Пример решения

Т.к. вся полученная энергия идет на нагревание, то 600 Р соответствует 600 рад поглощенной дозы, 1 рад = 0,01 Дж/кг. Т.о.: D_п = 600×0,01 = 6 (Дж/кг).  D_п = Е / m, поэтому: Е = D_п× m = 6 Дж/кг×70 кг = 420 Дж. Получение энергии сопровождается повышением температуры: Е = Q = c×m×Dt, откуда:

Dt = Е / c×m = 420 / (4200×70) = 0,0014 (К). Ответ: Dt = 0,0014 К.

3. Человек весом 60 кг в течение t = 6 ч подвергался действию γ- излучения, мощность которого составляла Р_эксп = 30 мкР/ч. Считая, что основным поглощающим элементом являются мягкие ткани, найти экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы облучения. Найти поглощенную энергию излучения в единицах СИ.

Пример решения

Экспозиционную дозу излучения можно найти по формуле: D_эксп=Р_эксп×t =30 мкР/ч×6ч=180мкР. Поглощенная доза D_п=E/m=f×D_эксп, т.к. основным поглощающим элементом являются мягкие ткани, то f=1 и D_п=1×180мкР=180мкрад=1,8мкГр. Е=D_п×m=1,8мкГр×60кг=108мкДж. D_э=K×D_п ⁼

1×1,8мкГр=1,8мкЗв. Ответ: D_эксп= 180мкР; D_п=1,8мкГр; D_э=1,8мкЗв; Е=108мкДж.

4. Известно, что разовая летальная экспозиционная доза для человека равна 400 р (50 % смертности). Выразить эту дозу во всех других единицах. Пример решения

Поглощенная доза D_п=f×D_эксп = 1×400 Р = 400 рад = 4 Гр. D_э=K×D_п=1×4 Гр=4 Зв. Ответ: D_п= 4 Гр; D_э=4 Зв

5. В ткани массой m = 10 г поглощается n=10⁹ α-частиц с энергией Е = 5 МэВ. Найти эквивалентную дозу. Коэффициент качества для α-частиц K = 20.

Пример решения

Эквивалентную дозу излучения можно найти по формуле: D_э=K×D_п=K×Е/m= =K×n×E/m=20×10⁹×5×1,6×10^-13×/10^-2=1,6 Зв×

6. Мощность экспозиционной дозы γ - излучения Р_эксп  на расстоянии r = 0,1 м от точечного источника составляет Р_эксп = 3 Р/ч. Определить минимальное расстояние R от источника, на котором можно ежедневно работать по 6 ч без защиты. ПД = 20 мЗв/год. Поглощение γ - излучения воздухом не учитывать.

Пример решения

По нормам радиационной безопасности эквивалентная доза, полученная за год работы, составляет D_э = 20 мЗв. Коэффициент качества для γ - излучения К = 1. Р_эксп = Kg×A/r², где Kg - γ - постоянная, характерная для данного радиоактивного препарата. Поглощенная доза D_п = D_э / K =20 мЗв/1 = 20 мГр = 2 рад. Экспозиционная доза D_эксп = D_п / f = 2 рад / 1 = 2 Р.  Мощность дозы на расстоянии R:  Р_эксп R = Р_эксп×(r/R)². Доза, полученная за год (365 дней по 6 часов): D_эксп = Р_эксп×(r/R)²×2190, т.о.:  (R/r)² = Р_эксп×2190/D_эксп =3×2190/2=3258. Тогда: R/r = Ö3258 = 57; R = 57×0,1 м = 5,7 м. Ответ: минимальное расстояние R = 0,1 м.

 

 

Набор заданий для проверки достижения конкретных целей обучения

 

1. При радиометрических исследованиях в образце выявлен стронций ⁹⁰Sr₃₈, активность которого a=10⁷ Бк. Какая масса стронция в образце? Период полураспада Т _½ = =28,5 роки.

A.     0,285 г;

B.     0,019 кг;

C.     0,5 нм;

D.     4 нм;

E.      1,9×10^{-9 кг.}

2. Изучение лучевых катаракт на кроликах показало, что под действием γ-излучения катаракты развиваются при дозе D₁ = 200 рад. Под действием быстрых нейтронов (залы ускорителей) катаракта возникает при дозе D₂ = 20 рад. Определить коэффициент качества для быстрых нейтронов

A.     20;

B.     4;

C.     15;

D.     10;

E.      2.

3. Человек весом 60 кг в течение 6 ч подвергался действию γ- излучения, мощность которого составляла 30 мкР/час. Считая, что основным поглощающим элементом являются мягкие ткани, найти экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы облучения.

A.     180 мкР/ч; 1,8 мкГр; 180 мкбэр;

B.     30 мкР/ч; 0,3 мкГр; 30 мкбэр;

C.     5 мкР/ч; 0,5 мкГр; 50 мкбэр;

D.     1,8 мкР/ч; 0,18 мкГр; 18 мкбэр;

E.      50 мкР/ч; 5,0 мкГр; 500 мкбэр;

4. В ткани массой m = 10 г поглощается 10⁹ α-частиц с энергией Е = 5 МэВ. Найти эквивалентную дозу. Коэффициент качества для α-частиц K = 20.

A.     5×10^-3 Зв;

B.     1,5×10^-5 Зв;

C.     1,6×10^-2 Зв;

D.     1,6 Зв;

E.      8×10^-4 Зв.