Правила роботи з радіоактивними джерелами та високовольтним обладнанням

Радіоактивні джерела для роботи видаються студентам тільки на час проведення дослідів під розписку, про що робиться відмітка у спеціальному журналі. Студенти несуть особисту відповідальність за збереження і правильне використання радіоактивного джерела. У роботі використовується Pu-α-Be нейтронне джерело у парафіновому сповільнювачі – захисті. На поверхні захисту джерела контрольний рівень випромінювання не перевищує 3 мЗв/годину. Нейтронне джерело не можна виймати з захисту. На лічильник Гейгера–Мюллера подається робоча напруга 400-500 В чи 800-1200 В.

Можливі аварійні ситуації: несанкціоноване витягнення нейтронного джерела з захисту приводить до підвищення рівня радіації у лабораторії у 10 – 100 разів вище допустимих норм, розгерметизація джерела приведе до забруднення довго живучим ізотопом плутонію, виникнення пожежі, пошкодження заземлення, пошкодження ізоляції проводів.

Категорично заборонено: виймати джерело нейтронів з захисту, відключати кабель живлення детектора від включеного високовольтного блока.

Мета і завдання роботи

Засвоїти практичні навички вимірів β-активності РА ядер; методи обробки результатів вимірів методом найменших квадратів (МНК). Ознайомитись з методикою одержання штучних РА ізотопів методом опромінення стабільних ядер нейтронами. Навчитись визначати період напіврозпаду РА ізотопів.

Необхідні прилади і матеріали

Газорозрядний лічильник β–частинок типу СТС-5 чи СTC-6, змонтований у захисному свинцевому екрані. Блок живлення лічильника на 500 В. Два перелікові пристрої типу ПСО–2м, один для вимірів, другий для керування вимірами у автоматичному режимі. Касета, що містить V₂O₅. Джерело нейтронів у парафіновому чи водяному сповільнювачі. Мікрокалькулятор. Секундомір.

Теоретичні відомості

1. Утворення штучних радіоактивних ізотопів

При ядерних реакціях під впливом нейтронів, α–частинок, протонів, γ–квантів можуть утворюватись різноманітні радіоактивні ізотопи. Найбільш широко для одержання таких ізотопів, використовують повільні нейтрони, які взаємодіють практично з усіма ядрами, захоплюються ними

. (1)

У багатьох випадках ядро є нестабільним.

Швидкі нейтрони, з енергією декілька МеВ, одержують внаслідок різного типу ядерних реакцій. Наприклад:

. (2)

Джерелом α–частинок для здійснення вказаної реакції можуть служити ядра ізотопів, що зазнають α–розпаду, а саме, ²¹⁰ Po, ²³⁹ Pu, ²²⁶Ra та інші. Джерела нейтронів на основі згаданої реакції випускаються промисловістю. Таке джерело – суміш атомів ⁹Ве та ²³⁹Pu може випромінювати до 10⁸ нейтронів за 1 сек. Період напіврозпаду ядер ²³⁹Pu складає 2,4·10⁴ років і тому такі джерела нейтронів можна використовувати на протязі багатьох років. Середня енергія нейтронів, що випромінюються таким джерелом, 5 МеВ. Для зменшення їх енергії до „теплових” або „повільних” величин джерело поміщають у сповільнювач, воду або парафін чи поліетилен.

У 70-х роках промисловість почала випускати новий тип нейтронних джерел, що містять тільки РА ізотоп ²⁵²Cf, і нейтрони випромінюються за рахунок спонтанного ділення ²⁵²Cf з періодом напіврозпаду 2,6 років. Такі джерела можуть випромінювати до 10¹⁰ нейтронів за 1 сек.