УО «Международный государственный экологический университет

им. А.Д.Сахарова»

Кафедра ядерной и радиационной безопасности

Лабораторный практикум по радиационной химии

Лабораторная работа

Ферросульфатная дозиметрия

Минск, 2011

Тема «Химические дозиметры» Теоретическая часть

Химические дозиметры позволяют определить среднюю мощность дозы в сосудах для облучения любой формы и любого объема. Для химической дозиметрии могут использоваться системы, в которых радиационно-химический эффект хорошо воспроизводим.

Система, используемая в качестве химического дозиметра, должна удовлетворять ряду требований:

1. Обладать высокой воспроизводимостью результатов облучения;

2. Радиационно-химический эффект не должен зависеть от мощности дозы;

3. Желательно, чтобы радиационно-химический выход не изменялся с дозой, т. е. чтобы кривые накопления продукта превращения были линейными;

4. В системе без облучения не должен протекать процесс, который происходит при действии излучения (нет термических, фотохимических процессов);

5. Система не должна быть слишком чувствительна к изменению состава (изменение состава на 20% не должно изменять величину радиационно-химического выхода);

6. Система должна быть мало чувствительна к колебаниям температуры, давления, к материалу ячейки, случайным загрязнениям;

7. Определение радиационно-химического изменения должно быть удобным и быстрым.

Различают химические дозиметры для трех уровней доз: биологических – до 1000 рад, исследовательских – до 10³ – 10⁷ рад, технологических – свыше 10⁷ рад.

Для биологических уровней доз требуются дозиметрические системы с большими выходами (или с очень чувствительными методами анализа). Для технологических целей – с очень малыми выходами.

Обычно стремятся следовать принципу химического подобия дозиметрической и исследовательской систем, чтобы уменьшить ошибки за счет большого различия пересчетных коэффициентов. Поэтому применяют различные жидко-, твердо- и газофазные системы. Ниже будут рассмотрены некоторые из них.

Распределение дозы в образце. Поскольку по мере прохождения ионизирующего излучения через облучаемое вещество происходит передача энергии этому веществу, доза в образце распределена неравномерно, если величина образца сравнима с пробегом заряженных частиц или с длиной слоя половинного ослабления заряженных частиц. На рисунках 1 и 2 изображено распределение дозы в объеме для γ-излучения и потока электронов.

Видно, что максимальное значение дозы приходится на участок образца на некотором расстоянии от внешнего края. Это связано с тем, что вторичные электроны большой энергии перемещаются по направлению движения первичного излучения, поэтому основную часть своей энергии они отдают не в месте рождения, а на некотором расстоянии от него.

Из данных рисунков 1 и 2 всегда можно выбрать такие толщины исследуемых образцов, чтобы величина дозы по их объему не менялась больше, чем на 10%, т. е. могла считаться постоянной по всему объему. Такой выбор особенно существен для исследования процессов, зависящих от мощности дозы.