ВВЕДЕНИЕ

Радиометрия является одним из основных разделов метрологии в области ионизирующих излучений, в задачу которого входит разработка методов и средств точных измерений количественных характеристик радиоактивных источников излучения с целью обеспечения единства и правильности этих измерений.

Методы обнаружения излучений, которыми сопровождаются естественная или искусственная радиоактивность и ядерные реакции, а также космических лучей ос­нованы на взаимодействии излучения с облучаемым веществом. Эти излучения при прохождении через вещество отдают свою кинетическую энергию непосредственно орбитальным электронам облучаемого вещества.

При взаимодействии любых видов ионизирующих излучений с веществом обра­зуются ионы и свободные электроны в поглощающем веществе. Энергия, затрачи­ваемая частицей в результате различных процессов взаимодействия, в дальнейшем может преобразовываться в иные формы энергии. На этом принципе основаны практически все методы регистрации ионизирующих излучений.

Все эти процессы, заключающиеся в преобразовании энергии излу­чения в другие виды энергии, используют для регистрации частиц и кван­тов. Чтобы зарегистрировать указанные процессы, необходимы определен­ные устройства.

Устройства, предназначенные для преобразования энергии ионизи­рующего излучения в другие виды энергии, удобные для индикации и по­следующей регистрации и измерения, называются детекторами ионизи­рующего излучения (от лат., детектор – тот, кто раскрывает, обнаруживает).

Но детекторы, как правило, это лишь часть комплекса аппаратуры, предназначенной для регистрации излучений. Эффект, создаваемый из­лучением в детекторе, должен быть преобразован в электрический ток, который может привести в действие электрическое регистрирующее изме­рительное устройство.

Устройства, предназначенные для регистрации действия излучения на де­тектор, называются регистраторами.

Комплекты устройств – детектор и регистратор – обычно называют ра­диометрами.

Радиометры – приборы, предназначенные для получения информации об активности нуклидов, плотности потока и потоке ионизирующих час­тиц или фотонов.

Существует электрофизическая аппаратура, которая позволяет расшифро­вать в деталях свойства излучения, проходящего через детектор. При­боры, предназначенные для анализа свойств (состав, энергия и т.д.) излуче­ний, называются анализаторами. В настоящее время различные типы анали­заторов принято называть спектрометрами. Спектрометры – приборы, предназначенные для получения информации о спектре распределения ио­низирующего излучения по одному или более параметрам, например по энер­гии квантов или частиц в потоке излучения.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо показать свое умение работать с литературными источниками, давать всестороннюю и объективную оценку современного уровня развитая методов регистрации ионизирующих и, в частности, ядерных излучений, самостоятельно проводить экспериментальную часть курсовой работы, логически и последовательно излагать свои мысли, делать правильные обобщения, выводы и предложения.

Таким образом, целью курсовой работы является закрепление и углубление студентами теоретических знаний и практических навыков, приобретенных в процессе выполнения лабораторных работ, для дальнейшего решения задач, встающих в настоящее время перед специалистом-радиоэкологом.

К числу таких задач относятся:

1) выбор определенного детектора, способа и метода регистрации ионизирующих излучений в зависимости от вида получаемой информации;

2) соблюдение условий стандартизации, необходимых для правильного определения активности исследуемых образцов;

3) получение достоверной информации в процессе радиометрических измерений и контроля продуктов питания, кормов;

4) умение провести статистическую обработку и сделать необходимые выводы о точности полученных результатов радиометрических измерений.

1. ОФОРМЛЕНИЕ, ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

И ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Тему курсовой работы студенты получают у преподавателя, ведущего лабораторные занятия в группе или читающего курс лекций по данной дисциплине, в соответствии с перечнем курсовых работ, рекомендованных кафедрой. Также курсовая работа может выполняться и по теме, предложенной самим студентом. В этом случае она закрепляется за ним после согласования с преподавателем. Курсовая работа выполняется самостоятельно, с обязательным использованием и обработкой полученных экспериментальных результатов. Реферативные работы к защите не допускаются. Исключение составляют несколько тем, требующих теоретического анализа современных методов определения активности в объектах радиологического контроля и сравнительной характеристики различных типов детекторов. Эти темы оговариваются преподавателем отдельно, По избранной теме студент подбирает литературу, изучает ее, составляет план работы и согласовывает его с преподавателем.

В начале выполнения курсовой работы студенты получают инструктивные указания преподавателя, а в период самостоятельной работы пользуются консультациями.

В курсовой работе нужно показать актуальность и значение избранной темы и, если необходимо, дать краткую характеристику развития и современного состояния изучаемого вопроса как в Республике Беларусь, так и на международном уровне.

Курсовая работа выполняется в объеме 25–35 страниц рукописного текста. На титульном листе вверху указываются название министерства, к которому относится вуз, название вуза, кафедры, а также тема курсовой работы. Фамилия и инициалы студента, курс и номер группы, фамилия и инициалы руководителя указываются на титульном листе под темой курсовой работы справа. Внизу титульного листа указывается место (город) и год выполнения работы. Образец оформления титульного листа дается в приложении.

Текст работы должен соответствовать вопросам, представленным в плане. Он пишется только на правой странице стандартного листа (размер от 203х288мм до 210х297мм) с полями следующих размеров: слева – 30–40 мм, справа – 5–10 мм, вверху и внизу – 20–25мм. Все страницы нумеруются по порядку арабскими цифрами. Цифры проставляются в правом верхнем углу листа. Первая страница не нумеруется и является титульным листом. На второй размещают оглавление с указанием страниц. Введение обычно начинается с третьей страницы. На последней странице работы приводится список использованной литературы в алфавитном порядке.

Разделы курсовой работы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей работы и обозначаться арабскими цифрами с точкой в конце. Если в разделе имеются подразделы, то они нумеруются в пределах каждого раздела. Так, номер подраздела состоит из номера раздела и подраздела, разделенных точкой. Например: "2.3" – третий подраздел второго раздела. Каждый раздел начинается с новой страницы. Вверху пишется название раздела и далее его содержание. Интервал между названием раздела и его содержанием должен составлять 10мм. Подразделы пишутся внутри раздела и не начинаются с нового листа, т.е. на той же странице, где заканчивается один подраздел, указывается название второго подраздела и далее пишется его содержание. Расстояние между концом одного подраздела, названием другого и содержанием этого же подраздела должно составлять 10 мм.

Излагая предусмотренные планом разделы, студент обрабатывает имеющийся цифровой материал и рассчитывает необходимые величины (показатели). На их основе он составляет таблицы или же строит графические зависимости, которые должны быть простыми для понимания и правильно отражать содержание изучаемого раздела. В работе могут использоваться также блок-схемы, схемы, диаграммы и пр. Все таблицы, графики, схемы, рисунки обязательно сопровождаются необходимым текстом. При этом текст должен полностью или частично предшествовать таблицам, графикам, схемам, диаграммам и рисункам со ссылкой на них. Не допускается размещение таблиц, графиков и прочего ранее того участка текста, в котором идет ссылка на них. Часть таблиц и рисунков можно размещать в приложении.

Все таблицы, графики, схемы, диаграммы и рисунки должны иметь названия и последовательно нумероваться арабскими цифрами в пределах раздела или подраздела. Например: "Рис. 1.2.2" – второй рисунок второго подраздела первого раздела; "Таблица 2.3" – третья таблица второго раздела. Название приводимых таблиц пишется сверху в следующем порядке: в правом углу слово "Таблица" и далее ее номер, ниже по центру таблицы – ее название. Например:

Таблица 2.3. Характеристика бета-излучения некоторых радионуклидов

Радио­нуклид	Период полурас­пада Т1/2	Максимальная энергия бета-частиц Еmax, МэВ	Максимальный пробег бета-частиц в веществе Rmax, мг/см2

Названия схем, диаграмм, графиков, рисунков и прочего указывается снизу под рисунком в одну строчку или более, если название большое. Например: Рис.2.2. Экспериментальный график ослабления бета-излучения, построенный в полулогарифмическом масштабе.

Название также размещается по центру приведенных графиков, схем и т.п. На координатные оси графиков необходимо наносить и подписывать деления в соответствии с выбранным масштабом, в конце осей указываются соответствующие величины и через запятую их единицы измерения. На блок-схемах отдельные блоки либо нумеруются арабскими цифрами, либо пишется название каждого блока внутри самого блока. Например:

Рис.1. Блок-схема гамма-спектрометра.

Таблица небольших размеров может размещаться внутри текста. При достаточно больших размерах она выносится на отдельный лист. Все рисунки, блок-схемы, схемы, диаграммы и графики выполняются на отдельных листах (т.е. текст на таких листах не пишется, а только приводится необходимый рисунок). Если в тексте приводится формула, то под ней даются обозначения буквенных величин, входящих в нее. Например:

Удельная активность определяется по формуле:

a_m=А/m,

где А – активность данного радиоактивного образца;

m – масса данного радиоактивного образца.

На все данные и другие материалы, взятые из литературных источников (определения, формулы, а также таблицы, графики и др., которые приводятся не по результатам измерений), необходимо делать ссылки на них в тексте. Ссылку на источник приводят в конце определения, названия таблицы, рисунка или других материалов в квадратных скобках, указывая порядковый номер источника по списку. Например, [5] – пятый источник в списке использованной литературы.

Список использованной литературы приводится в конце курсовой работы. Источники в нем принято располагать в алфавитном порядке по фамилии автора. Если в каком-то источнике не указан автор, то он записывается в алфавитном порядке по первой букве названия. При этом по каждому источнику указывается место издания, издательство, год издания.

Курсовая работа подписывается автором и ставится дата. Защита курсовой работы является завершающей стадией. Дата защиты курсовой работы устанавливается преподавателем, читающим курс лекций по данной дисциплине, не позднее конца семестра. Последним сроком защиты курсовой работы является зачетная неделя. В ходе защиты студент делает доклад в течение 5 – 8 мин и отвечает на вопросы преподавателей – членов комиссии. В комиссию входят два преподавателя, один из которых – преподаватель, читающий курс лекций по радиометрии.

Комиссия по приему курсовых работ учитывает объем работы, полноту раскрытия темы, качество, правильность и форму подачи цифрового материала (таблицы, графики, диаграммы и пр.), аккуратность и грамотность изложения текста работы, а также качество защиты и правильность ответов на вопросы, на основе которых выставляется общая оценка.

2. ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ

Т е м а 1. Изучение статистического характера закона

радиоактивного распада

Содержание

Введение.

1. Закон радиоактивного распада.

2. Основные статистические понятия.

3. Статистические законы распределения.

4. Биноминальное распределение.

5. Распределение Пуассона и кривая распределения Пуассона.

6. Проверка гипотезы о нормальном распределении. Критерий согласия Пирсона.

7. Статистические характеристики экспериментальных данных.

8. Ход и описание эксперимента.

9. Обработка экспериментальных данных.

4.1. Основные характеристики погрешностей измерений

4.2. Определение стандартного отклонения.

5 Блок-схема современного спектрометра.

6. Практическое определение стандартного отклонения.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [1, 14, 18].

Т е м а 2. Характеристика основных методов измерения активности нуклидов

Содержание.

Введение.

1. Методы измерения активности.

2. Абсолютный метод.

2.1. Метод абсолютного счета заряженных частиц и фотонов.

2.2. Метод определения телесного угла.

2.3. Метод 4p -счета.

2.4. Метод внутреннего газового счета.

2.5. Метод совпадений

2.6. Электростатический метод.

2.7. Метод ионизационной камеры.

2.8. Калориметрический метод.

3. Относительные методы измерения активности нуклидов.

3.1. Выбор метода от вида излучения

3.2. Методы измерения активности, используемые при регистрации альфа- излучения.

3.3. Методы измерения активности, используемые при регистрации бета-излучения.

3.4. Методы измерения активности, используемые при регистрации гамма-излучения.

4. Сравнительный анализ методов измерения активности.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [1, 5, 7, 11, 18].

Т е м а 3. Определение активности радиоактивного образца

и стандартного отклонения

Содержание.

Ведение.

1. Закон радиоактивного распада.

2. Активность, единицы измерения.

3. Классификация погрешностей измерений.

4. Статистические погрешности измерений.

4.1. Основные характеристики погрешностей измерений.

4.2. Определение стандартного отклонения.

5. Блок-схема современного спектрометра.

5.1. Назначение основных блоков спектрометра.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [1, 5, 7, 11, 18].

Т е м а 4. Определение активности радиоактивного образца

относительным методом

Содержание.

Введение.

1. Закон радиоактивного распада.

2. Активность радионуклидов, единицы измерения.

3. Относительный метод измерения активности нуклидов.

4. Эффективность регистрации излучения.

5. Факторы, влияющие на эффективность регистрации.

5.1. Геометрический фактор.

5.2. Конструкция счетчика.

5.3. Толщина радиоактивного источника и материал подложки.

5.4. Вид ионизирующего излучения.

6. Экспериментальная часть.

6.1. Ход и описание эксперимента.

6.2. Обработка экспериментальных данных.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [1, 5–7, 14, 21].

Т е м а 5. Измерение фона и способы его снижения

Содержание.

Введение.

1. Источники фона.

1.1. Космическое излучение.

1.2. Космогенные радионуклиды.

1.3. Природные радионуклиды земли.

1.4. Электрические и приборные помехи.

2. Общие вопросы измерения низких уровней активности.

3. Выбор конструктивных материалов для блоков детектирования.

3.1.Снижение фона при регистрации альфа- излучения.

3.2. Снижение фона при регистрации бета- излучения.

3.3. Снижение фона при регистрации гамма-излучения.

3.4.Снижение фона от космического излучения.

4. Экспериментальная часть.

4.1.Ход и описание эксперимента.

4.2. Обработка результатов эксперимента.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [2, 3, 6, 7, 14,16].

Т е м ы 6,7. Устройство и принцип работы торцового газоразрядного счетчика типа си-3б (мст-17)

Содержание.

Введение.

1. Физические основы обнаружения излучений.

2. Типичная вольт- амперная характеристика газового разряда.

3.Принцип работы газоразрядного счетчика.

3.1. Развитие разряда и его характеристики.

3.2. Гашение разряда.

3.3. Мертвое время счетчика.

3.4. Счетная характеристика счетчика и ее параметры.

3.5. Эффективность регистрации.

4. Изготовление счетчиков.

4.1. Материал катодов и анодов.

4.2. Изоляторы.

4.3. Наполнение счетчиков.

5. Технические характеристики счетчика СИ-3Б (МСТ-17) и его области применения.

6. Практическое определение пригодности счетчика к работе.

Выводы.

Л и т е р а т у р а: [1, 6 – 8, 14, 17].

Т е м ы 8 – 11. Устройство и принцип работы цилиндрического