- •Лабораторная работа № 3. Определение плотности потока бета-излучения с поверхности.
- •1.Теоретическая часть
- •2. Характеристика приборов
- •За бестолковую перепечатку оценка снижается на 1 балл.
- •3. Ход работы:
- •Статистическая обработка результатов
- •3.3. Определение поглощающей способности защитного экрана монитора
- •Статистическая обработка результатов для рксб-104
- •За бестолковую перепечатку оценка снижается на 1 балл.
- •3.4 Для прибора «Сосна» (только для тех, кто проводил измерения им!!) За бестолковую перепечатку оценка снижается на 1 балл.
- •3.5 Определение критерия Фишера для двух приборов: ркс-107 и рксб-104 (или Сосна). За бестолковую перепечатку оценка снижается на 1 балл.
Лабораторная работа № 3. Определение плотности потока бета-излучения с поверхности.
Цель работы: изучить характеристики приборов РКС-107, РКСБ-104, АНРИ-01-02”Сосна” и научиться с их помощью измерять плотность потока бета-излучения с поверхности.
1.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 электрона с оболочки атома. Одновременно ядро испускает нейтрино или антинейтрино.
Известны три вида бета-распада.
- распад, при котором из ядра вылетает электрон и антинейтрино () и образуется ядро с тем же массовым числом, но с увеличенным на единицу атомным номером (z = +1):
Простейшим примером такого распада является распад свободного нейтрона по схеме:
.
За счет этого процесса рождается электрон внутри ядра.
2. - распад, при котором из ядра вылетают позитрон и нейтрино, а новое ядро имеет атомный номер на единицу меньше (z = -1):
.
По такому механизму может проходить распад протона внутри ядра:
.
3. Электронный захват, при котором ядро захватывает электрон с атомной оболочки и испускает нейтрино:
.
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:
.
Явление К-захвата сопровождается характеристическим рентгеновским излучением, возникающим, когда освободившееся место на К-оболочке заполняется электронами, находящимися на более высоких уровнях.
У естественных радиоизотопов наблюдается только - распад.
Период полураспада, т.е. время в течение которого количество имеющихся 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 -активным и распадается согласно уравнению:
.
Период полураспада калия-40 составляет 1,28∙109 лет.
На исследуемых поверхностях с наибольшей вероятностью могут находится изотопы стронций-90, цезий-137 или калий-40, в результате распада которых образуется поток бета-частиц.
Поток ионизирующих частиц - это отношение числа ионизирующих частиц dN, проходящих через данную поверхность за интервал времени dt, к этому интервалу:
F = dN / dt.
Плотность потока ионизирующих частиц - это отношение потока ионизирующих частиц dF, проникающих в объем элементарной сферы к площади центрального поперечного сечения dS этой сферы:
= dF / dS = d2N / dtdS.
Плотность потока измеряется в частицах на см2 за минуту (1/см2мин или см-2мин-1), а также в частицах на см2 за секунду (1/см2с или см-2с-1)
2. Характеристика приборов
2.1 Прибор РКСБ-104 предназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:
мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;
плотности потока бета-излучения с поверхности;
удельной активности бета-излучающих радионуклидов в веществах;
звуковой сигнализации при превышении порогового значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, установленного потребителем.
Основные технические данные и характеристики.
1. Диапазон измерений мощности полевой эквивалентной дозы гамма-
излучения - 0.1 - 99.99 мкЗв/ч.
2. Диапазон измерений плотности потока бета-излучения с поверхности - 0.1 -99.99 1/(с×см2) или 6 - 6000 1/(мин×см2).
3. Диапазон измерений удельной активности бета-излучающих радионуклидов - 2×103 - 2×106Бк/кг или 5.4×10-8- 5.4×10-5Ки/кг.
4. Диапазон энергии регистрируемых излучений:
бета-излучения - 0.5 - 3.0 МэВ;
гамма-излучения - 0.06 - 1.25 МэВ.
5. Пределы допускаемых значений основной погрешности измерений:
мощности полевой эквивалентной дозы - до 40 %;
плотности потока бета-излучения - до 60 %;
удельной активности - до 60 %.
6. Время измерения:
мощности полевой эквивалентной дозы - 28 или 280 секунд;
плотности потока бета-излучения - 18 или 180 секунд;
удельной активности - 40 или 400 секунд.
2.2 Прибор РКС-107
Прибор предназначен для индивидуального контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:
· мощности эквивалентной дозы в точке поля гамма-излучения (далее именуется мощностью полевой эквивалентной дозы);
· плотности потока бета-излучения с поверхности, загрязненной радионуклидами 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.
Диапазон измерений:
· Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения - 0.1-999 мкЗв/ч.
· Плотности потока бета-излучения с поверхности, загрязненной радионуклидами стронция-90 + иттрия-90 - 0.1-999 1/(с·см2).
· Удельной активности радионуклида цезий-137 - 2-9990 Бк/г.
Диапазон энергии регистрируемого гамма-излучения - 0.0595-1.25 МэВ.
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 %.
2.3 Дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01-02 “СОСНА”
предназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях, в том числе:
-измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения;
-измерения плотности потока бета-излучения с поверхностей;
-оценки объемной активности бета-излучающих радионуклидов в жидких и твердых веществах. Состав прибора:
1. Цифровое жидкокристаллическое табло .
2. Выключатель питания.
3. Переключатель режимов работы.
4. Кнопка “КОНТР”- контроля работоспособности прибора.
5. Кнопка “ПУСК” - включения измерения .
6. Кнопка “СТОП” - выключения измерений в режиме работы “ Т ” .
7. Задняя крышка прибора .
8. Фиксатор задней крышки прибора .
Исходные данные: исходная точка измерений: монитор компьютера (поверхность стола, кулер.и. т.д.).