Измерение мощности экспозиционной дозы излучения с помощью дозиметра

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Цель работы: Получить представление о количественных характеристиках ионизирующих излучений, единицах и методах их измерения

Для реализации поставленной цели необходимо:

а) Изучить литературу[1] по теме работы, раздел «Элементы дозиметрии».

1) В чем состоит основной закон радиоактивного распада? Что такое постоянная распада? Какая связь между ними?

2) Что понимают под активностью радиоактивного препарата? В каких единицах выражается активность?

3) Что называют поглощенной и экспозиционной дозами излучения, в каких единицах они измеряются?

4) Что называют мощностью экспозиционной дозы излучения? В каких единицах она измеряется?

5) Какая связь между экспозиционной дозой излучения и активностью?

6) Что называют эквивалентной дозой излучения? В каких единицах она измеряется?

7) Какие существуют методы регистрации ионизирующих излучений?

8) Как устроен дозиметр и на чем основан принцип его действия?

Ионизирующим излучением называют потоки частиц и электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Ионизирующим излучением является рентгеновское и g-излучение, потоки a-частиц, электронов, нейтронов и многих других элементарных частиц. Одним из распространенных источников ионизирующего излучения является радиоактивный распад атомных ядер.

Радиоактивностью называют самопроизвольный распад ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Основной закон радиоактивного распада показывает экспоненциальную зависимость нераспавшихся ядер от времени:

Постоянная распада различна для разных радиоактивных ядер и характеризует вероятность распада ядра в единицу времени. На практике вместо постоянной распада чаще используют период полураспада – время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер. Связь между постоянной распада и периодом полураспада определяется формулой:

Другой характеристикой радиоактивного распада является активность. Она равна скорости распада:

Единица активности – беккерель (Бк), что соответствует активности радиоактивного препарата, в котором за 1 с происходит один акт распада. В медицинской практике используется внесистемная единица активности кюри (Ku); Ku=3, 7*10¹⁰Бк.

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом количественно оценивается линейной плотностью ионизации и среднем линейным пробегом.

Под линейной плотностью ионизации I понимают отношение числа ионов одного знака, образованных заряженной ионизирующей частицей на элементарном пути, к этому пути. Эту величину часто называют ионизирующей способностью:.

Средним линейным пробегом R заряженной ионизирующей частицы является среднее значение расстояния между началом и концом пробега ионизирующей частицы в данном веществе. Эту величину обычно называют проникающей способностью ионизирующего излучения.

Ионизирующая способность и проникающая способность находятся в обратной зависимости.

Количественная характеристика ионизирующего излучения как отношение, переданной элементу объема вещества, к массе этого объема называется поглощенной дозой D. Она зависит от вида ионизирующего излучения, энергии его частиц, состава облучаемого вещества и пропорциональна времени облучения. Дозу, отнесенную ко времени, называют мощностью дозы.

Единицей поглощенной дозы излучения является грей (Гр).

1 Гр соответствует дозе излучения, при котором облучаемому веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Мощность поглощенной дозы излучения выражается в греях в секунду (1 Гр/с=1 Дж/(с*кг)=1 Вт/кг). Внесистемная единица дозы – рад (1 рад=0, 01 Гр=100 эрг/г), а мощность дозы – рад в секунду (рад/с).

Для характеристики рентгеновского и g-излучения используется экспозиционная доза. Экспозиционная доза – это мера ионизации воздуха рентгеновскими и g-лучами. Она выражается отношением суммарного заряда ионов, образующихся при ионизации объема вещества, к массе этого объема. За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген (Р): 1Р=2, 58*10^-4Кл/кг. Единицей мощности экспозиционной дозы является Р/с.

В дозиметрии принято сравнивать биологические эффекты различных излучений с соответствующими эффектами, вызванными рентгеновскими и g-лучами. Коэффициент К, показывающий, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или g-излучения, при одинаковой дозе излучения в тканях, является коэффициентом качества. Для чем рентгеновского и g- и b-излучений К=1. В радиобиологии коэффициент качества называют также относительной биологической эффективностью (ОБЭ), которая для разных видов излучений устанавливается экспериментально. Используя коэффициент качества, ввели еще одну характеристику ионизирующего излучения – эквивалентная доза Н. Эквивалентную дозу определяют как произведение коэффициента качества на поглощенную дозу: Н=К*D.

Эквивалентная доза выражается в зивертах (Зв). Внесистемная единица эквивалентной дозы – биологический эквивалент рентгена, сокращенно «бэр». 1бэр=0, 01Зв. Эквивалентная доза в бэрах равна дозе излучения в радах, умноженной на коэффициент качества.

Дозиметрия внешнего облучения проводится дозиметрическими приборами. Дозиметрическими приборами или дозиметрами называют устройства для измерения доз ионизирующих излучений или величин, связанных с дозами. Конструктивно дозиметры состоят из детектора ионизирующих излучений и измерительного устройства. В зависимости от используемого детектора различают дозиметры ионизационные, люминесцентные, полупроводниковые и др. Дозиметрические приборы делятся на рентгенметры, радиометры и т.д. Рентгенметрами называют дозиметры для измерения экспозиционных доз рентгеновского и g-излучения или их мощности. Для измерения активности или концентрации радиоактивных изотопов применяют приборы, называемые радиометрами.

Определить мощность дозы радиационного фона. Снять зависимость мощности экспозиционной дозы от расстояния до источника и толщины защитного слоя.

Лабораторная установка состоит из дозиметра ДРГЗ-02, включающего измерительный блок (1), и блок детектора (2), закрепленный на штативе (3); источника b-излучения (4), линейки (5) и набора картонных кружков (6), используемых в качестве защитного материала (рис.1)

1.Установить переключатель рода работ в положение «ВЫКЛ», а переключатель диапазонов в положение «Уст. Нуля», ручку «Уст. Нуля» в любое положение.

2. Включить дозиметр в сеть и перевести переключатель рода работ в положение «накал». Выждать 2-3 минуты; стрелка микроамперметра должна установиться в пределах закрашенного сектора шкалы.

3. Перевести переключатель рода работ в положение «Ток. Стаб.». Выждать 3-4 минуты; стрелка микроамперметра должна установиться в пределах 1-1, 2 по нижней шкале.

4. Поставить переключатель рода работ в положение «Анод», выждать 3 минуты; стрелка микроамперметра должна установиться в пределах 0, 6-0, 8 по нижней шкале.

5. перевести переключатель рода работ в положение «изм.».

6. Закрыть затвор детектора, т.е. повернуть световой затвор по стрелке до упора.

7. Ручкой «уст. Нуля» установить стрелку микроамперметра на 0.

8. Перевести переключатель диапазонов в положение 0, 1.

9. Открыть световой затвор детектора, повернув против стрелки до упора.

10. Отметить показание дозиметра и занести его в строку «ФОН» табл. 1 и 2.

11. Диапазон шкалы рентгенметра переключить на 100 или 30. Снять крышку с контрольного источника и поднести его к торцу детектора. Показание рентгенметра занести в таблицу 1.

12. Последовательно отодвигая источник на расстояние 1.2, 3.4.5 и 10 см, отметить показания рентгенметра и занести их в табл.1.

13. Мощность М₁ экспозиционной дозы источника излучения равна разности между показанием Р₁ рентгенметра и фоном. Результаты вычислений занести в таблицу 1.

14. Построить график зависимости мощности экспозиционной дозы излучения источника от расстояния до дозиметра.

16. На источник положить один бумажный кружок, на кружке разместить детектор и измерить мощность дозы, результаты занести в таблицу 2.

17. Добавляя по одному бумажному кружку, провести измерения до тех пор, пока излучение не достигнет уровня фона. Результаты занести в таблицу 2.

18.Вычислить мощность дозы источника М₂=Р₂-ФОН. Результаты занести в таблицу 2.

19. Построить график зависимости мощности экспозиционной дозы от толщины защитного слоя.

20. Сделать вывод о зависимости мощности экспозиционной дозы излучения источника от расстояния до дозиметра и от толщины защитного слоя.

Отчет о проделанной работе сдать преподавателю.