МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Кафедра “Методи і прилади контролю якості та сертифікації продукції”

БОДНАР Р.Т.

КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЧИМИ ВИПРОМІНЮВАННЯМИ І РЕЧОВИНАМИ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Для студентів спеціальності

“Прилади та системи неруйнівного контролю”

освітньо-кваліфікаційного рівня 7.090903 - спеціаліст

Рекомендовано методичною радою університету

Івано-Франківськ

2010

МВ 02070855-3205-2010

Боднар Р.Т. Контроль проникаючими випромінюваннями і речовинами. Лабораторний практикум / Р.Т.Боднар.– Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.– 70 стор.

Лабораторний практикум, складений згідно з програмою курсу "Контроль проникаючими випромінюваннями і речовинами" для студентів спеціальності "Прилади та системи неруйнівного контролю" освітньо-кваліфікаційного рівня 7.090903 - спеціаліст. Призначено для самостійної роботи при підготовці до лабораторних робіт з вказаної дисципліни студентів 4 курсу стаціонарної і заочної форм навчання.

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № від 2010 р.)

© Боднар Р.Т., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

ЗМІСТ

Вступ… ……………………………………………………4

Лабораторна робота № 1 Вимірювання потужності

еквівалентної дози за допомогою приладу РКСБ-104. ……5

Лабораторна робота № 2 Вимірювання питомої

активності радіонукліду цезію-137 …………………...............12

Лабораторна робота № 3 Дослідження поглинання

гамма-випромінювання різними матеріалами за

допомогою рентгенометра ДП-5 В ……………...……………16

Лабораторна робота № 4 Вимірювання

експозиційних доз гамма-випромінювання за

допомогою дозиметра ДКП-50А… ……………………….…..20

Лабораторна робота № 5 Визначення залежності

поглинання гамма-випромінювання металом …………...24

Лабораторна робота № 6 Визначення необхідних

величин засобів захисту від іонізуючого

випромінювання …………………………………………...27

Лабораторна робота № 7 Визначення режиму

просвічування …………………………………..……….35

Лабораторна робота № 8 Підготовка об’єкта контролю до просвічування ……………………………………………….46

Лабораторна робота № 9 Розшифрування радіографічних знімків …………………………………………….……..52

Лабораторна робота № 10 Виявлення дефектів капілярним методом ………………………………….………………..59

BCТУП

Виконання лабораторних робіт слід починати із ознайомлення з метою і програмою кожної лабораторної роботи, з короткими відомостями про суть процесу в даній роботі чи про обладнання, яке використовується. Але для глибокого розуміння фізичного змісту процесу, який досліджується в будь-якій роботі, необхідно обов'язково самостійно опрацювати дану тематику з рекомендованої вкінці кожної роботи літератури. Конкретні задачі для студента вказані в кожній лабораторній роботі. Якщо в ході роботи необхідно будувати графіки, то вони виконуються на окремих листах і прикладаються до звіту про виконану роботу. Після завершення оформлення звіт здається викладачу. Робота вважається зданою, якщо вона прийнята викладачем. До виконання роботи допускаються студенти, які знають необхідний теоретичний мінімум і даної проблеми, суть і мету дослідження в даній лабораторній роботі та техніку безпеки при виконанні роботи з радіаційного контролю.

УВАГА!

При виконанні лабораторних робіт з радіаційного контролю дотримуватись таких правил:

1. Не відкривати без потреби контейнер з радіоактивним джерелом іонізуючого випромінювання чи вмикати електронні джерела проникаючих випромінювань.

2. Не стояти на шляху пучка іонізуючого випромінювання із відкритого контейнера.

3. Не спрямовувати відкритий контейнер на людей.

4. Поправляти джерело іонізуючого випромінювання в контейнері тільки великим пінцетом, стояти при ньому позаду отвору контейнера.

5. Якщо потрібно внести зміни в технологічну схему проведення роботи, провести проміжні операції між вимірюванням параметрів іонізуючого випромінювання, то на цей час закривати контейнер з радіоактивним джерелом та вимикати електронні джерела.

6. Якщо не проводяться вимірювання, контейнер з джерелом іонізуючого випромінювання закривати, електронні джерела проникаючого випромінювання вимикати згідно інструкцій з експлуатації конкретних апаратів.

Лабораторна робота № 1 вимірювання потужностї еквівалентної дози

Мета роботи: навчитись працювати з приладом

РКСБ-104 та аналогічними йому і дослідити залежність потужності еквівалентної дози випромінювання від відстані до джерела випромінювання

Програма роботи:

1) вивчити принцип дії приладу РКСБ-104;

2) вивчити будову приладу РКСБ-104 та його основні технічні характеристики;

3) навчитись проводити вимірювання потужності еквівалентної дози гамма-випромінювання за допомогою приладу РКСБ-104;

4) провести вимірювання потужності еквівалентної дози гамма-випромінювання в приміщенні, на відкритому повітрі та з джерелом радіоактивного випромінювання на різних віддалях приладу РКСБ-104 від джерела;

5) зробити висновок за результатами вимірювання.

Теоретичні відомості

Прилад РКСБ-104 призначений для контролю радіаційної обстановки на місцевості, в житлових і робочих приміщеннях. Виконує функцію дозиметра і радіометра. Забезпечує вимірювання таких параметрів:

– потужності еквівалентної дози -випромінювання;

– густини потоку -випромінювання з поверхні;

– питомої активності радіонукліду цезій-137 в речовинах, а також звукової сигналізації при перевищенні порогового значення потужності еквівалентної дози випромінювання, встановленого споживачем.

Основні технічні характеристики приладу РКСБ-104:

1) діапазон вимірювань потужності польової еквівалентної дози -випромінювання становить 0,199,99 мкЗв/год., що відповідає потужності експозиційної дози -випроміню-вання 100 – 9999 мкР/год;

2) діапазон вимірювань густини потоку -випроміню-

вання з поверхні для радіонуклідів стронцій-90 та ітрій-90 становить 0,1 – 99,99 част./(ссм²), що відповідає густині потоку 6 – 6000 част./(хвсм²);

3) діапазон вимірювань питомої активності радіонукліду цезій-137 становить 210³210⁶ Бк/кг, що відповідає питомій активності 5,410⁸5,410^-5 Кі/кг;

4) діапазон енергій реєстрованих випромінювань для

-випромінювання становить 0,53 МеВ; а для -випро-мінювання – 0,06 – 1,25 МеВ;

5) границі допустимих значень активної похибки вимірювань потужності польової еквівалентної дози -випро-мінювання в піддіапазоні від 0,1 до 1 мЗв/год 40 %;

6) час вимірювання потужності польової еквівалентної дози -випромінювання не перевищує, с:

– у піддіапазоні від 1 до 10; від 10 до 99,99 мкЗв/год.

(у верхньому положенні тумблера S3 (рис.1.2)) – 28 с;

– від 0,1 до 1 і від 1 до 10 мкЗв/год. (в нижньому положенні тумблера S3 – 280 с).

7. Час вимірювання питомої активності радіонукліду цезій-137 не перевищує:

– у піддіапазоні від 210⁴ до 210⁵ і від 210⁵ до 210⁶ Бк/м

(верхньому положення тумблера S3) – 40 с;

у піддіапазонах від 210³ до 210⁴; від 210⁴ до 210⁵ Бк/кг

(в нижньому положенні тумблера S3) – 400 с.

Структурна схема приладу представлена на рис. 1.1.

Основні блоки приладу РКСБ-104 такі: пристрій детектування випромінювання (ПД); таймер (Т); подільник частот (ДЧ); пристрій керування (ПК); лічильник імпульсів (ЛІ); індикатор рідиннокристалічний (ІРК); схема контролю переповнення лічильників імпульсів (СКЛІ); пристрій пороговий (ПП); пристрій звукової сигналізації (ПЗС); дзвінок п'єзоелектричний (Дз); перетворювач напруги (ПН); схема контролю напруги батарей (СКНБ).

Пристрій детектування складається з 2-х газорозрядних лічильників типу СБМ20, ввімкнутих паралельно за імпульсною схемою і коректуючих фільтрів. Таймер з пристроєм, формуючим інтервали часу вимірювань, і подільник частоти забезпечують відношення 101 між довжиною 2-х інтервалів виміру.

Рисунок 1.1 – Структурна схема приладу РКСБ-104

Принцип роботи приладу РКСБ-104 полягає в наступному. Пристрій керування перетворює сигнали, які поступають протягом інтервалів часу вимірювань від пристрою детектування, в імпульси стандартної амплітуди і тривалості та передає їх на лічильник імпульсів; при заповненні лічильника певною кількістю імпульсів спрацьовує схема переповнення і пороговий пристрій; якщо після закінчення вимірювання включає пристрій звукової сигналізації.

Лічильник імпульсів призначений для підрахунку імпульсів за інтервал часу вимірювання і індикації результатів підрахунку на табло рідкокристалічного індикатора.

Схема пристрою контролю переповнення лічильника формує сигнал індикації переповнення на табло індикатора.

Пороговий пристрій призначений для вироблення сигналу керування пристроєм звукової сигналізації при перевищенні числа імпульсів, які заповнюють лічильник встановленого для нього порогового значення. Перетворювач напруги служить для одержання робочих напруг живлення елементів електричної принципової схеми.

Схема контролю живлення забезпечує контроль за величиною вихідної напруги батареї “Крона” і індикацію моменту розряду її до напруги 6,0 В.

Прилад РКСБ-104 (рис. 1.2), являє собою портативну

переносну конструкцію, яка складається з корпусу і задньої кришки. До задньої кришки кріпляться дві менші кришки: відсіку живлення і кришка-фільтр. Кришка-фільтр, яка знімається при роботі в режимі радіометра та повинна бути встановлена на приладі при роботі в режимі вимірювання потужності еквівалентної дози -випромінювання.

Рисунок 1.2 – Зовнішній вигляд приладу РКСБ-104

На приладі нанесено позначення в нижній частині передньої панелі:

Н – потужність еквівалентної дози, мкЗв/год;

– густина потоку, 1/(ссм²);

– питома активність, Бк/кг.

При переповненні індикатора на табло з’являється символ “”. Після молодшого розряду індикатора при розряді батареї живлення до 6,0 В з’явиться символ “ ”.

Обладнання: прилад РКСБ-104, контейнер із джерелом радіоактивного випромінювання, вимірювальна лінійка.

Хід роботи

1 Перед вимірюванням потужності польової еквівалентної дози випромінювання необхідно спочатку зняти задню кришку-фільтр.

2 Перевести ручки кодового перемикача в положення, показані на рис. 1.3.

3 Встановити кришку-фільтр на попереднє місце.

4 Перевести тумблери S2 і S3 (рис.1.2) у верхнє положення (“РАБ.” та “х0,01х0,01х200” відповідно).

Рисунок 1.3 – Положення перемикачів в режимі вимірювання потужності еквівалентної дози

5 Ввімкнкти прилад тумблером S1, перевівши його в положення “Включ.”. Через 27-28 с. прилад видасть звуковий сигнал і на табло з'явиться 4-розрядне число. Для визначення потужності польової еквівалентної дози -випромінювання треба помножити значущу частину числа на перерахунковий коефіцієнт 0,01 і одержиться результат в мкЗв/год.

6 Для одержання більш точного результату вимірювання (в межах допустимих значень основної похибки вимірювання при величинах потужності еквівалентної дози -вип-ромінювання менше 10 мкЗв/год повторити вимірювання при нижньому положенні тумблера S3 (Час вимірювання 270 с). Покази приладу помножити на перерахунковий коефіцієнт

приладу рівний 0,001. Результати отримаються в мкЗв/год. Результат на табло відповідає величині потужності еквівалентної дози -випромінювання в (мкР/год.).

7. Провести вимірювання фонової потужності еквівалентної дози (ПЕД) гамма-випромінювання в учбовому приміщенні і на відкритому місці.

8. Провести вимірювання ПЕД біля закритого контейнера з радіоактивним джерелом.

9. Провести вимірювання з відкритим джерелом.

10. Відкрити контейнер з джерелом радіоактивного випромінювання, встановити контейнер так, щоб вісь отвору була горизонтальною, уникаючи при цьому направляти отвір на людей.

11. Розмістити прилад РКСБ-104 на віддалі декількох метрів від відкритого отвору контейнера з джерелом -випромінювання і провести вимірювання ПЕД.

12. Розміщувати прилад чимраз ближче до джерела і провести не менше 7-8 вимірювань ПЕД.

13. За результатами вимірювань зробити висновок про оцінку фонової ПЕД та встановити приблизний закон залежності ПЕД від віддалі.

Контрольні запитання

1. Що таке потужність еквівалентної дози?

2. Що таке густина потоку частинок?

3. Що таке поглинута доза?

4. Який принцип вимірювання радіаційних величин?

5. В яких одиницях вимірюються радіаційні величини?

6. Як залежить потужність еквівалентної дози випромінювання від віддалі до джерела?

7. Які нормовані рівні потужності еквівалентної дози випромінювання?

8. Яка різниця між експозиційною та еквівалентною дозами?