рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Детекторы ядерных излучений

Детекторы ядерных излучений - раздел Демография, Руководство к лабораторным работам по «Защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности» Это Устройства Для Регистрации α- И β-Частиц, Рентгеновского И ^...

Это устройства для регистрации α- и β-частиц, рентгеновского и γ-излучения, нейтронов, протонов и т.п. Они служат для определения состава излучения и измерения его интенсивности, спектра энергии частиц, изучения процессов взаимодействия быстрых частиц с атомными ядрами и распада нестабильных частиц.

Фотографический метод исторически был первым способом обнаружения ядерных излучений. Метод основан на почернении фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого или хлористого серебра (АgВr или АgСl), содержащихся в фотоэмульсии, восстанавливают металлическое серебро подобно видимому свету, которое после проявления выявляется в виде почернения. Степень почернения фотоэмульсии (фотопластинки, плёнки) пропорциональна дозе излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. В настоящее время фотографический метод широко применяется в ядерной физике при исследовании свойств самых различных заряженных частиц, их взаимодействий и ядерных реакций. На этом принципе основано использование индивидуальных фотодозиметров.

Химический метод. Некоторые химические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов Н+ и ОН-, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основана работа химических дозиметров гамма- и нейтронного излучения ДП-70 и ДП-70М (МП).

Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий, вольфрамат кальция и др.) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Возникновение свечения является следствием возбуждения атомов под действием излучений. При возвращении в основное состояние атомы испускают фотоны видимого света различной яркости (сцинтилляция). Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения.

Рис. 2.1. Фотоголовка сцинтилляционного детектора ионизирующей радиации.

Фотоны видимого света улавливаются специальным прибором – так называемым фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), способным регистрировать каждую вспышку (рис. 2.1). В основу работы индивидуального измерителя дозы (ИД-11) положен сцинтилляционный метод обнаружения ионизирующих излучений. В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод. Сущность его заключается в том, что под воздействием ионизирующих излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы, в результате чего электропроводность среды увеличивается. Если в нее поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами возникает направленное движение ионов, т.е. возникает так называемый ионизационный ток. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. Такие устройства называются детекторами излучений. В качестве детекторов в дозиметрических приборах используются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики различных типов.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик), усилитель ионизационного тока.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик) 1, усилитель ионизационного тока (электрическая схема, включающая электрометрическую лампу 2, нагрузочное сопротивление 3 и другие элементы), регистрирующее устройство 4 (микроамперметр) и источник питания 5 (сухие элементы или аккумуляторы) (рис. 2.2).

 

 

 
 


           
   
   
 
 
 
   
 

 

 
 

               
       

 

 


Рис.2.2. Схема работы ионизационной камеры

 

Ионизационная камера представляет собой заполненный воздухом замкнутый объём, внутри которого находятся два изолированных друг от друга электрода (типа конденсатора). К электродам камеры прилагается напряжение от источника постоянного тока. При отсутствии ионизирующего излучения в цепи ионизационной камеры тока не будет, поскольку воздух является изолятором. При воздействии же излучений в ионизационной камере молекулы воздуха ионизируются. В электрическом поле положительно заряженные частицы перемещаются к катоду, а отрицательные — к аноду. В цепи камеры возникает ионизационный ток, который регистрируется микроамперметром. Числовое значение ионизационного тока пропорционально мощности излучения. Следовательно, по ионизационному току можно судить о мощности дозы излучений, воздействующей на камеру.

Ионизационные камеры в зависимости от назначения и конструкции могут работать в импульсном и токовым (интегральном) режимах. Импульсные камеры используют для регистрации отдельных тяжелых заряженных частиц (α-частицы, протоны и т.д.).

Удельная ионизация легких частиц (электроны, позитроны) сравнительно мала, поэтому регистрация их в импульсном режиме неэффективна. Токовые камеры применяют для измерения интенсивности всех типов излучения, которые пропорциональны среднему току, проходящему через камеру. Величина ионизационного тока пропорциональна энергии излучения, поэтому ионизационные камеры измеряют ток насыщения в единицу времени, т.е. мощность дозы данного излучения. Приборы градуируют в единицах мощности дозы. Значит, ионизационные камеры используют не только для измерения дозы излучения, но и ее мощности.

Пропорциональные счетчики выгодно отличаются от ионизационной камеры тем, что начальное усиление первичной ионизации происходит внутри самого счетчика (Кгу=103 - 104). Наличие пропорциональности усиления в счетчиках позволяет определить энергию ядерных частиц и изучить их природу. Пропорциональные счетчики бывают торцового типа, например САТ-7 и САТ-8 (счетчик α-частиц торцовый, СИ-3Б и др.). Чтобы обеспечить проникновение в плоскость счетчика α – частиц, входное слюдяное окно делают очень тонким (4-10 мкм). Наполняют счетчик смесью неона с аргоном почти до уровня атмосферного давления. В счетчиках открытого типа рабочая полость сообщается с внешним воздухом. Такие счетчики работают при атмосферном давлении, они допускают непрерывные протекание или циркуляцию наполняющего их газа и поэтому их часто используют для регистрации активности газовых проб.

Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой. Счетчик представляет собой полый герметичный металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счётчика (пары спирта). Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счётчика. К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока.

В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. При отсутствии радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет. Следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины, свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.

Счетчики Гейгера – Мюллера (газоразрядные счетчики) конструктивно почти не отличаются от пропорциональных счетчиков цилиндрического торцового типа. Основное отличие состоит в том, что внутренний объем счетчика Гейгера наполнен инертным газом

Рис. 2.3. Схема включения счётчика Гейгера-Мюллера.

при пониженном давлении (15-75 гПа), а работа осуществляется в области Гейгера, т.е. в режиме самостоятельного газового разряда (рис. 2.3).

Счетчики для регистрации γ– излучения имеют некоторую особенность в конструкции. Регистрация γ–излучения возможна в результате выбивания вторичных электронов из катода счетчика на основе известных трех механизмов взаимодействия этого излучения с веществом: фотоэффекта, комптонэффекта, образования электронно–позитронных пар.

Вторичные электроны (фотоэлектроны, электроны отдачи, электронно-позитронные пары), попадая в чувствительный объем счетчика, вызывают газовый разряд (ударную ионизацию), который и регистрируется радиометрическим устройством. Этот закон Брэгга-Грея используется также и для дозиметрии нейтронов. Ионизационный метод положен в основу работы таких дозиметрических приборов, как ДП-5А (Б, В), ДП-ЗБ, ДП-22В и ИД-1.

Твердотельные дозиметры. В системе обеспечения радиационной безопасности широко используются твердотельные дозиметры. К последним относятся фотопленочные дозиметры, дозиметры, основанные на окрашивании твердых материалов, и, наконец, твердые вещества, активируемые нейтронами. В качестве примера твёрдотельных дозиметров можно привести полупроводниковые детекторы (ППД) ионизирующих излучений. Действие ППД основано на свойствах полупроводников проводить электрический импульс под действием ионизирующих излучений. Из всех полупроводников наиболее пригодны для детекторов монокристаллы германия и кремния.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Руководство к лабораторным работам по «Защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности»

Белорусский национальный технический.. университет.. Дорожко С В..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Детекторы ядерных излучений

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Под редакцией Ролевича И.В
    Минск, 2005     УДК 504.06+ 613.6 (076.5) ББК     Руководство содержит, с учётом н

Памятка
для студентов по подготовке к лабораторной работе, её выполнению и оформлению Запрещается в лаборатории находиться в верхней одежде, пользоваться сотовым телефоном, курить в здании.

Основные понятия радиационной безопасности
А. Беккерель (1852-1908) В. К. Рентген

Альфа-излучатели
Радионуклид Обозначение Годовая доза облучения человека при уровне радиоактивности пробы 0.1 Бк/кг, мЗв

Бета-излучатели
Радионуклид Обозначение Годовая доза облучения человека при уровне радиоактивности пробы 0.1 Бк/кг, мЗв

Единицы измерения радиоактивности
По мере открытия учеными радиоактивности и ионизирующих излучений стали появляться и единицы их измерения. Например, рентген, кюри и др. Но они не были связаны какой-либо системой, а потому и назыв

Радиационной защите, и их единицы
Физическая величина Наименование и обозначение единицы Соотношение между единицами системы СИ внесистемная

Приборы дозиметрического контроля
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Они предназначаются для контроля: - облучения — измерения поглощенных или экспози

Радиационный фон
Различают просто фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте и в данное время и естественный радиационный фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующег

Излучения
Источники Средняя годовая доза Вклад в дозу (%) мЗв мбэр Космос (излучение на уровне

Годовых доз)
Источник Годовая доза Доля природного фона, % (до 200 мбэр) мбэр мЗв Медицинские при

Загрязнение радиоактивное
Присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем установленные уровни, принято называть радиоактивное заг

Устройство бытовых дозиметров
«Белла» – индикатор внешнего гамма-излучения. Оперативно оценивает радиационную обстановку в бытовых условиях, определяет уровень мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Диапа

Измеренная мощность дозы
    Прибор Число измерений Среднее значение показа

Оценка удельной активности радионуклидов в пробах
1. Взять чисто вымытую сухую кювету. 2.Установить переключатель режима работы в положение "Т". 3.Открыть заднюю крышку прибора. 4. Включить прибор. 5.

Выброс радионуклидов во время аварии на Чернобыльской АЭС
Выброс Радионуклиды Количество •1018 Бк Суммарный ≈ 30 9,95

Динамика радиационной обстановки после аварии на ЧАЭС
  Период Основные радионуклиды, определявшие (ющие) радиационную обстановку   Тип радионуклидов I Апрель-

Радиоактивного загрязнения
Наименование зоны Уровень загрязнения территории, кБк/м2 (Ки/км2) 137Cs

Выбор типа кюветы
Для любых видов продукции (жидкости, сыпучие и твердые пробы) используется сосуд Маринелли, который заполняется до метки, соответствующей 1 литру. Если объем пробы ограничен, то в мерный сосуд (0.5

Определение удельной активности пробы
1. Ввести вес пробы (в граммах) с помощью цифровых клавиш и клавиши "В". 2. С помощью клавиши "ОБЪЕМ" ввести геометрию измерения (1.0 л, 0.5 л или 0.1л). 3. По

Обработка результатов измерения
Удельная эффективная активность Аэфф. природных радионуклидов в почве, рассчитывается по формуле: Аэфф = АRa226 + 1,31 АТ

Питания
После того, как радионуклиды выпали на поверхность земли, происходит их включение в биологические объекты: траву, злаки, овощи, грибы и др., куда они поступают с водой и минеральными веществ

Радиометр РУБ-01П1
Бета-радиометр РУБ-01П1 предназначен для измерения удельной и объемной активности β-излучающих радионуклидов в пробах пищевых продуктов и др. Применяется он для комплексного санитарно-гигиенич

Назначение кнопок органов управления
1. Кнопка "ВКЛ." с предназначена для включения измерительного устройства. 2. Кнопка-«ЭКСПОЗ» служит для установки нужного времени набора информации или режима контроля.

Подготовка прибора к работе
1. Перевести кнопочные переключатели, расположенные на передней панели измерительного устройства, в положение "ОТПУЩЕНО". 2. Подсоединить измерительное устройство к сети переменн

Измерение удельной активности радионуклидов в пробах
1. Нажать и отпустить кнопку "ЭКСПОЗ." несколько раз и добиться индикации "100", т.е. время одного измерения-100 с. 2. Нажать кнопку "ПУСК", при этом начнется

Продуктов, произрастающих в лесу
Для измерения удельной β-активности пищевых продуктов - даров леса в лабораторных условиях используют радиометр КРВП-ЗБ. Он представляет собой установку счёта импульсов с блоком детектирования

Подготовка радиометра КРВП-ЗБ к работе и проверка его работоспособности
Внимание! При работе с часами не допускается прилагать больших усилий при нажатии кнопки "Пуск" и рукоятки "Завод" часов. 1. Открутить защитную крышку рукоятки завода ч

Измерение радиоактивного фона
1. Перевести тумблер в положение "Работа". 2. Открыть переднюю стенку свинцового домика. Внутри домика на его верхней стенке находится блок детектирования β-излучения. Непос

Измерение активности пробы пищевого продукта
Установить (вдвинуть) кювету с пробой внутрь свинцового домика под блок детектирования. Легким нажатием кнопки "Пуск" включить счетчик импульсов и секундомер. Время измерения акт

Результаты собственных измерений
№ п/п Проба пищевого продукта Скорость счёта Коэф. чувствительности Удельная активность пробы, Ауд

Порядок выполнения работы
2.1. Изучить настоящие методические материалы. 2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на вопросы к зачёту. 2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время рабо

Порядок работы на приборе
Следует отметить, что свинцовый экран не исключает полностью влияние фонового излучения: даже при отсутствии исследуемого образца внутри экрана на выходе детектора будут регистрироваться импульсы,

Измерение активности пробы
7.2.1. Для корректных измерений объем пробы должен составлять 0.5 л. Особой подготовки проб для проведения измерений не требуется. ВНИМАНИЕ!При измерении жидкостей следует

Результаты собственных измерений
  ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАНИЯ ПРИБОРА Аv, кБк/л УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ (рассчитанная по средним значениям), А m, Бк/к

Определение удельной эффективной активности строительных материалов
Удельная эффективная активность Аm Эфф природных радионуклидов в строительных материалах (песок, щебень, цементное и кирпичное сырье и др.) и отходах промышленного производств

На человека
Воздействию ионизирующего излучения (ИИ) человек подвергается постоянно за счет: · воздействия природных излучений (солнечная и космическая радиация, излучение из недр земли и др.),

Коэффициенты риска для развития стохастических эффектов
Число случаев на 100 000 человек при индивидуальной дозе облучения 10 мЗв. Категории облучаемых Смертель- ные случаи рака

Основные пределы доз облучения
Нормируемые величины* Пределы доз Персонал Население   Эффективная доза 20 мЗ

Методика проведения работы
В лабораторной работе используется радиометр СРП-88П, предназначенный для измерения потока гамма излучения от 10 до 3•104 фотонов/с (с-1) с погрешностью ±10%. Прибор

Изменение интенсивности потока излучения от расстояния
№ замера Ri в см

Провести измерения изменения интенсивности поглощения потока гамма излучения различными материалами
Таблица 7.4. Исследуемые материалы Интенсивность гамма излучения, имп./с. δN dd½

Радиационная разведка
1. Цель работы: ознакомиться с особенностями и различиями загрязнения окружающей среды после ядерного взрыва и аварии на АЭС, загрязнения территории радионуклидами, с приборами рад

Эпицентра воздушного ядерного взрыва
Расстояние от эпицентра взрыва, м Мощность дозы гамма-излучения на различное время после взрыва, Р/ч 30 мин. 1 час.

Радиоактивных выпадений
Расстояние от места взрыва, км Время после взрыва, час Мощность дозы гамма-излучения на местности, мР/ч Ширина следа через 2 часа по

Радиационных катастроф и ядерных взрывов
Респираторная (Р), Гастроинтестинальная (Г), Первичная (токсичность) Элемент Символ Источник Излучение

Прибор ИМД-1С
Предназначен для измерения в полевых условиях мощности экспозиционной дозы γ-излучения в диапазоне энергий от 0,08 до 3 МэВ и обнаружения β-излучения со средней энергией 0,6 МэВ. Диапазон

Глоссарий
Авария- нарушение эксплуатации ядерной установки (например, атомной станции), при котором происходит выход радиоактивных материалов и/или ионизирующих излучений в количествах, прив

Нуклон - протон или нейтрон. Протоны и нейтроны могут рассматриваться как два различных зарядовых состояния нуклона
Облучение - воздействие радиоактивного излучения или процесс, в котором что - либо подвергается такому воздействию. Опухоль- избыточное патологическое раз

Список сокращений
км – километр км2 – квадратный километр Дж – джоуль м – метр м2 – квадратный метр

Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц
Название приставки Обозначение приставки Коэффициент умножения, соответствующий приставке   Примеры р

Универсальные постоянные
Наименование Величина English version Примечание атомная единица массы (а.е.м.) amu= 1.66053•10

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги