Защита от гамма-излучения

Цель работы:

• Ознакомиться с факторами, обуславливающими формирование естественного радиационного фона, технологически измененного естественного радиационного фона и искусственного радиационного фона.
• Изучить дозовые характеристики ионизирующих излучений.
• Изучить принцип действия, устройство и технические характеристики бытового дозиметра Антри 01 «Сосна».
• Используя бытовой дозиметр «СОСНА» провести оценку радиационной обстановки в естественных и смоделированных условиях.
• Решить задачи.

Схема установки:

 

Рис.1. Структурная схема  дозиметра

УД-устройство детектирования;

Т-таймер;

УУ- устройство управления;

СИ-счетчик импульсов;

УЗС- устройство  звуковой сигнализации;

И- индикатор.

 

 

      Формулы для определения результатов:

 

 

     Экспозиционная доза Х характеризует ионизирующее действие фотонного излучения (- и рентгеновского излучения) на сухой атмосферный воздух. Экспозиционная доза равна отношению суммарного заряда dq ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, образованных фотонным излучением в элементарном объеме воздуха, к массе воздуха dm в этом объеме:

X=

 

     Единицы измерения экспозиционной дозы:

          СИ                                                                                   Внесистемные единицы

              [Х]=Кл/кг                                                                                               [Х]=Р

         (Кулон/килограмм)                                                                                  (Рентген)

1Кл/кг=3876 Р

1Р=2,58*10^-4 Кл/кг

Экспозиционная доза названа  в честь Вильгельма Конрада Рентгена (1845-1923)- немецкого физика, который открыл излучение, названное его именем.

     Мощность экспозиционной дозы Х – отношение приращения экспозиционной дозы dX за малый промежуток времени dt к его длительности

 

Х=

 

Единицы измерения мощности экспозиционной дозы:

          СИ                                                                                       Внесистемные единицы

      [X]=А/кг                                                                                       [X] = Р/час

(Ампер/килограмм)                                                                        (Рентген/час)

Измерив мощность экспозиционной дозы, можно рассчитать экспозиционную дозу за определенный промежуток времени

Х=Х *t

при условии, X(t)=const.

     Эквивалентная доза Н- учитывает особенности радиационного эффекта в биологической ткани при облечении различными видами ионизирующего излучения и равна произведению поглощённой дозы D в органе или ткани на взвешивающий коэффициент W_R для определенного вида излучения:

H=W_R*D

 

Единицы измерения эквивалентной  дозы:

         СИ                                                                                       Внесистемные единицы

      [H]= Зв                                                                                            [Н] = бэр

      (Зиверт)                                                                        (биологические эквивалент рада)

      При одновременном облучении биологической ткани (тела человека) разными видами ионизирующего излучения эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для разных видов излучения.

H= ΣН_i

 

     Мощность эквивалентной дозы Н – отношение приращения эквивалентной дозы dН за малый промежуток времени dt к его длительности:

H=

 

Единицы измерения мощности эквивалентной дозы:

           СИ                                                                                       Внесистемные единицы

        [H]= Зв/c                                                                                         [Н] = бэр/час

 

      Предполагая, что мощность эквивалентной дозы остаётся постоянной в течение некоторого времени, легко можно рассчитать эквивалентную дозу за это время:

Н=Н*t

 

     Расчёт окончательного  результата при измерении фона:

Х=Х_ср+    Х_ср

     Абсолютная  погрешность i-го измерения:

Х_ср=! Х_ист –X_i!

Х_ист=Х_ср

Х_ср=(Х₁+Х₂+…Х_n)/n,

где n- число измерений.

Ответ в выводах записывается в виде:              Х=Х_{ср    Хср}

     Относительная погрешность:

ε=  _*100%

 

 

Результаты измерений:

                                                                                                                             Таблица №1

№ п/п	Хi, мкр/час	Хi, мкр/час	ε, %
1	10	5
2	17	2
3	17	2
4	14	1
5	19	4
6	13	2
7	13	2
8	16	1
9	16	1
10	10	5
Ср. знач.	15	3	20

 

 

Таблица №2

	Нi , мкЗв/час
	Пластина жёлтая	Пластина белая
1	0,07	1,48
2	0,18	1,31
3	0,10	1,19
4	0,13	1,12
5	0,12	1,66
Средн.	0,12	1,35

 

 

Таблица №3

Пластина	Показание дозиметра		Плотность потока, частиц/ см2 *с	ПДП, частиц/ см2 *с
	Nγ	Nβ+γ
желтая	14	148	1	26
белая	144	787	5

 

 

 

Задачи:

1.      Исходя из шестичасового рабочего дня, рассчитать какую часть года персонал может работать в данных условиях повышенного радиационного фона. Рабочее время персонала – 1700 часов в год.

    Дано:

t=1700 ч;

Н_н=20мЗв/ч;

 

    Н-?

     Решение:

1. Желтая пластина: Н_ж=Н_ж*t= 0,12*1700=204мкЗв/год*10^-3=0,2мЗв/год;

Н<H_н

2. Белая пластина: Н_б=Н_б*t=1.35*1700=2295 мкЗв/год*10^-3=2,3мЗв/год;

      Н<H_н

Ответ: Персонал может работать без ограничений, дополнительных средств  защиты не надо.

 

2.      Рассчитать какую часть года население может жить в данных условиях повышенного радиационного фона.

     Дано:

t₁=8760ч;

Н_н=5мЗв/ч;

 

      Н-?

        t-?

 

     Решение:

1. Белая пластина Н_б=Н_б*t=1,35*8760=11826мкЗв/год*10^-3=11,8мЗв/год ;

Население не может проживать  в данных условиях

2. Пластина жёлтая Н_ж=Н_ж*t= 0,12*8760=1051,2мкЗв/год*10^-3=1мЗв/год;

Население может проживать  в данных условиях 1 месяц.

t=    t=*12=1 месяц.

Ответ: 1 месяц.

 

Выводы:

 

 

 

Я ознакомился с факторами, обуславливающими формирование естественного радиационного фона, технологически измененного естественного радиационного фона и искусственного радиационного фона. Изучил дозовые характеристики ионизирующих излучений. Изучил принцип действия, устройство и технические характеристики бытового дозиметра Антри 01 «Сосна». Используя бытовой дозиметр «СОСНА» провел оценку радиационной обстановки в естественных и смоделированных условиях. Решил задачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Техническая физика»

Лаборатория «Ядерная физика и радиационная безопасность»

 

 

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №406

По дисциплине «Защита  населения»

«Защита от гамма-излучения»

 

                                                                            Исполнитель:

                                                               Студентка группы № 10504213

                                 Коледа К.П.

                                      Руководитель:

                                        Симонова М.П.