close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Кузьменко Сысуев 2 (2)

код для вставкиСкачать
Московский инженерно физический институт
(государственный университет)
Отчет по лабораторной работе №2
"Измерение активности источника ионизирующего излучения"
Выполнили: студенты группы Ф09-02а
Кузьменко Алексей
Сысуев Сергей
Проверил:
Москва
2008
Цель работы: определение активности источника  - излучения абсолютным методом, приобретение опыта работы с радиометрической аппаратурой.
1.Введение.
Одной из задач радиационной безопасности является определение активности радионуклидных источников,
Для оценки скорости распада радиоактивного изотопа в конкретном образце вводят понятие активности. Активностью источника (образца) называется число самопроизвольных ядерных превращений за единицу времени
Единица измерения активности - Беккерель ( Бк ). 1 Бк - активность такого источника, в котором происходит 1 ядерное превращение за секунду. Внесистемная единица активности Кюри (Ku), 1 Ku = 3.700*1010 Бк.
Активность источника, как и число радиоактивных ядер, изменяется по закону радиоактивного распада
,
где А0 - начальная активность источника. ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОСТИ β-ИСТОЧНИКОВ
Схема установки для измерения активности приведена на рисунке 1. Для уменьшения влияния космического излучения и излучения других источников естественного радиационного фона детектор (счетчик) и источник помещены в свинцовый "домик".
Определение активности радионуклидных источников основано на регистрации испускаемых ими ионизирующих частиц с помощью различных детекторов (газоразрядных, сцинтилляционных, полупроводниковых и др.). Чтобы определить активность источника по числу зарегистрированных импульсов, необходимо знать какая доля испускаемых им частиц регистрируется установкой и какая доля зарегистрированных импульсов является ложной. Для этого необходимо учитывать следующие факторы:
1. мертвое время счетчика и счетной установки;
2. фон счетчика, включая самопроизвольные (ложные) импульсы;
3. эффективность счетчика;
4. воспроизводимость показаний;
5. значение телесного угла, под которым счетчик виден из препарата
6. поглощение и рассеяние -излучения по пути в чувствительный объем счетчика;
7. обратное рассеяние -излучения от подложки препарата;
8. самопоглощение и саморассеяние -излучения в препарате;
9. схему распада изотопа;
10. статистические и другие ошибки измерений.
С учетом этих факторов формулу для расчета активности можно записать в следующем виде
, расп./с, (6)
где A - активность препарата расп./с; N - скорость счета в присутствии препарата, имп./с; Nф - скорость счета обусловленная фоном, имп./с; p, pф - поправки на разрешающее время измерительной установки при измерении N и Nф соответственно; K - полная эффективность измерительной установки, имп./ расп. Эффективность установки зависит от геометрии измерений и параметров источника
, (7) здесь l - число радионуклидов в источнике; mi - число парциальных -спектров у i - го нуклида, включая электроны конверсии, если они имеются; - поправка на телесный угол (геометрию измерений ); - относительная активность i - го нуклида в источнике; nij - поправка на схему распада, -част./расп.; sij - поправка на самопоглощение и саморассеяние -частиц в веществе источника; qij - поправка на обратное рассеяние -частиц от подложки источника;fij - поправка на поглощение β-частиц на пути от источника до рабочего объема счетчика;εij -поправка на эффективность регистрации -частиц счетчиком, имп./-част.
2. Выполнение работы.
Была измерена скорость фоновых импульсов. Для этого источник был выведен из "домика", который затем закрыли. Проведено три измерения с продолжительностью счета 100 секунд. Затем источник был помещен обратно в "домик" на расстоянии 6 см. Проведено еще три измерения скорости счета при длительности измерения 100 секунд. Данные проведенных измерений занесены в таблицу 1.
Таблица 1. Данные по измерению скорости счета.
№ измеренияSф(фон)S( - частиц )t=100ct=100c114860214844317825Среднее значение=15=843Ср. скорость счетаS,c-1=0.15S,c-1=8,43 Затем проведено измерение скорости счета в зависимости от толщины алюминиевой фольги на пути потока -частиц. В течении 100 секунд измерялась скорость счета для различного количества алюминиевых пластин. Эксперимент проводился до суммарной толщины пластин 2.4 мм. Данные занесены в таблицу 2.
Таблица 2. Скорость счета при различных толщинах пластин.
Толщина
поглотителя, мм.0,20,40,81,21,62,02,4S1 , имп/100c4633191971411015748S,c-14,633,191,971,411,010,570,48
1) По данным таблицы 2 определялся поправочный коэффициент f - поправка на поглощение β-частиц на пути от источника до рабочего объема счетчика. Для этого строился график зависимости логарифма скорости счета за вычетом фона от толщины поглотителя (рисунок 1). Затем была найдена суммарная толщина слюдяного окна, слоя воздуха и фольги, закрывающей препарат:
d=(d*)слюда+(d*)воздух+(d*)фольга=3+(3,5 см*1.3 гр/см3)+30=37.5 гр/см2.
На этом расстоянии была построена ось на рис. 1. Затем было определена точка пересечения графика N(h) c построенной осью. Эта точка показывает скорость счета установки без дополнительного поглощения в воздухе, слюде, фольге. Из рисунка следует, что это число равно N=3.86. В условиях счета импульсов без алюминиевых пластин, помещенных между источником и детектором, прибор показал следующее значение: N0=1.95 имп/сек. Таким образом, поправка на поглощение: f= N0/N=1.95/3.86=0.5.
Рис. 1. График зависимости скорости счета от толщины поглотителя.
2) Определена поправка на телесный угол (геометрию измерений):
Для точечного препарата, расположенного на продолжении оси счетчика поправка на телесный угол
, (10)
где h - расстояние от препарата до счетчика, r - радиус входного окна счетчика.
=1/2*(1-6/(0.64+36))=0.0044
3) Определены поправочные коэффициенты для  - частиц стронция и иттрия. Поправка на обратное рассеяние зависит от энергии -частиц, материала и толщины подложки, на которой расположен препарат. Для используемого в работе препарата значение q можно найти из таблицы
E , МэВ0,60,70,81,01,021,41,82,5q1,181,201,211,231,251,271,281,3 Таким образом, для стронция qsr=1.17, для иттрия qy=1.29
4) Относительная активность нуклидов:
ay=y/sr*(1+y/sr)=Ty/Tsr*(1+Ty/Tsr)=68.4/2.5e5*(1+68.4/2.5e5)=0.27e-3. Таким образом, активностью иттрия по сравнению с активностью стронция можно пренебречь и считать, что:asr =1, а ay=0. Тогда эффективность счета установки К:
К=0.0044*0.5*(1.17+1.29)*1=0.0054
5) С учетом данных таблицы 1 рассчитана поправка на разрешающее время измерительной установки. Оно оказалось близко к единице: p=1.01.
6) Рассчитана активность источника  - частиц: А=Аэксп/К=30.6/0.0054=5667 имп/сек.
7) Затем рассчитана плотность потока частиц от препарата на заданном расстоянии R=25 см по формуле: где - линейные коэффициенты ослабления потока  - частиц в воздухе
4R2=4*3.14*625=7854 см2
=0.5*5667*[exp(-0.065*25)+exp(-0.0053*25)]/7854=0.39 част/(см-2*с-1)
8) Рассчитана эквивалентная доза излучения, создаваемая источником за годовой период рабочего времени на расстоянии R=25 см по формуле:
Здесь - усредненные по спектру  - частиц потери энергии в биологической ткани:
t = 1700 час - годовой фонд рабочего времени .
К = 1 - коэффициент качества  -излучения, 1,610-13 - переводной коэффициент (1 МэВ = 1,610-13 Дж);
3600 - количество секунд в одном часе;
Н=0.5*0.39*(0.37+0.23)*(1.6e-13)*1700*3600*1=9.3*10-8 Зв= 11.5*10-6 бэр. Заключение.
В данной лабораторной работе проводилось определение активности источника  - излучения абсолютным методом. С помощью установки было определено число импульсов поступающих от источника. Затем, с целью определения поправочного коэффициента на поглощение электронов в слоях воздуха (который заключен между детектором и источником), слоя слюды, покрывающего детектор, тонкого слоя алюминия, покрывающего источник, была определена также скорость счета для случая, когда между детектором и источником располагается слой поглотителя (измерения проводились при нескольких толщинах). На основе этих данных, а также характеристик источника, геометрии эксперимента, была определена эффективность счета установки: К=0.0054. Была определена активность источника: А=5667 имп/сек.
Затем теоретически рассчитана плотность эквивалентная доза излучения, создаваемая источником за годовой период рабочего времени на расстоянии R=25 см: Н=11.5*10-8 Зв. Эта доза является вполне допустимой.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
12
Размер файла
102 Кб
Теги
кузьменко, сысуев
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа