Добавил:
YagamiRam
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Лабораторные работы / Метода по 7 и 8 лабам_Радон
.pdf
где Q – объёмная активность радона, вычисленная по формуле
(8.5), Бк/м3; Qф – объёмная активность фона, вычисленная по
формуле (8.4), Бк/м3; V2 – объём измерительной камеры РРА
(1,6 л); V1 – объём пробы в пробоотборнике (0,05 л); t – время,
прошедшее от окончания отбора пробы до начала измерений,
мин., t = t2 – t1; λ – постоянная распада
α – коэффициент растворимости
222
222
Rn, λ=1,26 ⋅ 10-4 мин-1;
Rn в воде.
Табулированные значения exp(λ*t) для воды приведены
в табл. 8.4.
При расчётах по формуле (8.8) можно применять значения коэффициента α=0,25, так как его измерение в диапазоне
температур, указанных в условиях измерения, изменяет результат измерения не более чем на 0,5%.
Примечание. Не рекомендуется хранить воду в барботере более 4 ч до измерения из-за частичного растворения радона в конструкционных материалах барботера.
Таблица 8.4
Значение величины exp(λ*t) в зависимости от времени,
прошедшего от окончания отбора пробы воды до начала измерений
T, час 1 2 3 4
exp(λ*t)
T, час 5 6 7 8
exp(λ*t)
1,00013 1,00025 1,00038 1,00050
1,00063 1,00076 1,00088 1,00100
Погрешность определения объёмной активности радона
составляет:
δQп = ±40% при Q ≤ 1300 Бк/м3,
δQп = ±30% при Q > 1300 Бк/м3.
Результаты вычислений заносят в протокол. К протоколу прикладывают план размещения контрольных точек на
обследуемом участке водной поверхности.
135
Интегральные приборы для измерения
объёмной активности радона
Для измерения интегральной активности радона предназначены такие приборы, выпускаемые отечественной промышленностью, как радиометр радона РГА-04 («СЭР» – сигнализатор-экспозиметр радона-222) и радиометр радона аэрозольный РАА-3-01 «АльфаАЭРО».
Радиометр радона РГА-04
1. Диапазон измерения ОА радона-222: 2–65 000 Бк/м3.
2. Предел допускаемой основной относительной по-
грешности при измерении ОА радона-222 не превышает
±30% при доверительной вероятности 0,95.
3. Дополнительная погрешность при измерении темпе-
ратуры от ±5 до ±40 не превышает ±10%.
4. Чувствительность радиометра не менее 0,5⋅10-5 м3/с⋅Бк
5. Уровень собственного фона не более 0,7 Бк/м3.
6. Время измерения выбирается радиометром автоматически
в диапазоне от 1 мин до 200 сут. в зависимости от измеряемой величины ОА Rn
222
и чувствительности радиометра.
Порядок работы с радиометром РГА-04:
1. Перед началом измерений необходимо убедиться в том,
3
что уровень собственного фона радиометра не превышает 7 Бк/м
.
2. Анализируемый воздух поступает в измерительную
камеру путём диффузии через аэрозольный фильтр. Время,
необходимое для установления объёмной активности радона
в измерительной камере, такой же, как в анализируемом воздухе, составляет не более 40 мин. В процессе измерений
имеется возможность просмотра данных.
Радиометр радона аэрозольный РАА-3-01 «АльфаАЭРО». Радиометр предназначен для измерения
эквивалентной
равновесной объёмной активности (ЭРОА) радона-222 (радона) и радона-220 (торона) в воздухе, выполняет оценку объём-
136
ной активности (ОА) радона, а также среднегодового значения
ЭРОА изотопов радона в воздухе закрытых помещений путём
отбора проб на угольный детектор. Радиометр применяется
для радиационно-гигиенических обследований жилых, общественных и производственных зданий, а также для радиационного контроля в подземных сооружениях и на местности.
Основные технические характеристики:
¾ диапазон измерений ЭРОА радона и торона от 1 до
106 Бк/м3 ;
¾ пределы допускаемой относительной погрешности
измерений ЭРОА радона и торона ±30%.
Контрольные вопросы
1. Мгновенные методы измерения объёмной активно-
сти радона и его ДПР.
2. Интегральные методы измерения объёмной активно-
сти радона и его ДПР (трековые детекторы).
3. Интегральные методы измерения объёмной активно-
сти радона и его ДПР (электретные детекторы).
4. Квазиинтегральные методы измерения объёмной ак-
тивности радона и его ДПР (угольные детекторы).
5. Принцип работы и устройство радиометра радона
РРА-01.
6. Как производится отбор проб воздуха в различных
режимах измерения ЭРОА радона с помощью РРА-01.
7. Принцип работы и устройство пробоотборного уст-
ройства ПОУ-4 (ПОУ-5).
8. Почему при измерении фонового значения и кон-
центрации радона необходимо производить не менее 5 измерений
пишите формулу для определения собственного фона радиометра.
?
9. Как измеряется собственный фон радиометра? На-
137
10. Напишите формулу для определения объёмной ак-
тивности радона по результатам эксперимента.
11. Напишите формулу для определения активности ра-
дона при переводе пробы воздуха в измерительную камеру
радиометра из воздушного пробоотборника.
12. Сколько времени необходимо выдерживать пробо-
отборник в шпуре и почему?
13. Напишите формулу для вычисления объёмной ак-
тивности радона в почвенном воздухе.
14. Напишите формулу для вычисления плотности пото-
ка радона с поверхности земли.
15. Напишите формулу для определения объёмной ак-
тивности радона в воде.
16. Почему не рекомендуется хранить воду в барботере
более 4 ч до измерения?
Задачи
1. Нарисуйте участок, имеющий форму ромба (с углом
10 градусов) и расположите на нём точки обора проб для определения содержания радона в почве. Участок относится к
1-й (2-й, 3-й) категории по радоноопасности.
2. Нарисуйте схему отбора пробы воздуха при исполь-
зовании ПОУ.
3. Нарисуйте схему соединений для измерения
ной активности радона в почвенном воздухе.
4. Нарисуйте схему соединений для измерения объём-
ной активности радона в воде.
5. Опишите последовательность проведения измерений
радона в почвенном воздухе.
6. При проведении измерений объёмной фоновой кон-
центрации и объёмной активности в камере РРА получены
следующие результаты:
138
объём-
Величины фона:
N
Qф, Бк/м3
1 2 3 4 5
11 15 12 17 14
Величины объёмной активности:
N
Q, Бк/м3
1 2 3 4 5
120 180 160 230 140
Определите средние значения фона и объёмной актив-
ности.
Q
фср
Q
ср
139
Практическая работа 9
МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ
РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
Требования к средствам радиационного контроля
и их основные характеристики
Для оценки состояния окружающей среды, сертификации рабочих мест, оценки безопасности продуктов, строительных материалов, почв и других объектов по радиационным факторам необходимо провести радиационный контроль. При проведении радиационного контроля основную
роль играет выбор метода и средств контроля.
При выборе методов и средств радиационного контроля
необходимо иметь ответ на такие вопросы, как: что измерять,
где измерять, как часто измерять и чем измерять?
Методы радиационного контроля можно разделить на
следующие группы:
¾ дозиметрические;
¾ радиометрические;
¾ спектрометрические;
¾ радиохимические.
Мы рассмотрим только дозиметрические и радиометрические методы контроля.
При выборе метода и средств контроля необходимо решить вопрос о том, является ли данный метод подходящим
или можно использовать какой-либо другой, более хороший
метод, является ли данный метод достаточно чувствительным и обеспечивающим определение наиболее низкой кон-
140
центрации загрязняющего вещества, может ли он обеспечить
измерение во всём диапазоне концентраций вещества, достаточно ли быстро прибор реагирует на изменение контролируемого параметра и т.п.
Для ответа на эти и другие аналогичные вопросы необходимо знать основные характеристики методов и приборов
контроля, важные с точки зрения применения для контроля
параметров окружающей среды, в том числе и радиоактивных
загрязнений. Такими характеристиками являются точность,
чувствительность, линейность, воспроизводимость, дрейф нуля, постоянная времени и т.д.
Измеренное значение отличается от действительного
благодаря присутствию таких погрешностей, как инструментальная, методическая, статическая, динамическая и эксплуатационная. Для приборов радиационного контроля характерна
статистическая погрешность, обусловленная как случайным
характером появления регистрируемых частиц или квантов,
так и различными случайными процессами, возникающими в
детекторе и измерительном устройстве прибора. При выбранном методе измерений инструментальная погрешность зависит от совершенства характеристик самого измерительного
прибора, чувствительности его к помехам и уровня собственных помех.
Динамическая погрешность зависит от скорости изменения измеряемой величины, например активности, во времени.
Статическая погрешность зависит от нелинейности преобразователя и его чувствительности. Эксплуатационная погрешность – это погрешность, зависящая от внешних условий.
Внешние условия – это интервал изменения влажности,
температуры, давления, радиации окружающей среды, а также механических воздействий, в пределах которых обеспечено нормальное функционирование прибора.
Точность работы дозиметрических приборов оценивают
относительной погрешностью. Относительная погрешность
выражается в относительных единицах или процентах.
141
Помехи – нежелательные сигналы на выходе детектора,
вызванные воздействием посторонних излучений или внутренними шумами детектора.
Быстродействие – способность прибора реагировать на
быстрые изменения измеряемой величины. Оно характеризуется постоянной величиной времени прибора Тп, а также затуханием и приращением сигнала. За время регистрации сигнала принимают время от момента скачкообразного изменения концентрации на входе прибора до момента установления показания, равного 95% начальной концентрации.
Дозиметрия ионизирующих излучений
Для измерения суммарной экспозиционной или поглощённой дозы излучения применяют емкостной, фотографический, термолюминесцентный и радиохимический методы.
Конденсаторные дозиметры предназначены для контроля полученной индивидуальной дозы облучения персонала. В настоящее время используются конденсаторные дозиметры ДК-0,2 (предназначен для измерения дневной дозы
фотонного облучения персонала), дозиметр ДКП-50-А,
предназначен для измерения доз фотонного излучения в
диапазоне 2-50 Р, а также дозиметры КИД-1 – в диапазоне
0,005-1,0 Р.
Фотографический метод основан на способности бета-,
гамма- и рентгеновского излучений вызывать потемнение
фотографической плёнки или пластинки. О суммарной дозе
поглощённого излучения судят по плотности почернения,
засвеченной лучами, а затем проявленной плёнки. На этом
принципе работают фотоплёночные дозиметры серий ИФК
и ИФКУ, предназначенные для индивидуальной дозиметрии.
Дозиметры позволяют регистрировать гамма-излучение с
энергией 0,02-3,0 МэВ в диапазоне экспозиционных доз
0,02-2,0 Р, 0,3-12,0 Р и 0,01-50,0 Р соответственно.
142
Термолюминесцентный метод основан на аккумуляции
энергии радиоактивного излучения люминофорами и её выделении в виде света при их последующем нагревании в специальном регистрирующем устройстве до температуры 300°С.
Этот метод позволяет измерить дозу излучений в огромном
диапазоне – от сотых долей до десятков грей. Комплект термолюминесцентных дозиметров ТЛД-1 состоит из набора кассет с детекторами на основе соединений LiF и СаSО4, активированных марганцем, и измерительного прибора.
Радиохимический метод основан на измерении результата радиационно-химических реакций, протекающих под действием ионизирующих излучений. При действии излучений в
веществе происходят химические реакции и образуются новые соединения. Далее определяют количество образовавшегося вещества, а следовательно, и дозу поглощённого излучения. Метод является громоздким, но применяется при необходимости измерения больших доз. Например, нитратный детектор используют для измерения доз порядка 0,5-8 Гр, ферросульфатный жидкий детектор (насыщенный раствор FеSО4
в разбавленной серной кислоте Н2SO4) – для доз 20-400 Гр,
цериевый (0,1 М раствор Се2(SО4)3 в 0,4 М Н2SO4) – для доз
102-105 Гр.
Методы и приборы для измерения мощности
дозы ионизирующих излучений
Для исследования различных характеристик излучений
(мощности дозы, энергии, спектрального состава и др.) ис-
пользуются различные регистрирующие и измерительные
приборы. Любой такой прибор состоит из двух основных
частей – детектора и измерительного устройства (рис. 9.1).
Детектор
Рис. 9.1. Устройство радиационных приборов
143
Измерительное устройство
В таком приборе детектор осуществляет преобразование
попадающих в него ионизирующих частиц или квантов в электрические импульсы. Измерительное устройство или устройство обработки информации, прежде всего, усиливает импульсы, а затем обрабатывает поток импульсов и в соответствии с
заложенным в него алгоритмом выдает нужную информацию –
считает число импульсов в секунду, измеряет их длительность,
измеряет амплитуду импульсов, определяет мощность дозы,
определяет спектральную характеристику излучения и т.п.
В качестве первичных датчиков для регистрации излучения используются ионизационные, сцинтилляционные и
полупроводниковые детекторы.
Детекторы обладают разной чувствительностью к различным излучениям. Только правильно выбрав детектор,
можно быть уверенным в том, что проведенные измерения и
полученные результаты дают более или менее точную оценку параметров исследуемого излучения.
Ионизационные детекторы. По конструкции ионизаци-
онные детекторы разделяются на цилиндрические и торцовые.
Цилиндрический детектор состоит из наружного проводящего
цилиндра (катода) и тонкой металлической нити (анода), натянутой по оси цилиндра и изолированной от него (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Цилиндрический детектор:
1 – изолятор, 2 – анод – вольфрамовая нить,
3 – катод – корпус детектора
144
Соседние файлы в папке Лабораторные работы