ОГБУ “ОБЛКОМПРИРОДА”

Отдел мониторинга радиационной обстановки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Радиоактивность. Средства измерения. Методические указания к выполнению лабораторной работы

Томск 2012

1. Цели и задачи работы

При выполнении данной лабораторной работы преследуются следующие цели:

- закрепление материала по изучению явления радиоактивности;

- ознакомление с работой приборов для регистрации ионизирующего излу

чения (радиометров и дозиметров).

Основными задачами работы являются:

1. Повторение пройденного в университете материала по явлению радиации,

детекторам излучения, устройствам регистрации (показ слайдов

преподавателем);

2. Ознакомление с приборами радиационного контроля:

2. Определения вида излучения (альфа, бета, гамма) представленных для

анализа образцов низко активных калибровочных источников;

3. Оценка радиационной обстановки в помещении – измерение фона, поиск

участков с локальным превышением мощности эквивалентной дозы

внешнего гамма-излучения ;

4. Установление зависимости мощности дозы гамма-излучения источника

от расстояния;

5. Определение активности точечного источника гамма-излучения.

2. Теоретические сведения

2.1. Основной закон распада радиоактивных ядер.

Ядра всех известных элементов в природе состоят из нуклонов – протонов и нейтронов, в определенном количественном соотношении. Если это соотношение нарушено, то ядро распадается с испусканием элементарных частиц и гамма-квантов по закону:

N = N₀ × exp (-λ*t),

Где N₀ –число радиоактивных (нестабильных) ядер в момент времени t =0;

N – число оставшихся радиоактивных ядер в текущий момент времени t;

λ - постоянная (вероятность) распада для данного типа радиоактивных ядер.

T = 0,693/λ.

T- период полураспада, среднестатистический промежуток времени, в течении которого число радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Ядро после распада становится ядром изотопа другого элемента. Если количественное соотношение нуклонов в новом (дочернем) ядре так же не соответствует соотношению стабильного состояния, то дочернее ядро распадается с вероятностью, присущей данному ядру (и т.д. до стабильного ядра).

2.2 Виды распада радиоактивных ядер.

а) Альфа-распад:

Ядро испускает альфа-частицу (ядро гелия), дочернее ядро находится в возбужденном состоянии и при переходе в нормальное состояние генерирует гамма-квант. Дочернее ядро становится изотопом элемента с порядковым номером Z -2 и атомным весом А – 4.

б) Бета”-” -распад:

Ядро испускает бета-частицу (электрон) и антинейтрино, дочернее ядро - гамма-квант. Дочернее ядро становится изотопом элемента с порядковым номером Z +1 без изменения атомного веса.

в) Бета”+” -распад:

Ядро испускает бета-частицу (позитрон) и нейтрино, дочернее ядро - гамма-квант. Дочернее ядро становится изотопом элемента с порядковым номером Z -1 без изменения атомного веса.

Позитрон аннигилирует с испусканием двух гамма-квантов с энергией 0.511 Мэв.

г) Электронный захват:

Ядро захватывает электрон с ближайшей орбиты электронной оболочки атома, испускает антинейтрино и гамма-квант. Дочернее ядро становится изотопом элемента с порядковым номером Z -1 без изменения атомного веса.

д) Самопроизвольное деление:

Ядро делится спонтанно на две части, дочерние ядра испускают несколько нейтронов и гамма-кванты. Дочерние ядра становится изотопами элементов с порядковыми номерами Z ₁ и Z ₂ и атомными весами A ₁ и A ₂ (Z ₁ + Z ₂ = Z , A ₁ + A ₂ = A).

Таким образом, при радиоактивном распаде, самопроизвольном делении радионуклиды превращаются в нуклиды других элементов, при этом испускается поток излучения в виде элементарных частиц и гамма-квантов.