Кремлев Е.П. Лабораторный практикум по курсу Экология

Подождите немного. Документ загружается.

141

2) не все частицы вылетают из препарата, часть из них будет

поглощена в самом препарате (самопоглощение). Для уменьшения

данной ошибки счета необ ходимо брать препарат малой т олщины;

3) не все частицы, достигшие счетчик а, проникнут в его чув-

ствительный объем. Часть из них будет поглощена стенками счет-

чика. Для уменьшения этой поправки при счете излучений с малой

длиной пробега (мягкое β-излучение) применяют торцовые счетчи-

ки с т онким слюдяным окном или сцинтилляционные счетчики;

4) скорость счета зависит от мертвого времени счетчика (при

большой скорости счета не все частицы будут просчитаны), от

рассеяния и поглощения излучения в воздухе и др.

Поэто му для определения истинной активности препара та по

скорости счета данного счетчика вводится поправка на эффектив-

ность счета (КЭФФ), представляющая собой максимальное число

отсчетов, выраженное в % истинной активности измеряемого пре-

парат а в данных условиях.

Цель работы

Приобретение навыков в проведении радиометриче ских ис-

следований.

Материалы и оборудование

Радио метры РУГ-91, РУБ-91 АДАНИ, радиоактивные эталон-

стандарты (β-, γ-излучатели).

Ход работы

Для определения эффективности счета эталон помещают на

возможно близком от счетной трубки расстоянии. Последователь-

но включая в счетную уст ановку различные счетные трубки, оп-

ределяют скорость счета. Работу ведут с 5%-ной точностью. Де-

лают пересчет на 1 мин и вычитают число импульсов фона, чтобы

определить истинную скоро сть счета в данных условиях. Зная

активность эталона, вычисляют КЭФФ по формуле:

%100

(расп/мин) эталона активность

(имп/мин) эталона счета скорость

Кэфф •=

Например: Для опыт а взять эта лон

Со, активность кото-

рого равна 0,01 мккюри, т.е. 2,2 · 104 расп / мин (1 мккюри

дает 2,2 · 10

распадов / мин). При подсчете препарата в течение

142

10 мин зарегистрировано 22500 имп., скорость счета равна 2250 имп.

(22500: 10). Естественный радиоактивный фон составил 50 имп /

мин, а истинная скорость равна 2250 – 50 = 2200 имп / м:

Кэфф = 2200 / 2,2 · 104.

Результаты измерений заносятся в т аблицу.

Изотоп активности мккюри

Используя данную формулу, рассчитывают активность иссле-

дуемых препаратов:

%100

Коэфф.

препарата от счета скорость

препА •=

Сделать выводы.

Лабораторная работа № 63 (4 часа)

Определение суммарной

ββ

β-активности проб

по зольному остатку

Цель работы

Ознакомление с методикой определения суммарной β-актив-

ности проб по зольному остатку с помощью β-радиометра РУБ-91

АДАНИ.

Приборы и материалы

β-радиометр РУБ-91 АДАНИ, контрольные источники, изме-

ряемые пробы.

При низкой концент рации радиоактивных веществ в объек-

тах исследования с целью повышения скорости счета от измеряе-

мой пробы ее подвергают озолению в муфельной печи и затем

определяют суммарную радиоактивность в зольном остатке. Сущ-

Число отсчетов Кэфф.

Счетная трубка Фон за мин

за 1 мин

за 1 мин за

рычагом фона

РУГ-91

РУБ-91

143

ность этого метода заключается в следующем. Пробу сжигают в

муфельной печи, затем взвешивают на аналитических весах 200–

300 мг золы и наносят ее на стандартную подложку, равномерно

распределяя. Приготовленный образец фиксируют 2–5 каплями

этилового спирта или раствора оргстекла в дихлор этане. Затем

пробу высушивают и производят измерение скорости счета от из-

меряемой пробы на радиометре. Удельную радиоактивность оп-

ределяют по формуле:

А = (N–NФ) · Ксв · Коз/m, (1)

где А — удельная (объемная) активность измеряемой пробы

Ки / кг (Ки/л); N, NФ — скорость счета от пробы и фона, имп / с;

Ксв — ко эффициент связи (коэффициент перехода от имп / с к

радиоактивности, выраженной в Ки); КОЗ — коэффициент озо-

ления, равный массе золы в г, полученной при сжигании 1 кг про-

бы или 1 л жидкости.

Коэффициент связи определяется экспериментально с помо-

щью эталонного β-излучателя:

Ксв = AЭT / (NЭT–NФ) · 2,22 · 1012, (2)

где Аэт — активность эталонного источника с учетом поправоч-

ного ко эффициента Кt, Бк; NЭТ, NФ — скорость счета от эталон-

ного источника и фона имп / с; 2,22 · 1012 — коэффициент пере-

вода имп / с в Ки.

Поправочный коэффициент Kt учитывает уменьшение актив-

ности эталонного источника со времени аттестации и рассчиты-

вается по формуле:

Kt = e–0,693 t / T 1/2, (3)

где е — основание нату рального логарифма; Т1/2 — период полу-

распада, лет (для 90Sr + 90Y — T Ѕ = 28 лет); t — промежуток

времени, прошедший с даты аттестации источника до даты его

измерения (рассчитывается с точностью до 0,1 го да).

В данной лабораторной работе для определения удельной

(объемной) активно сти проб используется β-радиометр РУБ-91

АДАНИ.

Задания и методические рекомендации

1. Подготовьте исследуемую пробу к измерению.

1.1. Сожгите в муфельной печи исследуемое вещество и на

аналитичес-ких весах отвесьте 200–300 мг золы.

144

1.2. Нанесите золу на стандартную алюминиевую подложку

и зафиксируйте ее 2–5 каплями этилового спирта.

2. Подготовьте β-радиометр к работе.

3. Определите суммарную β-активность исследуемой пробы.

3.1. Измерь те скорость счета фона блока детектиров ания NФ и

рассчитайте среднее значение (произведите 10 из мерений по 100 с).

3.2. Установите подложку с пробой в блок детектирования

и измерьте среднюю скоро сть счет а (произведите 10 измерений

по 100 с).

3.3. Рассчитайте удельную радиоактивность по формуле (1).

4. Данные измерений и расчетов запишите в таблицу.

п/п

Тип

пробы

КСВ КОЗ N1 N NФ1 NФ М

А Ки/кг

Ки/л

имп /с

Контрольные вопросы

1. Что такое скорость счет а импульсов?

2. В чем сущность метода определения суммарной b-актив-

ности проб по зольному остатку?

3. Какие сцинтилляторы чаще всего используют для регист-

рации γ-кван тов? Почему?

Лабораторная работа № 64 (4 часа)

Приготовление эталонов из 40К

Готовят навеску из хлористого калия (КCl) (например, 250 мг)

и находят содержание калия в данной навеске:

в 74,6 мг КCl содержится 39,1 39К,

в 250 мг КCl — Х 39К.

Х = 39,1 · 250 / 74,6 = 131 мг.

Природный калий содержит 0,0119 % радиоактивного

К.

Отсюда легко определить содержание

К во взятой навеске:

в 1 мг 39К содержится 0,000119 мг

К,

в 131 мг 39К — Х

К,

145

Х = 0,000119 · 131 = 0,015589 мг.

Зная, что 1 мг

К дает 1,5 · 104 расп/мин, находят активность

К в навеске:

активность 1 мг

К равна 1,5 · 104 расп/мин,

0,015589 мг

К — А расп/мин.

А= 1,5 · 104 · 0,015589 = 233,8 (округленно 234).

Следовательно, активность 250 мг КCl равна 234 расп / мин.

При распаде атомов

К только 88 % актов распада сопровождает-

ся вылетом β-частиц. Поэтому β-активность эталона будет равна

88 % от 234, т.е. 206 расп / мин.

VIII. Исследование условий труда

на рабочих местах

Лабораторная работа № 65 (2 часа)

Определение освещенности люксометром Ю-116

Цель работы

Ознакомиться с общими понятиями о свете и звуке и их воз-

действии на организм человека, нормативными документами,

приборами для проведения измерений и дать санитарно-гигиени-

ческую оценку рабочего ме ста.

Материалы и оборудование

Люксметр Ю-116; часы (хронометр) с секундной стрелкой,

шумометр ШУМ-1М-30 с микрофоном; нормативные документы

СНиП II–4–79 и ГОСТ 12.1.003–83 СС БТ.

Технический прогре сс, применение новейших технологий,

ко мпью теризация приводят к увеличению числа опасных факторов,

влияющих на здоровье человека. Поэтому в наше время огромное

значение приобретает охрана труда. Охрана труда является соци-

ально-технической наукой, которая выявляет производственные

опасности и профессиональные вредности и разрабатывает методы

их предотвращения или ослабления. Главным объекто м ее иссле до-

вания является человек в процессе труда, производственная среда и

обстановка.

146

Под средой мы обычно понимаем комплекс физиологиче с-

ких параметров, влияющих на рабочего человека. К таким пара-

метрам можно отнести свет, шум, климатические условия (темпе-

ратуру, давление, влажность), электромагнитные поля.

СВЕТ — это зрительная информация об окружающем нас

мире. Чтобы человек мог выполнять зрительную работу, необхо-

димы определенные характеристики света и зрения человека. Ос-

новными количественными показателями света являются свето-

вой поток и освещенность.

Световой поток определяют мощностью световой энергии,

оцениваемой по производимому зрительному ощущению и выра-

жению в люменах — лам. Попадая на поверхность, световой по-

ток создает ее освещенность. За единицу освещенности принята

освещенность поверхности площадью 1 м

световым потоком 1

лм. Выражается она в люксах — лк.

Под производственным освещением понимают систему уст-

ройств и мер, обеспечивающих благоприятную работу зрения че-

ловека и исключающую вредное и опасное влияние на него в про-

цессе труда.

Практический опыт показывает, что недостаточная освещен-

ность может быть вредным и опасным производственным факто-

ром. При неудовлетворительной освещенности ухудшаются усло-

вия для ре ализации зрительных функций и жизнедеятельности

организма — появляется утомление, глазные болезни, головные

боли, что может быть косвенной причиной несчастных случаев.

Поэтому можно сформулировать следующие требования к осве-

щенности:

– освещенность на рабочих местах должна соответствовать

характеру зрительной работы и нормативным значениям;

– достаточно равномерное распределение яркости на рабо-

чем месте;

– отсутствие резких теней;

– отсутствие блесткости;

– постоянство освещенности во времени;

– правильная цветопередача.

По типу освещение принято делить на есте ственное, искус-

ственное и смешанное.

Естественное освещение — освещение, создаваемо е днев-

ным светом. Оно наиболее благотворно действует на человека и

не т ребует затрат энергии. Однако это освещение переменно в

течение суток и зависит от климатиче ских и се зонных условий.

147

В зависимости от направления поступления света е стественное

о свещение может быть боковым, верхним и комбинированным.

Искусственное освещение — освещение, создаваемое элект-

рическим источником света. Его можно включать по необходимо-

сти, регулировать интенсивность светового потока и направлен-

ность. Но искусственное освещение отличается по спектру от

дневного света и требует энергетических затрат.

На практике более широко распрост ранено смешанное ос-

вещение, при котором естественное освещение, недостаточное по

нормам, дополняется искусственным. В зависимо сти от характе-

ра выполняемой зрительной работы интенсивно сть освещения

нормирует ся документом «Санитарные нормы и правила —

СНиП II–4–79».

ЗВУК — колебательные движения упругой среды, восприни-

маемые органом слуха. Движение звуковой волны в воздухе со-

провождается периодическим повышением и понижением давле-

ния. Звуковое давление измеряется в Паскалях (Па). Минимальная

интенсивность звука, воспринимаемая ухом человека, называется

порогом слышимости Ро (Ро = 2 ·10–5 Па), а порог болевого ощу-

щения — Р = 2 · 102 Па. Изменения звукового давления слыши-

мых звуков огромны и составляют примерно 107 Па. Поэтому для

удобства вычислений принято оценивать звуковое давление не в

абсолютных, а в относительных единицах — белах (Б). Так как

орган слуха человека способен различать изменение уровня ин-

тенсивности зв ука на 0,1 Б, для практическог о использования удоб-

нее единица в 10 раз меньше — децибел (дБ). Пользоваться этой

единицей очень удобно, так как весь огромный диапазон слыши-

мых звуков укладывается менее чем в 140 дБ. При действии звука

более 140 дБ возможен разрыв барабанной перепонки.

ШУМ с физиологической то чки зрения рассматривается как

звуковой процесс, неблаг оприятный для восприятия, мешающий

работе, разговорной речи и отрица тельно влияющий на здоровье

человека. При длительно м воздействии шу ма не только снижается

острота слуха, но и из меняется кровяное дав ление, ослаб ляется вни-

мание, ух удшается зрение, происходят изменения в двига тельных

центрах го ловного мозга, что вызывает нарушение координации

движений. Кроме того, значительно увеличивается расход энергии

при одинаковой физической нагрузке. Интенсивный шум является

причиной функциональных из менений сердечно-сосудистой систе-

мы, нарушения норм альной ф ункции желудка и других систем орга-

низма человека. Особенно неб лаг оприятное воздействие шум ока-

зывает на нервную и серде чно–сосудистую системы.

148

То, в как ой степени шум является помехой, определяют сле-

дующие факторы:

– уровень шума, дБ;

– природа шума (неожиданный и непостоянный шум мешает

больше, высокие звуки больше, чем низкочастотный шум);

– вид выполняемой работы (творческий работник страдает

больше от шума, чем исполнитель физической работы);

– отношение к источнику шума.

Например, в современном офисе больше всего шума создает

компью тер (охлаждающий вентилятор, жесткий диск, работающий

принтер, копировальный аппара т ). Поэтому возникает необходи-

мость тщательно и в соответствии с норм ативными документами

произво дить планировку помещения, по дбира ть звукопог лощающие

ма териалы для стен и пот олка и использ овать оборудов ание с уров-

нем производимого ими шума, не превышающим 45 дБ.

Большое значение в создании здоровых и безопасных усло-

вий труда имеет система стандартов по безопасности труда, раз-

работанная в нашей республике и представляющая собой комп-

лекс стандартов.

Назначение люксметра Ю-116

Прибор предназначен для измерения освещенности, создава-

емой естественным светом и лампами накаливания, источники

которого расположены произвольно относительно светоприемни-

ка люксметра и применяется для контроля освещенности в про-

мышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и в других

отраслях народного хозяйства, а также для исследований, прово-

димых в научных, конструкторских и проектных организациях.

Диапазон измерения освещенности — от 5 до 100 000 лк. Ука-

занный диапазон достигается с помощью применения двух шкал

измерительного прибора и системы насадок с различными коэф-

фициентами ослабления.

Пределы допустимой погрешно сти люксметра в основном

диапазоне измерений (без насадок) не должны превышать ± 10 %

значения измеряемой о свещенности.

Устройство прибора

Люксметр Ю-116 состоит из измерительного прибора и от-

дельного селенового фото элемента с насадками, соединяющегося

при помощи гибкого кабеля с измерителем.

149

Измеритель люксметра представляет собой прибор магни-

тоэлектрической системы, имеющий две шкалы измерения: 0–

100 лк (верхняя шкала) и 0–30 лк (нижняя шкала). На каждой

шкале точками отмечено начало диа пазона из мерений — на шкале

0–100 лк точка находится над отметкой 20, на шкале 0–30 лк —

точка над отметкой 5. На передней панели прибора расположе-

ны две кнопки переключателя шка л и табличка со схемой, свя-

зывающей действие кнопок и используемых насадок с диапазо-

нами измерений.

Прибор имеет корректор для установки стрелки в исходное

ну левое положение.

На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для

присоединения селенового фотоэлемент а.

Селеновый фотоэлемент имеет светочувствительную поверх-

ность около 30 см

Для уменьшения косинусной погрешности применяется на-

с адка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из

белой светорассеивающей пластмассы и непрозрачного пластмас-

сового кольца со сложным профилем. Нас адка обозначена буквой

К, нанесенной на ее внутреннюю сторону. Она применяется не

самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, име-

ющих обозначение М. Р. Т. Каждая из этих трех насадок совмест-

но с насадкой К образует три поглотителя с общим номинальным

коэффициентом ослабления 10, 100, 1000 и применяется для рас-

ширения диапазона измерения.

Диапазон

измерений,

лк

Условное

обо значение

одно временно

применяемых

дву х насадок на

фотоэлементе

Общий номинальный

коэффициент ослабления

применяемых двух насадок —

коэффициент пересчет а

основной шкалы

Осно вной

5–30

20–100

Без насадок

с открытым

фотоэлементом

50–300

200–1000

К, М

500–3000

2000–10 000

К, Р

100

5000–30 000

20 000–100 000

К, Т

1000

150

Принцип действия прибора заключается в из мерении элект-

рическог о тока на вых оде селенового фотоэлемента, возникающег о

в результате преобразов ания светов ой энергии в электрическую.

Шкалы прибора проградуированы в единицах освещеннос-

ти — люксах. Люксметр градуируется без насадок в о сновном

диапазоне измерений.

Подготовка прибора к работе

1. Извлеките из футляра фотоэлемент люксметра и насадки

К, М, Т, Р.

2. Установите измеритель люксметра (в футляре) в горизон-

тальное положение.

3. Проверьте, находится ли стрелка прибора на нулевом де-

лении шкалы. В случае, если стрелка отклонилась от исходного

значения, установите ее с помощью корректора в нулевое.

4. Подсоедините фотоэлемент к измерителю. Для этого ро-

зетку на конце гибкого шнура фотоэлемента соедините с вилкой

измерителя боковой стенки прибора, направляя «ключ» на розет-

ке вниз для обеспечения правильной полярности соединения.

Внимание! Для предохранения фотоэлемента от излишней освещенности

перед подключением его к измерителю установите насадку Т.

Порядок работы

1. Определение коэффициента естественной освещенности

(КЕО)

Освещение, создаваемое дневным светом, оценивается коэф-

фициентом естественной освещенности в процентах (%), который

рассчитывается по формуле:

%100

KEO

•=

где E

— освещенность, создаваемая дневным светом внутри по-

мещения, лк; E

— освещенность вне помещения, лк.

Произведите измерение освещенности на рабочем месте внут-

ри помещения Е

Подготовьте люксмет р Ю-116 к работе согласно инструкции.

Фотоэлемент расположите горизонтально на столе на некотором

расстоянии от измерителя, чтобы тень от проводящего измерения

не падала на фотоэлемент.