Ćwiczenie wykonali:

Inżynieria Materiałowa XII

Temat ćwiczenia labolatoryjnego:

Pomiar dawki promieniowania jądrowego

na wybranych stanowiskach pracy

Gliwice Kwiecień 2002

• Wstęp teoretyczny:

• Opracowanie wyników

A. Charakterystyka źródeł promieniowania.

1. Obliczenie aktualnych radioaktywności analizowanych źródeł promieniowania.

Do obliczeń wykorzystujemy prawo rozpadu promieniotwórczego:

gdzie:

A_o - radioaktywność źródła w chwili t = 0, czyli w momencie sporządzania świadectwa pomiarowego źródła,

λ - stała rozpadu, obliczana ze wzoru:

τ - czas połowicznego rozpadu,

T - czas od chwili sporządzenia świadectwa radioaktywności do chwili wykonywania ćwiczenia.

a) Obliczenie radioaktywności Co-60.

A_o = 40,7 ×10³ [Bq] = 1,1 ×10^{- 6} [Ci],

T = 5,27 lat = 0,166 ×10⁹ [s],

e=2,728272

λ = 6,02 ×10^{- 9} [1/s],

= 0,166 ×10⁹ [s].

Wyznaczona wartość aktualnej radioaktywności wynosi:

A = 14,987727 ×10³ [Bq] = 40,50737 ×10^{- 8} [Ci]

40,7x10³ - 100%

14,9x10³ - x%

x=37%

Obecna radioaktywność stanowi 37% radioaktywności początkowej.

2. Schemat energetyczny rozpadu jąder Co-60.

b) Obliczenie radioaktywności Tl -204

A₀=34[Bq]=9,189⋅10^-10[Ci]

T=3,78 lat=1,17⋅ 10⁸[s]

λ = 8,547 ×10^{- 9} [1/s],

= 1,170 ×10⁸ [s].

Wyznaczona wartość aktualnej radioaktywności wynosi:

A = 12,509197 [Bq] = 3,3808640 ×10^{- 10} [Ci]

34 - 100%

12,5 - x%

x=37%

Obecna radioaktywność stanowi 37% radioaktywności początkowej.

Schemat energetyczny rozpadu jąder Tl-204

B. Pomiar mocy dawki pochłoniętej na wybranych stanowiskach pracy.

1. Obliczenia równoważnika mocy dawki promieniowania.

Biologiczny równoważnik dawki pochłoniętej obliczamy ze wzoru:

gdzie:

D - dawka pochłonięta,

Q = 1 - współczynnik jakości promieniowania (dla promieniowania β).

1 [rem] = 10^{- 2} [Sv]

1 [Gy/h] = 10^{- 4} [rem] = 10^{- 6} [Sv]

1 [rem] = 100 [erg/g]

Niepewność wyznaczenia wielkości dawek promieniowania.

Obliczenia wykonujemy wg. wzoru:

gdzie:

ΔD = (k×z)/100 [rem],

k = 0,1 - klasa dokładności użytego radiometru,

z - zakresy pomiarowe (12 i 60 μGy/h).

ΔD=

a) Obliczenie dawki tygodniowej.

Przyjmujemy 40-godzinny tydzień pracy.

Wyniki obliczeń zawiera tabela:

Miejsce pomiaru Co-60	D [μGy/h]	Ht ×10^- 3 [rem]	ΔHt ×10^- 3 [rem]	Ht ×10^- 6 [Sv]	ΔHt ×10^- 6 [Sv]
nad źródłem	1,5	60	0,48	600	4,8
wewnątrz otwartego sejfu	10	400	0,48	4000	4,8
w odległości 1 m od otwartego sejfu	0,5	20	0,48	200	4,8
przed zamkniętym sejfem	0,8	32	0,48	320	4,8
Za otwartym sejfem	0,4	16	0,48	160	4,8

Miejsce pomiaru Tl-204	D [μGy/h]	Ht ×10^-3 [rem]	ΔHt ×10^-3[rem]	Ht ×10^- 6 [Sv]	ΔHt ×10^- 6 [Sv]
przed zamkniętym sejfem	0,2	8	0,48	80	4,8
wewnątrz otwartego sejfu	0,9	36	0,48	360	4,8

b) Obliczenie dawki trzymiesięcznej.

Przyjmujemy 4 tygodnie w miesiącu.

Wyniki obliczeń zawiera tabela:

Miejsce pomiaru Co-60	D [μGy/h]	Htm ×10^- 3 [rem]	ΔHtm ×10^- 3 [rem]	Htm ×10^- 6 [Sv]	ΔHtm ×10^- 6 [Sv]
nad źródłem	1,5	240,0	1,92	2400,0	19,2
wewnątrz otwartego sejfu	10	1600,0	1,92	16000,0	19,2
w odległości 1 m od otwartego sejfu	0,5	80	1,92	800,0	19,2
przed zamkniętym sejfem	0,8	128	1,92	1280,0	19,2
za otwartym sejfem	0,4	51,2	1,92	512,0	19,2

Miejsce pomiaru Tl-204	D [μGy/h]	Htm ×10^-3 [rem]	ΔHtm ×10^-3 [rem]	Htm ×10^- 6 [Sv]	ΔHtm ×10^- 6 [Sv]
przed zamkniętym sejfem	0,2	10,24	1,92	102,4	19,2
wewnątrz otwartego sejfu	0,9	9,216	1,92	92,16	19,2

c) Obliczenie dawki rocznej.

Przyjmujemy 48 tygodni w roku.

Wyniki obliczeń zawiera tabela:

Miejsce pomiaru Co-60	D [μGy/h]	Hr [rem]	ΔHr [rem]	Hr ×10^- 3 [Sv]	ΔHr ×10^- 3 [Sv]
nad źródłem	1,5	2,88	0,023	28,8	0,23
wewnątrz otwartego sejfu	10	19,2	0,023	192,0	0,23
w odległości 1 m od otwartego sejfu	0,5	0,96	0,023	9,60	0,23
przed zamkniętym sejfem	0,8	1,536	0,023	15,36	0,23
za otwartym sejfem	0,4	0,768	0,023	7,68	0,23

Miejsce pomiaru Tl-204	D [μGy/h]	Hr [rem]	ΔHr [rem]	Hr ×10^- 3 [Sv]	ΔHr ×10^- 3 [Sv]
przed zamkniętym sejfem	0,2	0,384	0,023	3,84	0,23
wewnątrz otwartego sejfu	0,9	1,728	0,023	17,28	0,23

• Wnioski

1. Doświadczenie wykazało, że radioaktywność badanego źródła Co-60 stanowi 37% radioaktywności, które miało to źródło w momencie sporządzania świadectwa radioaktywności czyli 27.09.1991.

2. Moc dawki promieniowania na wybranych stanowiskach są porównywalne z danymi Agencji Atomistyki, które zakładają graniczne dawki roczne dla osób narażonych zawodowo:

• 5 [rem] - dla całego ciała,

• 15 [rem] - dla oczu,

• 50 [rem] - dla innych części ciała,

dla pozostałych osób:

• 0,1 [rem] - dla całego ciała,

• 1,5 [rem] - dla oczu,

• 5 [rem] - dla innych części ciała.

Poniższa tabela zawiera porównanie obliczonych wartości dawek promieniowania z normami:

1. dla osób narażonych zawodowo

		Stanowi ...% normy
Miejsce pomiaru Co-60	Hr [rem]	całe ciało	oczy	inne części
nad źródłem	2,88	0,576	0,192	0,0576
wewnątrz otwartego sejfu	19,2	3,84	1,28	0,384
w odległości 1 m od otwartego sejfu	0,96	0,192	0,064	0,019
przed zamkniętym sejfem	1,536	0,307	0,1024	0,0301
za otwartym sejfem	0,768	0,153	0,0512	0,0153

		Stanowi ...% normy
Miejsce pomiaru Tl-204	Hr [rem]	całe ciało	oczy	inne części
wewnątrz otwartego sejfu	0,384	0,0768	0,0256	0,00768
przed zamkniętym sejfem	1,728	0,3456	0,1152	0,03456

b) dla pozostałych osób

		Stanowi ...% normy
Miejsce pomiaru Co-60	Hr [rem]	całe ciało	oczy	inne części
nad źródłem	2,88	28,8	1,92	0,576
wewnątrz otwartego sejfu	19,2	192,0	12,8	3,84
w odległości 1 m od otwartego sejfu	0,96	9,6	0,64	0,192
przed zamkniętym sejfem	1,536	15,36	1,024	0,307
za otwartym sejfem	0,768	7,68	0,512	0,153

		Stanowi ...% normy
Miejsce pomiaru Tl-204	Hr [rem]	całe ciało	oczy	inne części
wewnątrz otwartego sejfu	0,384	3,84	0,256	0,0768
przed zamkniętym sejfem	1,728	17,28	1,152	0,34556

3. Powyższe wyniki wskazują na to że, bezpośredni kontakt z materiałami promieniotwórczymi badanymi w czasie ćwiczenia byłby bardzo niebezpieczny w przypadku częstego przebywania w ich zasięgu, gdyż jak widać na powyższym zestawieniu dawka często przekracza normy.

4. Ze względu na krótki czas wykonywania pomiarów dawka, na którą narażeni są studenci nie zagraża ich zdrowiu.

5. Aby zredukować dawki promieniowania należałoby:

- ograniczyć czas przebywania w zasięgu źródeł promieniowania,

- przechowywać materiały promieniotwórcze w szczelnym ołowianym sejfie.

5

Pomiar dawki promieniowania jądrowego na wybranych stanowiskach pracy

---