерименту і розрахунку. В межах похибки експерименту результати повинні збігтися.

Завдання 3. Розрахунок потужності дози в зоні дії пучка - випромінювання радіоактивного препарату. Провести обчислення за формулою (11). Значення величини узяти з таблиці. 5, а активність препарату обчислити за допомогою методу рахунку з фіксованим тілесним кутом (формула (12), значення ефективності реєстрації визначити по рисунку 3).

За потужностю дози визначити, яку дозу отримає експериментатор за 6-ти годинний робочий день, працюючи в зоні дії -випромінювання від даного препарату. Порівняти це значення дози з гранично допустимою дозою опромінення, приведеною в першому розділі, і з рівнем природного фону, який викликаний космічним випромінюванням, можливою наявністю невеликої кількості радону в повітрі і -випромінюванням природного радіоактивного нукліда ⁴⁰К, який присутній в навколишньому середовищі. Рівень фону складає в більшості регіонів 100-200 нЗв/год, що близько до 10-20 мкР/год.

Звіт повинен також містити блок-схему установки, значення енергії гамма-променів і ефективності детектора, використані для обчислень і активність радіоактивного джерела в одиницях системи СІ і в позасистемних одиницях Кюрі.

Частина 2. Вимірювання активності р/а препарату методом - -збігів.

У цій частині роботи можна скористатися установкою, змальованою на рис. 1, з тією лише різницею, що два детектора є сцинцилюючими і реєструють - -збіги. Як джерело випромінювання використовується один з радіоактивних препаратів: ²⁴Nа або ⁶⁰Со.

При вимірюванні швидкості рахунку детекторів окремо, час вимірів повинен складати не менше 100 секунд. Вимірювання швидкості рахунку збігів повинно проводитися за проміжок часу не менше 1000 секунд.

Перемістіть джерело радіоактивного випромінювання за свинцевий захист. Вимірітьяйте фон першого і другого детекторів (без джерела) і швидкість рахунку збігів.

Помістіть джерело радіоактивного випромінювання між детекторами і виміряйте швидкість рахунку першого і другого детектора. Потім проведіть вимірювання швидкості рахунку збігів.

Приберіть джерело радіоактивного випромінювання і повторіть вимірювання фону.

При обчисленні активності радіоактивного препарату не забудьте врахувати випадкові збіги.

Звіт повинен містити блок-схему установки, таблицю вимірів, значення швидкості рахунку випадкових збігів N_вип, обумовлену дозволеним часом схеми збігів і значення активності радіоактивного препарату в одиницях системи СІ і в позасистемних одиницях Кюрі.

Контрольні запитання:

1. Що таке доза? Одиниці, в яких вимірюються доза і потужність дози.

2. Визначення одиниці дози опромінення рентген.

3. Що таке 1 Грей і 1 Зіверт?

4. Дія іонізуючих випромінювань на біологічні об'єкти.

5. Коефіцієнти якості (вагові коефіцієнти). Їх фізичний зміст. Приклади значень коефіцієнтів якості.

6. Що таке еквівалентна і ефективна дози?

7. Річні дозові межі для населення і для персоналу, що працює з іонізуючим випромінюванням (групи А і Б).

8. Фонове опромінення. Джерела фонового опромінення в природі.

9. Дозиметрія гамма-випромінювання. Що таке іонізаційна стала?

10. Дозиметрія бета-випромінювання.

11. Дозиметрія альфа-частинок і протонів.

12. Схема експериментальної установки для вивчення залежності дози гамма-випромінювання від відстані. Методика експерименту і обробки даних. Облік фону.

13. Розрахунок потужності дози в зоні дії пучка гамма-променів. Формули.

14. Визначення кратності зниження дози за рахунок захисту. Формули.

15. Що таке активність радіоактивного препарату і в яких одиницях вона вимірюється? Методи визначення активності радіоактивних препаратів.

16. Блок-схема установки для визначення активності джерела методом збігів. Методика експерименту і обробки даних. Облік фону і випадкових збігів.

Література:

1. Нормы радиационой безопасности НРБ-99, Минздрав России, Москва, 1999

2. В.А.Кутьков. Современная система дозиметрических величин. В журнале «Аппаратура и новости радиационных измерений», №1, стр.4-17, 2000

3. И.И.Гуревич, В.П.Протасов. Нейтронная физика, М., Энергоатомиздат, 1997

4. А.А.Моисеев, В.И.Иванов. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. М. 1990

5. В.П.Машкович. Защита от ионизирующих излучений. Энергоатомиздат, 1982

6. Н.Г.Гусев, П.П.Дмитриев. Квантовое излучение радиоактивных нуклидов. М., Атомиздат. 1977

7. В.Ф.Козлов. Справочник по радиационой безопасности. М. Атомиздат 1977.

Рис. 3. Залежність ефективності реєстрації -детектора з кристалом NaJ(Tl) (висота h=45мм, діаметер =45мм) від енергії -променів.