МУ-Я-60 (1003905), страница 3
Текст из файла (страница 3)
распределению Пуассона [4]: вероятность P (N) того, чтосчетчик зарегистрирует N частиц при среднем < N>, равнаP(N) = < N>N exp ( - < N> ) / N!.В качестве примера на рис. 7, а приведено распределение Пуассона для<N>=0,8. В этом случае с наибольшей вероятностью результат измерения будетравен 0 или 1. При малых <N> распределение асимметрично. Однако по мереувеличения <N> распределение становится симметричным, а его огибающаястремится к распределению Гаусса, которое характерно для распределения реP(N)P(N)<N>=0,80,12<N>=90,40,060,200 1 2 3 4N010515NбaРис.
7зультатов измерения непрерывно изменяющихся величин [5]. Это видно на рис.157, б, где вертикальными линиями показано распределение Пуассона для <N> =9, а пунктирной кривой – соответствующее распределение Гаусса.Из теории вероятности следует простое правило для оценки случайной погрешности при измерении радиоактивности. Если за некоторое время измерений счетчик зарегистрировал достаточно большое число частиц N (N > 100), тодоверительный интервал может быть получен из одного измерения. Искомая(истинная) величина с доверительной вероятностью P = 0,68 лежит в доверительном интервале от N − N до N + N .Относительная погрешность измерения равна ε = N N = 1N.Например, пусть счетчик зарегистрировал N = 100 распадов.
Тогда можноутверждать, что с вероятностью P = 0,68 истинное (среднее) число распадов заэто время лежит в интервале от 90 до 110. Кроме того, если счетчик зарегистрировал 100 частиц (“импульсов”), то в повторном измерении за то же времяэто число скорее всего будет другим, с большой вероятностью находясь в интервале от 90 до 110.С ростом N абсолютная погрешностьN растет, а относительная –уменьшается. Например, относительная погрешность равна ε = 0,1 = 10% приN=100 и ε = 0,01 = 1% при N = 10 000.9. Дозиметрия излученийДля оценки биологических последствий воздействия излучений необходимо контролировать дозы ионизирующих излучений.Поглощенной дозой называют отношение поглощенной энергии излученияк массе поглощающего веществаD = E /m.(20)Единица поглощенной дозы называется грей: 1 Гр = 1 Дж / кг.Однако при одной и той же поглощенной дозе биологические последствиядля разных видов излучения различны.
Это связано с различием удельных потерь энергии заряженной частицей (энергией на единицу длины трека). Чембольше эти потери, тем опаснее излучение. Поэтому поглощенную дозу необ-16ходимо умножать на коэффициент K, называемый коэффициентом качестваизлучения. В результате получают величину, называемую эквивалентной дозойH = K D.(21)Единица эквивалентной дозы - зиверт (Зв). Для излучений с минимальнойудельной потерей энергии ( β - и γ - излучений) K = 1. При этом поглощеннойдозе 1 Гр соответствует эквивалентная доза H=1 Зв. Для α - излучения K = 20,поэтому при поглощенной дозе 1 Гр эквивалентная доза 20 Зв.Человек постоянно облучается частицами космического излучения и естественными радиоактивными веществами внутри организма (основной фактор)и вне его. В различных географических районах годовая доза естественногооблучения составляет 0,2 …2 мЗв.Дозу H в мЗв от γ - источника активности A в Бк за время облучения t в часах на расстоянии r в м можно рассчитать по формулеH = Γ A t / r 2.(22)Для γ - источника кобальт-60 коэффициент пропорциональности равен Γ =4,14.10-10 мЗв м2 час-1 Бк-1 .Вредное воздействие внешнего облучения можно уменьшить, сокращаявремя облучения, увеличивая расстояние до источника и применяя поглощающие экраны.Экспериментальная часть1.
Выполнение экспериментаЗадание 1. Ознакомиться с установкой и подготовить ее к работе.1. Ознакомиться с составом и назначением устройств установки.Установка (рис. 8) состоит из гамма-радиометра СРП-88 и пересчетногоприбора ПСО2-5.Сцинтилляционный детектор 2 содержит сцинтиллятор СЦ, ФЭУ и преобразователь низкого напряжения в высокое для питания ФЭУ. Пульт 3 – электронный прибор для связи блока детектора с пересчетным прибором, его индикатор не используется в данной работе.1726Сц5431Рис. 8Пересчетный прибор 4 предназначен для счета электрических импульсов,возникающих в анодной цепи ФЭУ при каждом детектировании γ - кванта (иличастицы фонового излучения). Индикатор прибора показывает число зарегистрированных импульсов.
В приборе имеется таймер, с помощью которого можно задать различное время счета (экспозицию), по окончании которого регистрация прекращается.К установке прилагаются калиевый препарат 1 в виде полусферы и калибровочный источник 5 γ -излучения 60Co активностью менее 1 мкКи; источникснабжен держателем и в нерабочем состоянии должен находиться в свинцовомконтейнере 6.2. Убрать радиоактивные источники – калиевый препарат на расстояние не менее 0,5 м от детектора, а кобальт-60 должен находиться в свинцовом контейнере.Примечание. Блок детектора можно немного приподнять за корпус, нельзятянуть кабель.18УстановкаэкспозицииВыключеноРис. 93. На панели пересчетного прибора имеется девять переключателей, с помощью которых задают необходимый режим работы.
Установить переключатели в положение, показанное на рис. 9.4. Пульт 3 радиометра будет в рабочем режиме, если его верхний переключатель установлен в положение “ИЗМ.”, а нижний – в любом положении.5. Включить питание установки. Для этого вставить сетевую вилку в розетку инажать красную кнопку “ВКЛ” на задней стенке пересчетного прибора. Приэтом должно появиться свечение его индикатора.6. Ознакомиться с устройством установки экспозиции.
На корпусе приборапод цифровым индикатором обозначены возможные значения экспозициивсекундах: 0,1; 1; 10; 100 и 1000. На цифровом индикаторе имеется светящаяся точка – указатель установленной экспозиции. Например, если точканаходится напротив числа 100, то время счета будет 100 с. Это в том случае,если светодиод “х 3” слева от индикатора не горит. Если он светится, тоэкспозиция будет в три раза больше.7. Для установки экспозиции необходимо переключатель “УСТ.
ЭКСП.”(крайний правый) перевести на короткое время в положение от себя. Приэтом светящаяся точка на индикаторе начинает быстро пробегать “по кругу” все возможные значения экспозиции от 0,1 до 3000 с. Выключить переключатель в нужный момент. Для приобретения навыка установить. например, экспозицию 30 с, при этом светодиод “х 3” должен гореть. Установитьэкспозицию 10 с (светодиод – не горит).198.
После установки небольшой экспозиции (например, 10 с) нажать последовательно кнопки “СБРОС” и “ПУСК”, после чего начинается счет импульсов с детектора. Через 10 с счет остановится. На индикаторе будет целоечисло зарегистрированных частиц фонового излучения.Задание 2.
Измерить скорость счета фонового излучения.1. Установить экспозицию 300 с. Нажать кнопки “СБРОС” и “ПУСК”. Покаидут измерения, подготовить табл. 1 для записи результатов.2. Результаты двух измерений фона за 300 с каждое (Nф1 и Nф2 ) записать втабл.
1 и просуммировать. Вычислить среднюю скорость счета фона за 600 с.Результаты измеренийТаблица 1Число импульсов за 300 сСредняя скорость счета, с-1Фон Nф1 =Nф2 =Nф = Nф1 + Nф2 = nф = Nф / 600 =Калий Nк,ф1 =и фон Nк,ф2 =Nк,ф = Nк,ф1 + Nк,ф2 = nк,ф = Nк,ф / 600 =Калий nк = nк,ф - nф =Кобальт, Nкоб,к,ф1 =калий и фон Nкоб,к,ф2 =Nкоб,к,ф = Nкоб,к,ф1 + Nкоб,к,ф2 = nкоб,к,ф = Nкоб,к,ф / 600 =Кобальт nкоб = nкоб,к,ф - nк,ф =Задание 2.
Измерить гамма-излучение калия.1. Препарат калиевой соли в виде полусферы установить под блоком детектора так, чтобы оси препарата и детектора совпадали, а центр сцинтиллятора,отмеченный на блоке детектора чертой, был на уровне верхнего среза препара-20та.
Для выравнивания препарата по высоте используйте подходящую подкладку.Примечание. Блок детектора можно немного поднять, держась закорпус, а не за кабель.2. При экспозиции 300 с зарегистрировать два раза количество срабатыванийдетектора (от калия и фона). Результаты измерений Nк,ф1 и Nк,ф2 записать втабл. 1.3. Вычислить среднюю скорость счета nк,ф. Из полученного результата вычесть фон и получить скорость счета квантов от калия nк = nк,ф - nф. Результатзаписать в табл. 1.Задание 3. Выполнить калибровку установки.В данном задании находят коэффициент регистрации f, равный доле регистрируемых γ -квантов (см.
формулы (18) и (19)).1. Источник γ -излучения кобальт-60, находящийся в свинцовом контейнере,вставить в углубление прямоугольной формы (“колодец”) в калиевом препарате (рис. 5).2. При экспозиции 300 с зарегистрировать два раза количество срабатыванийдетектора, регистрирующего суммарное излучение кобальта, калия и фона. Результаты измерений Nкоб,к,ф1 и Nкоб,к,ф2 записать в табл. 1.3. Вычислить среднюю скорость счета nкоб,к,ф.4.
Из полученного результата вычесть скорость счета калия и фона и получитьскорость счета γ -излучения кобальта nкоб = nкоб,к,ф - nк,ф. Результат записать втабл. 1 и 2.5. На держателе кобальтового источника указана его активность A0 в прошлом,на дату поверки. Записать эти данные в табл. 2.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
