Для увеличения срока эксплуатации источника питания прибор необходимо включать только на время проведения проверки прибора и измерений.

 

Передняя панель дозиметра «Сосна» изображена на рис. 2. Для дозиметра «Сосна» при установке переключателя режимов в рабочее положение «МД» в приборе включается счетчик времени (таймер), который через заданное время прекращает счет импульсов. Величина длительности временного интервала таймера (20 с) подобрана так, что на цифровом табло обеспечивается прямой отсчет величины мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в мР/ч.

Таблица 3

АНРИ-01-02 «Сосна». Спецификация

 

Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы, мР/час	0,01 – 9,999
Диапазон измерения плотности потока бета- излучения, частиц/см2 в мин	10 – 5000
Диапазон оценки объемной активности растворов (по 137 Cs), Бк/л	3,7 103 – 3,7 104
Основная относительная погрешность измерения	мощности дозы по изотопу 137Cs: не более ± 30%; плотности потока от твердого источника: 90 Sr – 90Y: не более ± 45 %
Время измерения	20 ± 5 с
Габаритные размеры прибора	45 ´ 82 ´ 133 мм
Масса: не более	350 г

При установке переключателя режимов работы в положение «Т» таймер не работает, и время отсчета импульсов контролируется проводящим измерения человеком по часам. На цифровом табло в этом случае индицируется количество импульсов за выбранный период времени.

Прибор имеет также схему звуковой сигнализации, которая выдает звуковой сигнал по окончании времени измерения, если прибор работает в режиме «МД», и более короткий звуковой сигнал при прохождении каждого десятого импульса, если прибор работает в режиме «Т».

 

1.2. Проверьте, закрыта ли задняя крышка прибора. При необходимости закройте ее и зафиксируйте фиксатором.

 

1.3. Включите прибор, для чего выключатель питания переведите в положение «ВКЛ». На цифровом табло должно индицироваться (0.000) или (0000) Включение прибора должно сопровождаться коротким звуковым сигналом.

 

1.4. Для проверки работоспособности прибора установите переключатель режима работы в положение «МД», нажмите кнопку «КОНТР» (и удерживайте ее в нажатом положении до конца проверки), а затем кратковременно нажмите кнопку «ПУСК». На цифровом табло должны появиться три точки между позициями для цифровых знаков и автоматически начаться отсчет чисел. Примерно через 20 с отсчет чисел должен прекратиться. Окончание отсчета должно сопровождаться коротким звуковым сигналом, а на табло должно индицироваться число (l.024). После окончания отсчёта отпустите кнопку «КОНТР» и выключите прибор.

 

2. Измерение мощности экспозиционной дозы естественного фона гамма-излучения

 

2.1. Установите переключатель режимов работы в положение «МД» и включите прибор.

 

2.2. Кратковременно нажмите кнопку «ПУСК». При этом должен начаться отсчет импульсов. Через 20 с измерение закончится, что будет сопровождаться звуковым сигналом, а на табло будет зафиксирована мощность экспозиционной дозы естественного фона гамма-излучения, измеренная в мР/ч. Показание на цифровом табло сохранится до повторного нажатия на кнопку «ПУСК» или выключения прибора.

 

2.3. Запишите показания прибора, переведя их в мкР/ч (т.е. умножив на 10³).

 

2.4. Повторите измерения (п.п. 2.2, 2.3) 10 раз (n = 10), записывая их в таблицу 3. Выключите прибор.

 

Таблица 3

Измерение мощности экспозиционной дозы

№ изм.
xi

 

2.5. По измеренным данным x_i (i = 1, 2, 3 … 10) рассчитайте среднее арифметическое значение мощности гамма-излучения:

 

. (1)

 

2.6. Для доверительной вероятности Р = 0,95 по методу Стьюдента рассчитайте случайные ошибки Δ x, где

 

Δ x = a·Δ , , (2)

 

а a – коэффициент Стьюдента (для n = 10 и Р = 0,95 a = 2,4).

 

Примечание: Естественный фон гамма-излучения на территории стран СНГ изменяется в широких пределах и, как правило, составляет от 5 до 25 мкР/ч (1 Р = 0,87·10^-2 Зв).

 

2.8. Выписать ответ в стандартной форме:

x = мЗв/ч.

 

2.9. Исходя из измеренного значения мощности экспозиционной дозы, рассчитайте эквивалентную дозу, получаемую человеком в течение одного года, и сравните её с приведённым во введении к данной работе средним значением мощности эквивалентной дозы (используйте коэффициенты перевода рентгена в грей для биологической ткани и грея в зиверт для гамма-излучения).

 

Примечание. Расчет и запись результатов (пункты 2.5 – 2.9) можно выполнить после проведения измерений по пунктам 3.1 – 3.7.

 

3. Измерение объемной активности проб

 

3.1. Чистую, сухую кювету из комплекта прибора заполните до отметки «Уровень» питьевой водой.

 

3.2. Откройте заднюю крышку прибора и установите его на кювету. Подготовьте часы или секундомер для фиксации времени измерения. Установите переключатель режима работы в положение «Т» и включите прибор.

 

3.3. Зафиксируйте время начала замера и нажмите кнопку «ПУСК». Через время t ₁ = 10 мин нажмите кнопку «СТОП». Запишите показания прибора N ₁, равное количеству фоновых частиц. Данные запишите в таблицу 4.

 

Таблица 4

Измерение объёмной активности пробы

 

N 1	t 1	N 2	t 2	A V	Δ A V

 

3.4. Вылейте воду из кюветы, вытрите её насухо.

 

3.5. Заполните кювету исследуемым веществом до отметки «Уровень». Установите прибор на кювету.

 

3.6. Зафиксируйте время начала замера и нажмите кнопку «ПУСК». Через время t ₂ = 15 (или 20 мин) нажмите кнопку «СТОП». Запишите показания прибора N ₂, равное суммарному числу фоновых частиц и частиц, образующихся при распаде радиоактивных изотопов, содержащихся в исследуемом веществе. Данные запишите в таблицу 4.

 

3.7. Выключите прибор, снимите его с кюветы и закройте заднюю крышку. Освободите кювету от исследуемого вещества, промойте е` и вытрите насухо.

 

3.8. По данным таблицы 4 рассчитайте величину объёмной активности радионуклидов в данном образце пробы по формуле:

 

A _V = K · , Ки/л, где K = 8·10^-9 Ки×мин/л.

 

Если в результате замеров и расчётов получится величина, меньшая, чем 2 = 10^-7 Ки/л, то оценить на данном приборе объемную активность этого образца невозможно, можно лишь считать, что A _V < 2·10^-7 Ки/л. Заметим, что объёмная активность природных материалов, не загрязненных радиоактивными веществами, не превышает величины10^-10 Ки/л.

 

ВНИМАНИЕ: По согласованию с преподавателем в качестве образца можно использовать материалы, подготовленные студентом (например, образцы почв с дачного участка). Необходимый объём вещества около 100 см³; твёрдые вещества предварительно надо измельчить.

 

3.9. Оцените абсолютную и относительную погрешности объёмной активности по формулам:

– для абсолютной погрешности (при доверительной вероятности Р = 0,7)

Δ A _V = K ;

 

– для относительной погрешности при этом же значении доверительной вероятности

 

.

 

Значения погрешностей запишите в таблицу 2.

Запишите окончательный результат в виде:

 

A _V = ( ± Δ A _V) Ки/л.

 

Сравнив экспериментально полученные величины активности с допустимыми, сделайте вывод о радиационной безопасности исследуемого объекта.

 

 

Измерения с помощью дозиметра «Эксперт»

 

На рисунке 3 изображены внешний вид и органы управления дозиметра «Эксперт». В таблице 5 приведена спецификация прибора.

 

1. Подготовка дозиметра к работе

 

1.1. Внешний вид и органы управления.

В дозиметре применен торцевой газоразрядный счетчик СБТ-11А. Поток ионизирующего гамма/бета-излучения преобразуется счетчиком в последовательность электрических сигналов. Эти сигналы формируются по длительности и амплитуде, а затем подаются на схему регистрации и индикации.

Дозиметр циклически выполняет процесс измерения, который проходит в два этапа. На первом этапе производится суммирование зарегистрированных импульсов, а на втором – индикация результатов измерения.

На первом этапе на цифровом дисплее отображается число зарегистрированных на текущий момент от начала измерений импульсов. При завершении первого этапа подается звуковой сигнал и на дисплее появляется точка.

В нормальном режиме работы на дисплее непрерывно индицируются три точки. При превышении верхнего предела диапазона измеряемой величины на дисплее индицируется значение верхнего предела и звучит непрерывный сигнал. Передвижной экран расположен на задней крышке дозиметра. Экран фиксируется в крайних положениях. Положение экрана должно соответствовать выбранному режиму работы: при работе дозиметра в режиме «К» экран открыт (нижнее положение), при работе дозиметра в режиме «Р» экран закрыт (верхнее положение).

На втором этапе происходит индикация результатов измерения. После завершения второго этапа производится сброс результата (на экране высвечивается «0000») и процесс измерения повторяется сначала.

Длительность первого этапа зависит от диапазона и режима измерений. Длительность индикации результатов от 2 до 10 с.

 

Таблица 5

Дозиметр бытовой ДБГ-07Б «Эксперт». Спецификация

 

Диапазон измерения мощности эквивалентной дозы, мЗв/ч (мкР/ч)	0,1 – 500 (10 – 50000)
Диапазон энергий фотонов при измерении уровня мощности дозы, МэВ	0,1 – 1,25
Основная относительная погрешность измерения мощности дозы, %	± 30
Энергетическая зависимость при измерении мощности дозы, %	± 50
Диапазон измерения плотности потока бета-излучения от загрязненных поверхностей по стронцию-90, иттрию-90, цезию-137, частиц/см2 в секунду	0,3 – 500
Нижний предел энергии регистрируемого бета-излучения, не ниже, МэВ	0,156
Продолжительность непрерывной работы от одного элемента типа «Корунд», не менее, ч
Условия эксплуатации: температура давление влажность	от 0 С до +40 С от 84 до 106,7 кПа до 75 % при 30 С
	Габаритные размеры, мм	192 ´ 64 ´ 40

1.2. Установить переключатель «ВКЛ» – «ВЫКЛ» в положение «ВЫКЛ».

 

1.3. Снять крышку отсека питания и установить элемент питания, соблюдая указанную полярность. После этого вернуть крышку на место и закрепить винтами.[1]

 

2. Измерение мощности экспозиционной дозы естественного фона гамма-излучения

 

2.1. Установить режим работы «Р».

 

2.2. Установить диапазон измерений «x1».

 

2.3. Закрыть рабочую поверхность детектора экраном.

 

2.4. Включить дозиметр.

 

2.5. Провести 10 измерений и записать их в таблицу 6. Если при первом измерении сработает сигнализация о превышении верхнего предела диапазона, то необходимо повторить измерения на диапазоне «x10».

 

Таблица 6

Измерение мощности экспозиционной дозы

 

№ изм.
xi

 

2.6. Вычислить среднее арифметическое значение измеренной величины по формуле (1) и случайной ошибки Δ x по формуле (2).

2.7. Выписать ответ в стандартной форме:

 

x = ( ± Δ x) мкР/ч.

 

2.8. Исходя из измеренного значения мощности экспозиционной дозы, рассчитайте эквивалентную дозу, получаемую человеком в течение одного года, и сравните её с приведенным во введении к данной работе средним значением мощности эквивалентной дозы (используйте коэффициенты перевода рентгена в грей для биологической ткани и грей в зиверт для гамма-излучения).

 

3. Оценка плотности потока бета-излучения от поверхностей.

 

3.1. Установить режим «К».

 

3.2. Установить диапазон измерений «´1».

 

3.3. Закрыть экраном рабочую поверхность детектора и разместить дозиметр над исследуемой поверхностью

 

3.4. Включить дозиметр.

 

3.5. Провести 10 измерений фонового значения плотности потока бета-излучения N _Ф и записать результаты в таблицу 6.

 

3.6. Вычислить среднее арифметическое значение измеренной величины N _ФСР и записать в таблицу 5.

 

3.7. Открыть рабочую поверхность детектора и повторить измерения плотности потока бета-излучения N ₀. Записать данные в таблицу 7. Туда же записать среднее арифметическое значение измеренной величины N _0СР, рассчитанное по формуле (1).

 

Таблица 7

Измерение плотности потока бета-излучения

 

			…		Средние значения	Δ N
N Ф
N 0

 

3.8. Определить уровень загрязнения N _СР = N _0СР - N _ФСР.

 

3.9. Рассчитать погрешность измерений по формуле

 

Δ N = Δ N _Ф + Δ N ₀,

 

где Δ N _Ф и Δ N ₀ рассчитываются по методу Стьюдента.

 

3.10. Записать результат в виде

N = .

 

Если N _СР окажется соизмеримой с погрешностью измерения Δ N, то можно считать, что поверхность не загрязнена.

ВНИМАНИЕ: для предупреждения поражения человека высоким напряжением питания детектора и выхода из строя элементов схемы дозиметра недопустимо вскрытие опломбированного отсека дозиметра.

 

 

Измерения с помощью дозиметра Quartex RD 8901

 

Индивидуальным дозиметром Quartex RD 8901, строго говоря, называется детектор – индикатор радиоактивности. Прибор предназначен для самостоятельной оперативной оценки загрязнённости источниками гамма-квантов и бета-частиц различных сред. Ими могут быть продукты питания (твёрдые и жидкие), предметы быта, строительные материалы и другие объекты, окружающие человека в быту и на рабочем месте.

Детектор может быть использован для поиска источника радиации. Детектор не требует калибровки при использовании детектора потребителем. Передняя панель дозиметраQuartex RD 8901 изображена на рис. 4: 1 – крышка батарейного отсека; 2 – крышка-движок включения (вниз) и выключения (вверх); 3 – дозиметр готов к работе.

Основные характеристики детектора (спецификация) приведены в таблице 8.

 

Таблица 8

Основные характеристики детектора «Квартекс» РД 8901

 

Характеристика	Численные значения
Датчик	Газоразрядный счётчик Гейгера-Мюллера типа СБМ-20-1
Диапазон измерений, мкР/ч	0 – 999
Диапазон энергий, МэВ	0,1 – 1,25
Цикл измерений, с	34 ± 4
Относительная погрешность измерений, %	30 %
Температурный диапазон, ºC	-45 ºС ¸ +55 ºС
Источник питания	Батарея 6F22 9V («Крона», «Корунд»)
Время непрерывной работы от батареи с номинальным напряжением 9 В при уровне естественного радиационного фона 10 – 30 мкР/ч, не менее, ч
Габаритные размеры, мм	146 ´ 60 ´ 25
Масса, кг (без батареи питания), не более	0,12

 

1. Подготовка дозиметра к работе

 

1.1. Порядок пользования детектором

Включение детектора осуществляется перемещением вниз до упора крышки-движка. При включении детектор подаёт звуковой сигнал, а на табло появляется цифра «0».Если сигнал отсутствует, то, возможно неправильно подключён элемент питания или элемент питания полностью разряжен.

 

1.2. После включения детектора автоматически начинается оценка радиационной обстановки. Измерения проводятся повторяющимися циклами. Конец измерений сопровождается индикацией численного значения результата измерений на табло и звуковым сигналом. Циклы измерений повторяются вплоть до выключения детектора. Каждый цикл измерений длится 34 4 с. При этом каждый попадающий в объем счётчика гамма-квант индицируется на табло символом «» в крайнем левом положении экрана и коротким звуковым сигналом.

Если на табло индицируется символ «999», то он означает, что уровень мощности ионизирующего излучения очень высок, превышает 999 мкР/ч, т. е. очень опасный уровень радиации.

В конце каждого цикла результат измерений индицируется на табло в течение 5 с. В течение первых трёх секунд на табло появляется значение текущего измерения. Перед результатом текущего измерения появляется символ «-». Значение сопровождается прерывистым звуковым сигналом. Далее, в течение двух секунд на табло высвечивается усреднённое значение. Значение сопровождается непрерывным звуковым сигналом. Усреднение проводится автоматически по последним трём измерениям.

Если в правой части табло появляется символ «-», то необходимо заменить элемент питания, т.к. оставшийся заряд батареи ниже допустимого для проведения измерений уровня.

 

2. Измерение мощности экспозиционной дозы естественного фона гамма-излучения

 

2.1. Расположите детектор в том месте, где Вы хотите провести оценку мощности экспозиционной дозы. Если это рабочее место, то положите детектор на стол. Если предполагаемым источником загрязнения являются продукты питания, косметика и т. п., то приблизьте детектор к объекту обследования на расстояние 5 – 10 мм правой боковой стороной (с прорезями). При оценке степени радиоактивного загрязнения жидких объектов расположите детектор над поверхностью жидкости. Следите за тем, чтобы жидкость или капли жидкости не попадали внутрь детектора.

Проводя измерения, записывайте данные в таблицу 9.

 

Таблица 9

Измерение мощности экспозиционной дозы

 

№ изм.
x i

 

2.2. Детектор позволяет проводить поиск радиационно загрязнённых объектов. Для этого необходимо медленно перемещать включённый детектор над поверхностью исследуемого объекта или поворачивать детектор. Направление на загрязнённый объект или загрязнённый участок можно выявить, ориентируясь на увеличение частоты звуковых сигналов. По мере приближения к источнику частота звуковых сигналов возрастает, и, соответственно частота звуковых сигналов убывает по мере удаления от объекта.

 

2.3. По измеренным данным x_i (i = 1, 2, 3, …10) рассчитайте среднее арифметическое значение мощности гамма-излучения – см. формулу (1):

 

2.4. Для доверительной вероятности P = 0,95 по методу Стьюдента – см. формулу (2) – рассчитайте случайные ошибки Δ x, учитывая, что коэффициент Стьюдента a для n = 10 и P = 0,95 равен 2,4.

 

Примечание: Естественный фон гамма-излучения на территории стран СНГ изменяется в широких пределах и, как правило, составляет от 5 до 25 мкР/ч (1 Р = 0,87·10^-2 Зв).

2.5. Результаты измерений записать в стандартной форме:

 

x = ( ± Δ x) мЗв/ч.

 

2.6. Исходя из измеренного значения мощности экспозиционной дозы, рассчитайте эквивалентную дозу, получаемую человеком в течение одного года, и сравните её с приведённым во введении к данной работе средним значением мощности эквивалентной дозы (используйте коэффициенты перевода рентгена в грей для биологической ткани и грей в зиверт для гамма-излучения).

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Назовите основные типы ионизирующего излучения.

2. Какие величины характеризуют меру воздействия излучения на вещество, в каких единицах они измеряются?

3. Для чего вводится понятие коэффициента качества излучения?

4. Что характеризуют активность и объемная активность вещества? В каких единицах они измеряются?

5. Каковы предельно допустимые дозы излучений для различных групп населения?

6. Какие материалы используются для защиты от различных видов излучений?

7. Расскажите об устройстве и принципе действия дозиметров.

 

 

Список литературы

 

1. Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х тт. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. – М.: – Астрель АСТ, 2007. – 352 с.

2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Курс физики. – М.: Изд-во «Академия», 2003. – 720 с.

3. Трофимова Т. И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2004. – 544 с.

4. Селезнёв В.А., Тимофеев Ю.П. Методические указания к вводному занятию в лабораториях кафедры физики. – М.: МИИТ, 2006. – 30 с.

СОДЕРЖАНИЕ

 

		Стр.
Работа 53	Изучение работы люксметра............	...3
Работа 88	Изучение работы индивидуального дозиметра...	.. 15

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: