Ковчур С.Г. и др. Основы радиационной безопасности

Подождите немного. Документ загружается.

3. Установить на место крышку-фильтр.

4. Перевести органы управления прибора тумблера S2 и S3 в верхнее положе-

ние (“MESS” для S2 и “х0.01

х0.01

х200” для S3)

5. Проверить работоспособность измерительной схемы прибора, для чего:

• перевести тумблер S1 (красного цвета) в верхнее положение (“EIN”), при

этом прибор должен начать регистрировать внешний радиационный фон;

Am S 4.8 - “0”

ϕ S 4.7 - “0”

H S 4.6 - “1”

БД S 4.5 - “1”

100 S 4.4 - “1”

200 S 4.3 - “1”

400 S 4.2 - “1”

800 S 4.1 - “1”

1 0

Рисунок 5. Положение движков кодового переключателя.

• через 28 секунд прибор должен выдать прерывистый звуковой сигнал и в

правом нижнем углу табло индикатора должен появиться символ “F”;

• появившееся на табло индикатора 4-х разрядное число необходимо умножить

на пересчетный коэффициент (который указывается тумблером S 3 и состав-

ляет 0.01 при измерениях мощности полевой эквивалентной дозы), что даст

величину в микрозивертах в час (мкЗв/ч);

• выключить прибор, для чего перевести тумблер S1 (красного цвета) в нижнее

положение (“AUS”).

В качестве показаний прибора принимается цифровая величина, которая

является значащей частью 4-х разрядного числа, устанавливающегося на табло

после окончания цикла измерения. Например:

индицируется число 0009, значащая часть - 9;

индицируется число 0019, значащая часть - 19;

индицируется число 0199, значащая часть - 199;

индицируется число 1119, значащая часть - 1119.

Для получения результата измерения конкретной физической величины

значащую часть числа надо умножить на пересчетный коэффициент, указанный

для каждой измеряемой величины и каждого поддиапазона измерений на лице-

вой панели прибора, справа от тумблера S 3. Единицы измерения получаемых

результатов указаны на лицевой панели под таблом индикатора тем же цветом,

что и пересчетные коэффициенты для данной величины.

Работа в режиме измерения мощности полевой эквивалентной дозы

γ-излучения.

• Снять заднюю крышку-фильтр (4) прибора. Для этого необходимо сместить

вниз запирающую защелку (5) и, подав на себя верхнюю часть крышки-

фильтра, извлечь ее осторожным движением вверх.

• Установить движки кодового переключателя S4 следующим образом:

S4.1, S4.3, S4.7, S4.8 в положение “0”;

S4.2, S4.4, S4.5, S4.6 в положение “1”, как показано на рисунке 6.

• Установить на место крышку-фильтр.

• Перевести органы управления прибора тумблера S2 и S3 в верхнее положе-

ние (“MESS” для S2 и “х0.01

х0.01

х200” для S3)

• Перевести тумблер S1 (красного цвета) в верхнее положение (“EIN”);

Am S 4.8 - “0”

ϕ S 4.7 - “0”

H S 4.6 - “1”

БД S 4.5 - “1”

100 S 4.4 - “1”

200 S 4.3 - “0”

400 S 4.2 - “1”

800 S 4.1 - “0”

1 0

Рисунок 6. Положение движков кодового переключателя.

• Через 28 секунд прибор выдаст прерывистый звуковой сигнал и в правом

нижнем углу табло индикатора должен появиться символ “F”;

• Появившееся на табло индикатора 4-х разрядное число необходимо умно-

жить на пересчетный коэффициент (который указывается тумблером S 3 и

составляет 0.01 при измерениях мощности полевой эквивалентной дозы), что

даст величину в микрозивертах в час (мкЗв/ч);

• Время индикации установившегося значения около 14 секунд, за это время

необходимо занести полученный результат в таблицу 7;

• После прекращения звукового сигнала прибор автоматически повторяет из-

мерение, получить 8 результатов и занести их в таблицу 7;

Таблица 7

№

п/п

1 2 3 4 5 6 7 8

Мощность эк-

вивалентной

дозы,

мкЗв/ч

• Выключить прибор, для чего перевести тумблер S1 (красного цвета) в ниж-

нее положение (“AUS”).

• Провести статистическую обработку полученных результатов:

1. Оценить по Q-критерию значимость сомнительных результатов каждого

ряда измерений ( полученных с помощью различных приборов и приведен-

ных в таблицах 6 и 7);

2. Найти средние значения для каждого ряда, учитывая только значимые

результаты;

3. Оценить воспроизводимость значений каждого ряда и найти дисперсии;

4. Найти критерий Фишера и определить относятся ли оба полученных ра-

да значений к одной генеральной совокупности;

5. Оценить надежность средних результатов каждого ряда;

6. Найти среднее значение двух рядов по формуле:

Хср = (Х

1с р

+ Х

2с р

) / 2;

7. Найти погрешности измерения каждого ряда и сравнить их между собой.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Определение плотности потока

бета-излучения с поверхности.

Цель работы: изучить характеристики прибора комбинированного РКС-

107 и научиться измерять плотность потока бета-излучения с поверхности с по-

мощью различных приборов.

Теоретическая часть.

Бета-распадом называется процесс превращения нестабильного ядра в

ядро с тем же массовым числом заряд которого отличается от исходного на

∆z=±1, сопровождаемый испусканием электрона, позитрона или захватом элек-

трона с оболочки атома. Одновременно ядро испускает нейтрино или антиней-

трино.

Известны три вида бета-распада.

1. β

- распад

, при котором из ядра вылетает электрон и антинейтрино

(

) и образуется ядро с тем же массовым числом, но с увеличением на едини-

цу атомным номером (∆z = +1):

М Me→++

+−11

Простейшим примером такого распада является распад свободного ней-

трона по схеме:

npe→++

−

За счет этого процесса рождается электрон внутри ядра.

2. β

- распад, при котором из ядра вылетают позитрон и нейтрино, а но-

вое ядро имеет атомный номер на единицу меньше (∆z = -1):

MMe→++

−+11

По такому механизму может проходить распад протона внутри ядра:

pne→++

3. Электронный захват, при котором ядро захватывает электрон с атом-

ной оболочки и испускает нейтрино:

−−

+→+

eMM

Чаще всего захват происходит с К-оболочки (ближайшей к ядру) и потому

процесс называется К-захватом, но он возможен и для других оболочек. При

этом внутри ядра один протон превращается в нейтрон:

pen+→+

−

Явление К-захвата сопровождается характеристическим рентгеновским

излучением, возникающим, когда освободившееся место на К-оболочке запол-

няется электронами, находящимися на более высоких уровнях.

У естественных радиоизотопов наблюдается только β

- распад.

Основные загрязнители территории Республики Беларусь после аварии на

ЧАЭС - цезий-137 и стронций-90 - являются β

-активными и распадаются со-

гласно уравнениям:

SrYe→++

−

где

- ядро иттрия.

137

CsBae→++

∗

−

где

137

∗

- ядро бария в возбужденном состоянии. Возбуждение сни-

мается испусканием гамма-кванта, поэтому цезий-137 является источником бе-

та- и гамма-излучения одновременно.

Период полураспада, т.е. время в течение которого количество имеющих-

ся радиоактивных ядер уменьшается в два раза, для стронция-90 составляет 28.6

года, для цезия-137 - 30.174 года.

Естественный радиоизотоп калий-40 также является β

-активным и рас-

падается согласно уравнению:

KCae→++

−

Период полураспада калия-40 составляет 1.28•10

лет.

На исследуемых поверхностях с наибольшей вероятностью могут нахо-

дится изотопы стронций-90, цезий-137 или калий-40, в результате распада кото-

рых образуется поток бета-частиц.

Поток ионизирующих частиц - это отношение числа ионизирующих час-

тиц dN, проходящих через данную поверхность за интервал времени dt, к этому

интервалу:

F = dN / dt.

Плотность потока ионизирующих частиц - это отношение потока иони-

зирующих частиц dF, проникающих в объем элементарной сферы к площади

центрального поперечного сечения dS этой сферы:

ϕ = dF / dS = d

N / dtdS.

Плотность потока измеряется в частицах на см

за минуту (1/см

•мин или

см

-2

•мин

-1

), а также в частицах на см

за секунду (1/см

•с или см

-2

•с

-1

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ: прибор комбинированный РКС-107, дози-

метр-радиометр бытовой АНРИ-01-02 “Сосна”, прибор РКСБ-104.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ.

ПРИБОР КОМБИНИРОВАННЫЙ РКС-107

1.НАЗНАЧЕНИЕ

Прибор предназначен для индивидуального контроля радиационной об-

становки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функ-

ции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:

• мощности эквивалентной дозы в точке поля гамма-излучения (далее имену-

ется мощностью полевой эквивалентной дозы);

• плотности потока бета-излучения с поверхности , загрязненной радионукли-

дами стронция-90 + иттрия-90;

• удельной активности радионуклида цезий-137 в водных растворах;

• индикации о превышении величиной мощности полевой эквивалентной дозы

гамма-излучения пороговых значений, равных 0.6 и 1.2 мкЗв/ч.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1 Диапазон измерений:

• Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения - 0.1-999 мкЗв/ч.

• Плотности потока бета-излучения с поверхности, загрязненной радионукли-

дами стронция-90 + иттрия-90 - 0.1-999 1/(с•см

• Удельной активности радионуклида цезий-137 - 2-9990 Бк/г.

2.2 Диапазон энергии регистрируемого гамма-излучения - 0.0595-1.25 МэВ.

2.3 Пределы допускаемых значений основных относительных погрешностей

измерений:

• Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения - ± 30 %.

• Плотности потока бета-излучения с поверхности - до 45 %.

• Удельной активности радионуклида цезий-137 - до 35 %.

2.4. Время установления рабочего режима прибора не превышает (в начале

каждого диапазона измерений):

• При измерениях мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения -

53 ± 1.2 с.

• При измерениях плотности потока бета-излучения с поверхности - 37±1.0 с.

• При измерениях удельной активности радионуклида цезий-137 - 240±6.0 с.

Время установления рабочего режима автоматически уменьшается с уве-

личением каждой из измеряемых величин.

Общий вид прибора РКС-107 приведен на рисунке 7.

Характеристики дозиметра-радиометра бытового АНРИ-01-02 “Сосна”

смотри в л.р. № 1, характеристики прибора РКСБ-104 - в л.р. №2.

Рисунок 7. Общий вид прибора комбинированного РКС-107.

1 - корпус прибора;

2 - крышка прибора;

3 - крышка отсека питания;

4 - съемная крышка-фильтр;

SA1 - кнопка переключения режима работы;

SA2 - кнопка запуска измерений;

SA3 - кнопка включения питания;

SA4 - кнопка выключения питания.