2. Приборы и принадлежности

В данной работе для измерений используется экспериментальная установка по регистрации фотонного гамма-излучения (рис. 5.1).

Установка состоит:

– из сцинтилляционного блока детектирования, включающего в себя сцинтилляционный счетчик на базе сцинтиллятора NaI(Tl) и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ-85);

– пересчетного устройства ПСО;

– блока питания низковольтного (+5, 12 В), вмонтированного в ПСО;

– блока питания высоковольтного;

– источника гамма-излучения на основе изотопа Cs-137.

Гамма-излучение радиоактивного источника 1 на базе изотопа Cs-137, взаимодействуя с веществом сцинтиллятора 2 NaI(Tl), теряет свою энергию на возбуждение атомов и молекул. Излучение возбужденными атомами фотонов, т. е. сцинтилляции, регистрируется фотоэлектронным умножителем (ФЭУ-85) 3. Импульсы напряжения поступают с выхода ФЭУ на вход пересчетного устройства ПСО 6. Питание ФЭУ осуществляется за счет высоковольтного блока 4, питание к которому поступает от блока низковольтного питания 5 (12 В).

Рис. 5.1. Структурная схема экспериментальной установки:

1 – источник -излучения; 2 – сцинтиллятор (люминофор); 3 – фотоэлектронный умножитель; 4 – высоковольтный блок; 5 – блок низковольтного питания; 6 – пересчетное устройство

3. Порядок выполнения работы и обработка результатов

3.1. Включите ПСО в сеть, нажав красную клавишу, расположенную на задней панели прибора. Переключатели на передней панели ПСО установите напротив меток. Переключателем «Установка экспозиции» установите время измерения 100 с.

3.2. Выполните 5 измерений количество импульсов(N_ф) от гамма-фона. Для этого нажмите клавишу «Сброс», затем «Пуск». По истечении 100 с на ПСО гаснет красный индикатор, снимите показания и запишите их в таблицу. Определите среднее арифметическое значение количества импульсов .

3.3. Установите в измерительный блок образец с известной активностью А₁ и выполните 5 измерений количества импульсов. Определите среднее значение . Найдите значение количества импульсов N₁ за вычетом фона: .

3.4. Повторите 5 измерений для другого образца с известной активностью А₂ и определите N₂.

Таблица

Измеренные и вычисленные величины

Источник	Величины	Число измерений
		1	2	3	4	5
Фон	Nф
А1 = 7,710–8 Ки/кг mэт = 155 г	NА
А2 = 310–6 Ки/кг mэт = 155 г	NВ
	N2 = –
АХ1 mпр = 155 г	NС
	NХ1 = –
АХ2 mпр = 150 г	ND
	NХ2 = –

3.5. По результатам измерений постройте калибровочный график (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Калибровочный график

3.6. Определите пересчетный коэффициент для исследованных образцов C₁ = N₁ / A₁, C₂ = N₂ / A₂ и найдите его среднее значение . Установите в измерительный блок первый образец с неизвестной удельной активностью А_Х1 и выполните 5 измерений количество импульсов N_С. Определите среднее значение . Найдите значение количества импульсов N_Х1 за вычетом фона: N_Х1 = – .

3.7. Повторите измерения для другого образца с неизвестной активностью А_Х2 и определите N_Х2.

3.8. Определите удельную активность А_Х (Ки/кг) измеренных проб:

а) по калибровочному графику;

б) по формуле

,

где – среднее значение пересчетного коэффициента; m_эт и m_пр – массы калибровочного образца и пробы, г.

3.9. Полученные результаты по измерению удельной активности сравните с Республиканскими допустимыми уровнями загрязнения (РДУ) пищевых продуктов, действующими на территории Республики Беларусь (прил. 5.1).

Контрольные вопросы

1. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, постоянная распада.

2. Период полураспада, среднее время жизни радиоактивного ядра.

3. Активность, единицы активности, удельная активность.

4. Сущность абсолютного и относительного методов измерений активности.

5. Объясните, в каком случае и для чего используется калибровочный график.

6. Дайте определение поверхностной активности и назовите ее основные единицы измерения.

50