6.7.Измерение радиоактивности. Единицы измерения радиоактивности. 1. Собственно радиоактивность (А). Радиоактивное излучение возникает при распаде атомных. - презентация

1 6.7.Измерение радиоактивности. Единицы измерения радиоактивности. 1. Собственно радиоактивность (А). Радиоактивное излучение возникает при распаде атомных ядер. Радиоактивность – это количество ядерных распадов, происходящих в образце вещества за одну секунду. Измеряется в беккерелях: 1 Бк = 1 с -1

2 6.7.Измерение радиоактивности. Радиоактивность продуктов измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/Кг). Допустимая норма для продуктов питания – не более 200 Бк/Кг. Для собственно радиоактивных материалов применяется единица 1 Кюри – это радиоактивность одного грамма радия. 1 Kи = 3.7 · Бк Радиоактивное загрязнение местности измеряется в кюри на квадратный километр (Ки/Км 2 ). Местность считается загрязненной при величине более 1 Ки/Км 2. Допустимая норма для стройматериалов – не более 4 кБк/Кг.

3 6.7.Измерение радиоактивности. Супруги Пьер и Мария Склодовская- Кюри ( )

4 6.7.Измерение радиоактивности. 2. Поглощенная доза (D). Это отношение энергии (W), поглощенной облучаемым телом, к массе этого тела (m): (6.7.1) [D] = Дж/Кг = 1 Грей 3. Мощность дозы (D · ). Это отношение поглощенной дозы (D) ко времени поглощения (t): (6.7.2)

5 6.7.Измерение радиоактивности. Мощность дозы (D · ) связана с радиоактивностью излучающего вещества (А): (6.7.3) r – расстояние между облучающим веществом и облучаемым телом, K – ионизационная постоянная, зависящая от облучающего вещества (табл ). ИзотопCo 60 J 137 Cs 134 U 238 К, джм 2 /кг 1· ,71· ,8· ,9· (Табл )

6 6.7.Измерение радиоактивности. 4. Экспозиционная доза (J). Это отношение заряда (Q), образующегося в сухом воздухе при его облучении, к массе сухого воздуха (m): (6.7.4) Единица измерения – рентген (1 Р): 1 Р = 2,58·10 -4 Кл/Кг (6.7.5) Часто употребляют мощность экспозиционной дозы (J · = dJ/dt). Единицы измерения – Р/час, мР/час, мкР/час и др.

7 6.7.Измерение радиоактивности. 5. Эквивалентная доза (D Э ). Это произведение поглощенной дозы (D) на коэффициент k е, зависящий от опасности данного вида излучения для человека. Измеряется в зивертах (Зв): Вид излучения Рентгеновское излучение, гамма-лучи бета-лучи Быстрые нейтроны, альфа-лучи Осколки деления ядер k e Зв/Гр Табл (6.7.5)

8 6.7.Измерение радиоактивности. Часто употребляют мощность эквивалентной дозы (D Э · = dD Э /dt). Единицы измерения – Зв/час, мЗв/час, мкЗв/час. Мощность эквивалентной дозы связана с мощностью экспозиционной дозы: (6.7.5) Например, 0,12 мкЗв/час = 12 мкР/час.

9 6.7.Измерение радиоактивности. Допустимые нормы облучения. По отношению к радиоактивному облучению все население делится на три группы. 1. Специалисты – люди, постоянно работающие с радиоактивными веществами. 2. Люди, работающие с радиоактивными веществами время от времени. 3. Все остальное население. Самые жесткие нормы облучения – для 3-й группы. Для 2-й группы – в 10 раз больше. Для 1-й – в 100 раз больше.

10 6.7.Измерение радиоактивности. Табл Нормы облучения по основным единицам (выделенные величины обязательны для запоминания) Группа населения А Ки/км 2 J мкР/час D э мкЗв/час ,2 Естественный фон 0,1 - 0, ,1 - 0,2 Допустимое превышение естественного фона – до 60 мкР/час

11 6.7.Измерение радиоактивности. Способы измерения радиоактивности. Счетчики. 1. Счетчик Гейгера. Выход R – +400 в Рис Принципиальная схема счетчика Гейгера. Основа счетчика Гейгера – трубка, наполненная газом под малым давлением. Сопротивление R ~ 10 6 Ом. Анод Катод

12 6.7.Измерение радиоактивности. Счетчик измеряет поток α-,β- частиц или γ-квантов. Сквозь стенки трубки частица проникает внутрь и ионизует одну молекулу. Образовавшаяся пара ионов летит к электродам, сталкивается еще с двумя молекулами и ионизует их. Эти ионы также ионизуют новые молекулы. Возникает цепная реакция ионизации. Через короткое время (~10 -8 с.) все молекулы в трубке будут ионизованы.

13 6.7.Измерение радиоактивности. Трубка «вспыхивает». Она становится проводником тока. Выход R – +400 в Если до вспышки сопротивление трубки было велико (R тр >>R), то теперь ее сопротивление резко падает: R тр

14 6.7.Измерение радиоактивности. 2. Пропорциональные счетчики. – +40 в мА В пропорциональном счетчике напряжение питания гораздо меньше, а давление в трубке – больше, чем в счетчике Гейгера. Рис Принципиальная схема пропорционального счетчика. Это приводит к тому, что в трубке ионизуется только одна молекула. Цепная реакция не происходит.

15 6.7.Измерение радиоактивности. В трубке возникает лишь слабый ионный ток. Этот ток пропорционален количеству ионов, т.е. количеству частиц, влетевших в трубку.

16 6.7.Измерение радиоактивности. – +40 в мА Ток измеряют стрелочным или цифровым прибором. Пропорциональные счетчики гораздо менее чувствительны, чем счетчики Гейгера.

17 6.7.Измерение радиоактивности. 3. Сцинтилляционные счетчики. Некоторые вещества – сцинтилляторы – начинают светиться видимым светом при облучении жесткой радиацией. Рис Сцинтилляция Чем больше радиоактивный поток, тем больше видимое излучение. В сцинтилляционных счетчиках сцинтиллятор помещают рядом с катодом ФЭУ и измеряют видимое излучение. Сцинтилляционные счетчики являются самыми чувствительными приборами. Сцинтилляторы можно использовать в качестве индикатора опасного излучения.

18 6.7.Измерение радиоактивности. 3. Радиофотолюминесцентные счетчики. Датчик радиофотолюминесцентного счетчика – стекло с примесью PO 4. Под действием жесткой радиации в таком стекле образуются центры люминесценции (рис.6.7.4). Их количество зависит от поглощенной дозы. Рис Рис После выдержки стекло помещают под поток ультрафиолетового излучения (рис.6.7.5). Центры люминесценции начинают светиться. Яркость свечения определяют с помощью ФЭУ.