- •Введение
- •1 Краткие сведения из атомной и ядерной физики
- •1.1 Строение атома
- •1.2 Атомное ядро, изотопы
- •1.3 Радиоактивность и радиоактивный распад
- •1.4 Единицы измерения активности и величин, характеризующих поля ионизирующего излучения
- •2 Доза излучения. Единицы дозы излучения
- •2.1 Поглощенная доза
- •2.2 Эквивалентная доза
- •2.3 Эффективная эквивалентная доза облучения
- •2.4 Коллективная эквивалентная доза облучения
- •2.5 Экспозиционная доза фотонного излучения
- •2.6 Гамма – постоянная радионуклида
- •3.1 Цезий
- •3.3 Стронций-90
- •3.4 Трансплутониевые радионуклиды
- •4 Радиоактивные материалы и окружающая среда
- •4.1 Естественная радиация
- •4.1.1 Космическое излучение
- •4.1.2 Земное излучение
- •4.2 Изменение естественного радиоактивного фона
- •4.2.1 Использование излучений в медицине
- •4.2.1.1 Медицинская диагностическая рентгенография
- •4.2.1.2 Диагностическая радиационная медицина
- •4.3 Испытания ядерного оружия
- •4.4 Промышленные процессы и естественные радионуклиды
- •4.5 Радиация и атомная энергетика
- •4.5.1 Производство электроэнергии на АЭС в условиях нормальной эксплуатации
- •4.5.1.1 Добыча и переработка урановых руд
- •4.5.1.2 Производство ядерного топлива
- •4.5.1.3 Эксплуатация реакторов
- •4.5.1.4 Переработка ядерного топлива
- •4.5.1.5 Транспортировка радиоактивных материалов
- •4.5.1.6 Долговременные перспективы
- •5 Обстановка после Чернобыльской аварии
- •5.1 Авария и аварийные меры на площадке
- •5.2 Последствия аварии на ЧАЭС
- •6 Выброс радиоактивных веществ в окружающую среду и пути облучения организма человека
- •6.1 Рассеяние и осаждение радиоактивных веществ
- •6.2 Пути внешнего облучения
- •6.3 Внутреннее облучение. Пути поступления радионуклидов
- •6.3.1 Ингаляционное поступление радионуклидов
- •6.3.2 Поступление радионуклидов с продуктами питания
- •6.4 Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений и содержания радионуклидов в продуктах питания
- •6.4.1 Допустимые уровни годовой суммарной эффективной дозы
- •6.5 Допустимые уровни загрязнения 137Cs и 90Sr продуктов питания
- •7 Взаимодействие заряженного излучения с веществом
- •7.1 Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом
- •8 Взаимодействие рентгеновского и γ-излучений с веществом
- •8.1 Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение
- •8.2 Ослабление излучения в веществе
- •8.3 Фотоэффект
- •8.4 Комптон-эффект
- •8.5 Эффект образования пар
- •9 Ионизационный метод регистрации излучения
- •9.1 Принципы регистрации излучения
- •9.2 Физические основы газовой проводимости
- •9.2.1 Подвижность ионов
- •9.2.1.1 Рекомбинация ионов
- •9.3 Вольт–амперная характеристика газового разряда
- •9.4 Ионизационные камеры. Принципы работы и общие характеристики
- •9.4.4 Импульсные камеры
- •9.5 Пропорциональный счетчик
- •9.5.1 Принцип действия
- •9.5.2 Механизм газового разряда
- •9.5.3 Рабочие характеристики
- •9.5.4 Конструкция и применение пропорциональных счетчиков
- •9.6.1 Особенности газового разряда
- •9.6.2 Рабочие характеристики
- •10 Сцинтилляционные детекторы
- •10.1 Принцип действия и структурная схема сцинтилляционного детектора
- •10.2 Фосфоры
- •10.2.1 Органические монокристаллы
- •10.2.2 Жидкие фосфоры
- •10.2.3 Пластики
- •10.2.4 Неорганические монокристаллы
- •10.3 Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
- •10.3.1 Особенности регистрации излучений
- •11 Полупроводниковые детекторы
- •11.1 Зонная теория проводимости
- •11.2 Примесные полупроводники
- •11.4 Диффузионно-дрейфовые детекторы
- •12 Спектрометрия излучений
- •12.1 Основные виды спектрометров и их характеристики
- •12.2 Энергетические спектрометры
- •12.3 Методы построения спектрометров
- •13 Методы дозиметрии
- •13.1 Термолюминесцентные дозиметры
- •13.2 Фотографический метод дозиметрии
- •13.2.1 Сенситометрические характеристики фотографических материалов
- •14 Методы отбора и подготовки проб для радиометрических измерений
- •14.1 Цели и задачи агрохимического и радиологического обследования почв
- •14.2 Полевое агрохимическое и радиологическое обследование почв
- •14.2.1 Выделение элементарных участков
- •14.3 Общие правила отбора смешанных почвенных образцов при агрохимическом и радиологическом обследовании
- •14.4 Формирование объединенных почвенных образцов при агрохимическом и радиологическом обследовании
- •14.5 Особенности отбора проб на угодьях, на которых после выпадения радионуклидов не проводилась обработка почвы
- •14.6 Виды анализов и формирование объединенных почвенных образцов для агрохимических анализов
- •14.7 Особенности обследования почв на содержание тяжелых металлов
- •15 Математическая обработка результатов измерений
- •15.1 Методы и средства измерения
- •15.2 Погрешность измерения действительных величин
- •15.3 Статистическая точность измерения
- •Список литературы
как от интенсивности γ–излучения, так и от порядкового номера Z материала стенки. Следовательно, материал стенки влияет на результаты измерения интенсивности γ–излучения.
Большинством токовых камер измеряют мощность дозы и дозу γ–
ирентгеновского излучений.
Вединице массы воздуха и другого вещества поглощается одинаковое количество γ–излучения, если их массовые коэффициенты поглощения равны. Такие вещества называют воздухоэквивалентными. Поскольку дозу γ–излучения определяют по степени ионизации воздуха, показания токовой камеры отражают значение интенсивности γ–излучения, если корпус выполнен из воздухоэквивалентного вещества. Тогда в 1 г материала стенки образуется столько же электронов, что и в 1 г воздуха, и доза излучения, отнесенная к 1 г воздуха, пропорциональна току насыщения. Токовую камеру с воздухоэквивалентной стенкой называют воздухоэквивалентной.
Свойствами, близкими к воздухоэквивалентным веществам, обладают изоляторы: целлофан, плексиглас, полистирол, бакелит и другие материалы. Для создания электрического поля в воздухоэквивалентной камере на внутреннюю поверхность корпуса– изолятора наносят тонкий слой аквадага (водный раствор графита), который обладает высокой электропроводностью.
9.4.4Импульсные камеры
Импульсной камерой регистрируют отдельные заряженные частицы. Ионы, образованные при прохождении заряженной частицы в газе, увлекаются электрическим полем и попадают на соответствующие электроды. Порция заряда, накопленная на электродах, обусловливает кратковременное, импульсное протекание тока в электрической цепи. Она состоит из нагрузочного сопротивления R, паразитной емкости С и источника питания (рисунок 9.3).
122
1 |
А |
|
|
С |
R |
|
|
2 |
|
Рисунок 9.3 – Схема включения импульсной камеры:
1 – импульсная камера; 2 – источник высокого напряжения
Импульс тока создает на сопротивлении R импульс напряжения в точке ΔU(t) = U(t) с отрицательной полярностью.
Одной из важнейших характеристик импульсных детекторов служит разрешающее время τр. Оно равно минимальному интервалу времени следования двух импульсов, при котором схема сосчитывает каждый импульс в отдельности. Если временной интервал между импульсами меньше τр, то импульсы накладываются и схема сосчитывает вместо двух импульсов один. В этом случае происходит просчет ионизирующих частиц. Максимальное число ионизирующих частиц, регистрируемых импульсными детекторами за 1 с, Nр=1/τр, называют разрешающей способностью детектора. Разрешающее время τр сравнимо с длительностью импульса τимп. Чтобы снизить τр, уменьшают постоянную времени τ. Для этого в цепочку RC устанавливают такое сопротивление R, чтобы постоянная времени τ мало отличалась от времени собирания электронов τе.
В импульсных детекторах, включенных в электрическую цепь с постоянной времени τ~τе, влияние положительных ионов на потенциал собирающего электрода подавляется разрядным током. Поэтому положительные ионы не участвуют в формировании импульса. Импульсные детекторы, характеризующиеся отношением (τ/τе)~3, работают в режиме электронного собирания. Такие детекторы называют электронно–импульсными Импульс напряжения в электронно–импульсных детекторах формируется только за счет собирания электронов на аноде.
Разрешающее время электронно-импульсных детекторов составляет 10-6–10-5 с Они пригодны для регистрации интенсивных потоков частиц. Однако амплитуда импульса имеет сравнительно небольшое значение. Поэтому электронно–импульсные камеры
123