2.3. Поле излучения протяженных источников

L2 L1 r X dx 0 Рис.10. Поле излучения линейного источника

Плотность потока фотонов φ от линейного источника с удельной активностью σl, испускающего m групп фотонов с энергией i-й группы Еi и квантовым выходом ni в точке S определяется по уравнению , (2.14) а мощность дозиметрической величины

(2.15)

где Г_G – гамма-постоянная по мощности дозиметрической величины G;

L – расстояние от центра источника, см;

х – текущая координата по длине источника, см.

Значения гамма-постоянных для мощности воздушной кермы приведены в табл.П1.

Пример 18 Удельная активность ⁶⁰Co (средняя энергия гамма-квантов 1,25 МэВ) в воде, протекающей по трубопроводу диаметром d=1 см, в момент остановки реактора составляет q=10³ Бк/л. Трубопровод расположен по окружности радиусом R=3 м. Чему будет равна мощность воздушной кермы в центре круга?

Решение. Так как d <<R, трубопровод можно рассматривать как линейный источник излучения . Значение линейной удельной активности σ_l находим по формуле

Решение уравнения (2.15) для точки в центре круга имеет вид

Ответ: 5,93·10^-7 Гр/с

R S Рис.2.3. Поле излучения дискового источника

Плотность потока фотонов φ от дискового источника (рис.2.3) с удельной активностью σs, испускающего m групп фотонов с энергией i-й группы Еi и квантовым выходом ni в точке S определяется по уравнению (2.15) а мощность дозиметрической величины

(2.16)

где Г_G – гамма-постоянная по мощности дозиметрической величины G;

h – расстояние от центра круга до точки S, см;

R – радиус круга;

х – текущая координата по площади круга, см.

Для остальных протяженных источников (цилиндр, шар, поверхность) для расчета дозиметрической величины в непоглощающей среде используются специальные программы или таблицы табулированных функций, приведенные в литературе.

Также можно представить любой протяженный источник как набор точечных источников. Рассчитать мощность дозиметрической величины для каждого точечного источника и просуммировать.

Задачи к главе 2

1. В результате неосторожного обращения с пробой, 1 л воды, загрязненной ¹³¹I активностью 10⁸ Бк был разлит на поверхности диаметром 1 м. Определить мощности экспозиционной и поглощенной дозы в воздухе на высоте 75 см от центра пятна.

Ответ: =0,86 мР/ч, = 7,5 мкГр/ч

2. Фон в помещении постоянного пребывания персонала составляет 0,1 мР/ч. На расстоянии 1 м от рабрчего места был установлен точечный источник ¹³⁷Cs+^137mВа активностью 10⁸ Бк .Чему равна эффективная доза Е за год? Облучение считать равномерным и изотропным.

Ответ: Е=28,6-мЗв

3. Рассчитать гамма-постоянную по керме в воздухе Г_К ^110мAg в системе СИ и во внесистемных единицах.

Ответ: Г_К =98,2 (аГр·м²)/(с·Бк), 14,9 (Р·см²)/(ч·мКи).

4. Рассчитать гамма-постоянную по керме в воздухе Г_К ¹³¹I в системе СИ и во внесистемных единицах.

Ответ: Г_К =14,1 (аГр·м²)/(с·Бк), 2,15 (Р·см²)/(ч·мКи).

5. Рассчитать гамма-постоянную по керме в воздухе Г_К ¹³⁴Cs в системе СИ и во внесистемных единицах.

Ответ: Г_К = 57,6 (аГр·м²)/(с·Бк), 8,8 (Р·см²)/(ч·мКи).

6. Точечный источник нейтронов спектра деления ²³⁵U тепловыми нейтронами интенсивностью 10⁸ нейт./с расположен на расстоянии 3 м от оператора. Облучение в передне-задней геометрии. Чему равна мощность эффективной дозы ? Рассеянием и поглощением пренебречь.

Ответ =148 мкЗв/ч,

7. Чему равна мощность эффективной дозы от источника ²³⁹Pu массой 1 г на расстоянии 0,1 м ? Период половины спонтанного деления равен 5,5·10¹⁵ лет. При каждом делении выделяется 2,8 нейтрона. Облучение в изотропной геометрии. Принять, что спектр нейтронов спонтанного деления ²³⁹Pu равен спектру нейтронов деления ²³⁵U тепловыми нейтронами.

Ответ: =3,87·10^-5 мкЗв/ч.

8. Мощность экспозиционной дозы над пятном радиусом 3 м и на высоте 1 м над центром пятна, загрязненном ⁶⁰Со, составила 15 мР/ч. Чему равна общая активность А загрязненного участка ?

Ответ: А=0,54 МБк

9. В результате аварии произошел разлив радиоактивного раствора ⁵⁴Mn, имеющего активность 10⁷ Бк.. Диаметр радиоактивного пятна на местности 5 м. Во сколько раз будет превышена мощность экспозиционная дозы ( + _ф)/ _ф относительно фона _ф=12 мкР/ч мощности экспозиционной дозы на высоте 1 м над центром пятна?

Ответ: ( + _ф)/ _ф=4,3

10. Диаметр пятна с удельной активностью ²⁴Na 10⁶ Бк/см² и ²²Na 10⁴ Бк/см² составляет 5 м. Эффективная доза повышенного планируемого облучения с разрешения органов Санэпиднадзора составляет 100 мЗв. Сколько времени Т можно работать в центре этого пятна? Облучение считать равномерным и изотропным, мощность дозы считать на высоте 75 см над центром пятна.

Ответ: Т=3,8 ч.

11. Мощность воздушной кермы, измеренная в центре пятна радиусом 5 м на высоте 1,5 м облучения составил 20 мкГр/ч. Чему равна удельная поверхностная активность σ_s? Принять среднюю энергию фотонов 0,88 МэВ.

Ответ:

12. При фоне 8 мкЗв/ч был установлен точечный источник ⁵⁴Mn активностью 10⁹ Бк .Источник точечный, расстояние от рабочего места до источника 2 м. Чему равна эффективная доза за год в помещении постоянного пребывания персонала гр.А ? Облучение считать равномерным и изотропным.

Ответ: 46,2-мЗв

13. При фоне 20 мкЗв/ч и расстоянии 1 м был установлен точечный источник ⁵⁴Mn активностью 10⁷ Бк .Чему равна эффективная доза Е за год в помещении постоянного пребывания персонала гр.А ? Облучение считать равномерным и изотропным.

Ответ: Е=35,3 мЗв/год.