МУ-Я-63 (1003908), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Складывая погрешности [4], получим среднеквадратическую погрешность для величины Nр :σ р = (σ21+ σ 22)1/2 = (N + Nф)1/2 .Предположим, что счетчик регистрирует все распады. Тогда истинноечисло распадов за время t c вероятностью P = 0,68 лежит в доверительном интервалеNр* = (N - Nф) ± σ р= (N - Nф) ± (N + Nф)1/2 .Относительная погрешность измерения величины Nр равнаε р = σ р / Nр = (N + Nф)1/2/ (N - Nф)Определяя удельную активность препарата a (см. (20)) или содержаниекалия Ω (см. (21)), измеряют количество импульсов фона Nф, эталонного препарата N0 и исследуемого препарата N. Тогда относительная погрешность измеренияε = 100%∆a∆Ω= 100%= 100%aΩN + NФ( N − NФ )2+N 0 + NФ( N 0 − NФ )2(26)Экспериментальная частьЗадание 1. Ознакомиться с установкой, измерить фоновое излучение.В установке (рис.
5) используется дозиметр со счетчиками ГейгераМюллера, установленными вне корпуса дозиметра, для того чтобы счетчики345621Рис. 5. Схема установки: 1- выключатель; 2 – адаптер; 3 –бокс для препаратов; 4 – дозиметр; 5 - счетчики ГейгераМюллера16могли детектировать β -излучение. Радиоактивный препарат располагают подсчетчиками.
Дозиметр питается от 9-вольтового адаптера с сетевым выключателем. К установке прилагаются препараты, описание которых приведено наустановке.1. Записать в табл. 1 характеристики препаратов.Таблица 1№ препарата0123Характеристики препаратовСоставМассаНазначение2. Включить питание дозиметра: вставить в розетку сетевую вилку ивключить сетевой выключатель (рис. 5). При этом должен загореться светодиод адаптера. (Примечание. На правой боковой стенке дозиметра имеется выключатель; нормально он должен быть включен и заклеен скотчем).3. Ознакомиться с работой дозиметра и его индикатором (рис. 6). Приборработает в автоматическом циклическом режиме.
При каждом срабатываниисчетчиков издается звуковой щелчок, а электрический импульс поступает в пересчетное устройство. В течение18 с прибор считает импульсы, при этом положе0.00500.36ние десятичной точки на индикаторе показано на рис. 6, а. По окончании счетаабприбор издает звуковой сигнал, а на индикаторе в течение нескольких секундРис. 6.
Индикатор дозиметра: а – высвечивается результат измерения (рис.во время счета; б – при считыва- 6, б). Затем результат сбрасывается и нании показанийчинается новый цикл.Данный прибор предназначался дляизмерения мощности дозы γ -излучения в микрозивертах в час (мкЗв/ч).
Прииспользовании в данной работе число на индикаторе необходимо увеличить всто раз (т.е. отбросить десятичную точку), тогда получим число пар зарегистрированных импульсов. В таком виде результат записывают.4. Подготовить табл. 2 для записи показаний дозиметра, где i - порядковыйномер измерения (15 измерений для препаратов и фона).Таблица 2i Фон12Nф=Результаты измерений дозиметромПрепарат №0 Препарат №1 Препарат №2N0 =N1 =N2 =N0 - Nф =N1 - Nф =N2 - Nф =Примечание: в таблице 15 результатов измеренийПрепарат №3N3 =N3 - Nф =175. Измерить фоновое излучение. Для этого убрать от счетчика препарат.Результаты 15 измерений записать во второй столбец табл. 2.6. Найти полное число зарегистрированных импульсов фона Nф.
Для этогонайти сумму пятнадцати измерений и умножить ее на два. Результат Nф записать в табл. 2. Аналогично обработать результаты измерений с препаратами.Задание 2. Измерить период полураспада калия1. Ознакомиться с методикой измерения в разделе 6 “Теоретической части”.1. Препарат № 3 установить до упора под счетчиками. Результаты 15 измерений записать в последний столбец табл. 2.2.
По результатам измерений вычислить N3 и N3 - Nф , результат записатьв табл. 2.3. Подготовить табл. 3.Таблица 3Коэффициент регистрацииМасса, г, KCl в препарате 3Количество атомов 40K в препарате 3Скорость счета для калия, 1/сАктивность калия, БкПериод полураспада (в секундах и годах)Погрешность измерения T, %f=m=N40 =nр =A=T=ε=4. Записать в табл. 3 значения f, m, приведенные на установке.5. По результатам измерений с препаратом № 3 вычислить регистрируемую активность nр (см. (14))nр = (N3 - Nф) / t,где t = 270 с – полное время 15 измерений. Значение nр записать в табл. 3.6. Вычислить и записать в табл. 3 следующие величины: N40 (см. (16)); A(см. (17)), T (см. (15)).7.
Вычислить отклонение полученного результата от табличного значенияTтабл = 1,3.10 9 лет:ε = 100 % (T - Tтабл) / Tтабл.Результат записать в табл. 3.Задание 3. Измерить удельную активность1. Для эталонного препарата №0 выполнить 15 измерений, результаты записать в табл. 2.2. Для исследуемого препарата №1 выполнить 15 измерений, результатызаписать в табл. 2.3.
Вычислить удельную β-активность a препарата №1 (см. (18), (20)). Результат записать в табл. 4.184. Вычислить статистическую погрешность ε (см. (26)), результат записать в табл. 4.5. Сравнить полученный результат с ПГП стронция (см. (25)) и сделатьвыводы.Задание 4. Измерить содержание калия1. Для препарата №2 выполнить 15 измерений, результаты записать в табл.2.2. Вычислить процентное содержание калия Ω (см. (21)). Результат записать в табл. 4.3.
Вычислить погрешность (см. (26)). Результат записать в табл. 4.Удельная активность, Бк/г, препарат 1Содержание калия, %, препарат 2Активность калия в теле человека, БкПоглощенная энергия, ДжПоглощенная доза, ГрЭквивалентная доза, ЗвДоля годовой дозыa=Ω =Aч =E=Dк =Hк =Hк /H=Таблица 4ε=ε=Задание 5.
Вычислить годовую дозу излучения калия в теле человека1. Для массы калия mч =140 г, который содержится в теле человека, вычислить активность калия Aч = mч a0 , где a0 = 30 Бк / г - удельная активность калия (см. (19)). Результат записать в табл.
4.2. Вычислить поглощенную за год энергию E, Дж. Принять, что при одномраспаде поглощается энергия 0,5 МэВ. Результат записать в табл. 4. Примечание: 1 эВ = 1,6 10-19 Дж.3. Вычислить годовую поглощенную дозу Dк (см. (22)) и эквивалентнуюдозу Hк (см.(23)). Принять, что энергия распадов поглощается в массе, равноймассе человека.
Результат записать в табл. 4.4. Вычислить отношение Hк /H , где H – средняя годовая доза естественного излучения (см. (24)). Результат записать в табл. 4. Сделать выводы.Контрольные вопросы1. Объясните процесс распада нейтрона.2. Из какой части атома вылетает электрон при β-- распаде?3. Что такое электронный захват?4. Нарисуйте схему распада калия-40.5. Сформулируйте закон радиоактивного распада.6. Что такое постоянная распада, среднее время жизни и период полураспада? Какая связь между ними?7. Что такое активность и в каких единицах она измеряется?198.
Какие измерения необходимо выполнить, чтобы найти большой периодполураспада?9. Какие процессы приводят к торможению заряженных частиц в веществе?10. Какие взаимодействия испытывает γ -квант в веществе?11. Каковы абсолютная и относительная погрешности измерения скоростисчета, если за некоторое время (точно) зарегистрировано 400 импульсов?12. Как устроен и работает счетчик Гейгера-Мюллера?13. Объяснить радиометрический метод определения калия.Список литературы1. Мартинсон Л.К., Смирнов Е.В.
Квантовая физика: Учебное пособие. –М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 496 с.2. Савельев И.В. Курс общей физики в 3 т. М.: Наука, 1988. т. 3. 496 с.3. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок: Пер. с англ. – М.: Мир, 1985.4. Савельева А.И., Фетисов И.Н. Обработка результатов измерений припроведении физического эксперимента. Мет. указ. к лаб.
работе М-1. – М.:МВТУ, 1984.5. Нормы радиационной безопасности НРБ – 76 и основные санитарныеправила ОСП – 72/80. М.: Энергоиздат, 1981. 96 с.ОГЛАВЛЕНИЕТеоретическая часть1. Радиоактивные превращения2. Закон радиоактивного распада3. Поглощение заряженных частиц и γ-излучения в веществе4. Радиоактивность калия5.
Счетчик Гейгера-Мюллера6. Методика измерений7. Дозиметрия излучений8. Статистические погрешности при измерении радиоактивностиЭкспериментальная частьКонтрольные вопросыСписок литературы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
