1 Исследовательская работа Возможность обнаружения радиоактивной загрязненности продуктов питания. - презентация

1 1 Исследовательская работа Возможность обнаружения радиоактивной загрязненности продуктов питания

2 Энергетические характеристики бета- излучения радиоактивных изотопов стронция 90 Sr и калия 40 К близки по значению 2

3 модельного эксперимента нужно добиться равной активности при использовании различных веществ, т.е. должно быть A( 90 Sr) = А( 40 К), где А – активность изотопа (она измеряется в распадах в секунду). Вычислим, какая масса изотопа калия 40 К будет иметь такую же активность, как и опасная доза изотопа стронция 90 Sr (т.е расп/мин). 3

4 Для эксперимента мы взяли хлорид калия КС1. Найдем массу хлорида калия, обладающего активностью 2000 расп/мин, и соответствующее этой массе число ядер изотопа калия 40 К. Согласно закону радиоактивного распада где N – число ядер, Т ]/2 -распада. Для изотопа калия 40 К распада Т 1/2 ( 40 К) = 1,25 млрд лет = 6, мин. Тогда или N( 40 K) = 1, ядер. 4

5 В природном калии содержится 0,012% радиоактивного изотопа 40 К, поэтому масса, которую нужно взять для измерений, примерно равна 1,02 г. Мы использовали соль КО, подсчитали нужную для опыта массу. Она была примерно равна 2 г. 5

6 Так как большая часть излучения поглощается самими продуктами и не фиксируется счетчиком, то для создания модели, похожей на продукт, мы смешали эту соль с тестом. Затем, максимально приближая счетчик к модели, мы измерили радиацию тел, имеющих массы 10, 17,5, 25 и 50 г, в каждом из которых содержалось примерно по 2 г КС1. Для каждого тела мы провели по 10 измерений. В таблице I приведены полученные значения активности для образцов различной массы. 6

7 Чистый КС1 Фон 1017,52550 Активност ь А, имп/мин 130,75850,246,537,935,9 0" v имп/мин 115,47,58,15,15,5 % поглощения образцом (0)76,784,988,897,9(100) 7

8 Мы построили график зависимости активности образца (зарегистрированной скорости счета от образца) от его массы (рис. 2), выделив естественный фон и указав границы погрешности. 8

9 Как обнаружить продукты распада радиоактивного газа радона в окружающем нас воздухе 9

10 10 Радиоактивность - - явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии. Открытие год

11 11 Исследования радиоактивности 1898 год – открыты полоний и радий Все химические элементы, начиная с номера 83, обладают радиоактивностью

12 12 Природа радиоактивного излучения скорость до км/с

13 13 Виды радиоактивных излучений Естественная радиоактивность ; Искусственная радиоактивность. Свойства радиоактивных излучений Ионизируют воздух ; Действуют на фотопластинку ; Вызывают свечение некоторых веществ ; Проникают через тонкие металлические пластинки ; Интенсивность излучения пропорциональна концентрации вещества ; Интенсивность излучения не зависит от внешних факторов ( давление, температура, освещенность, электрические разряды ).

14 14 Проникающая способность радиоактивного излучения

15 15 Проникающая способность радиоактивного излучения

16 16 Проникающая способность радиоактивного излучения

17 17 Проникающая способность радиоактивного излучения

18 18 Проникающая способность радиоактивного излучения

19 19 Проникающая способность радиоактивного излучения Защита от радиоактивных излучений Нейтроны – вода, бетон, земля ( вещества, имеющие невысокий атомный номер ) Рентгеновские лучи, гамма - излучение – чугун, сталь, свинец, баритовый кирпич, свинцовое стекло ( элементы с высоким атомным номером и имеющие большую плотность )

20 20 Изотопы 1911 год, Ф. Содди Существуют ядра одного и того же химического элемента с одинаковым числом протонов, но различным числом нейтронов – изотопы. Изотопы имеют одинаковые химические свойства ( обусловлены зарядом ядра ), но разные физические свойства ( обусловлено массой ).

21 21 Важнейшие радиогенные изотопы

22 22 Период полураспада – одна из важнейших характеристик радионуклида

23 23 Способы переноса радиации

24 24 Радиоактивность вокруг нас ( по данным Зеленкова А. Г.)

25 Годовые дозы от радионуклидов, выбрасываемых в окружающую среду. Ядерная промышленность 30 Сжигание угля 10 25

26 26

27 Содержание работы Продукты распада радона являются металлами. Атомы металлов не могут находиться в атмосфере в свободном состоянии продолжительное время. При встрече с твердыми частицами дыма, пыли, капельками тумана, всегда присутствующими в атмосферном воздухе, радиоактивные атомы оседают на их поверхности. 27

28 С течением времени продукты распада радона скапливаются в непроветриваемых помещениях и в тех, которые находятся ближе к земле. Несмотря на малые концентрации естественных радиоактивных изотопов в атмосферном воздухе, их присутствие можно обнаружить [1, 2]. 28

29 Эксперимент мы проводим следующим образом. Снимаем радиоактивный фон, т.е. определяем тот уровень радиоактивного излучения, который постоянно присутствует вокруг нас. Для этого сначала выполняем 10 – 12 контрольных измерений, находим среднее значение фона. Его и принимаем за уровень фона. От опыта к опыту значение фона уточняется. В нашей работе уровень естественного фона составил 34,4 ± 5,8 расп/мин. (Это значение мы будем вычитать из всех дальнейших показаний нашего прибора, поскольку вклад фона всегда присутствует.) 29

30 От опыта к опыту значение фона уточняется. В нашей работе уровень естественного фона составил 34,4 ± 5,8 расп/мин. (Это значение мы будем вычитать из всех дальнейших показаний нашего прибора, поскольку вклад фона всегда присутствует.) 30

31 Прокачиваем в течение 10 мин воздух через фильтр с помощью установки. Далее помещаем фильтр на окошко бытового радиометра Анри «Сосна» и в течение 1 ч снимаем показания счетчика, каждые 5 мин делая 10 контрольных измерений по 20 с. Находим среднее значение, умножаем его на 3, чтобы узнать число распадов в минуту. Полученное значение считаем средней активностью образца за истекшие 5 мин 31

32 Находим среднее значение, умножаем его на 3, чтобы узнать число распадов в минуту. Полученное значение считаем средней активностью образца за истекшие 5 мин 32

33 Выводы: В окружающей нас атмосфере содержится радиоактивный газ радон и продукты его распада. 33

34 Выводы: С помощью бытового радиометра Анри «Сосна» можно регистрировать радиационную активность окружающего нас воздуха. 34

35 Выводы: Период полураспада короткоживущих радиоактивных изотопов атмосферного воздуха составляет 35 ± 5 мин, что хорошо согласуется с данными, представленными в литературе. 35

36 Выводы: Концентрация радона и его продуктов распада повышается при близости помещения к земле, наличии земляного пола, паров воды, а также при сгорании в помещении природного газа. 36

37 37 Методы регистрации ионизирующих излучений Поглощенная доза излучения – Отношение энергии ионизирующего Излучения, поглощенной веществом, к массе этого вещества. 1 Гр = 1 Дж / кг Естественный фон на человека 0,002 Гр / год ; ПДН 0,05 Гр / год или 0,001 Гр / нед ; Смертельная доза 3-10 Гр за короткое время

38 38 Сцинтилляционный счетчик ЭКРАН В 1903 году У. Крукс заметил, что частицы, испускаемые радиоактивным веществом, попадая на покрытый сернистым цинком экран, вызывает его свечение. Устройство было использовано Э. Резерфордом. Сейчас сцинтилляции наблюдают и считают с помощью специальных устройств.

39 39 Счетчик Гейгера В наполненной аргоном трубке пролетающая через газ частичка ионизирует его, замыкая цепь между катодом и анодом и создавая импульс напряжения на резисторе.

40 Авария реактора в Чернобыле. 26 апреля 1986 г. резкое перенапряжение мощности в реакторе на Чернобыльской атомной электростанции (Украина) вызвало взрыв, в результате которого в течение десяти дней в атмосферу было выброшено значительное количество радионуклидов. 40

41 Сжигание угля. Выбросы радионуклидов в окружающую среду происходят и при некоторых процессах в неядерной промышленности. В результате в большей части этих выбросов наблюдаются незначительные индивидуальные дозы, которые вносят небольшой вклад в коллективную дозу. каменном угле. Облучение происходит как при вдыхании в воздух, так и при переносе этих радионуклидов по пищевым цепочкам. Максимальная индивидуальная доза очень мала (меньше, чем 1 мк Зв). радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей. 41