EAiE |
Imię i nazwisko: 1. Mariusz Furmanek 2. Paweł Janus |
ROK I |
GRUPA II |
Zespół 8
|
||||||
Pracownia fizyczna I |
Temat: Dozymetria |
Nr ćwiczenia: 96 |
||||||||
Data wykonania:
|
Data oddania:
|
Zwrot do poprawki:
|
Data oddania:
|
Data zaliczenia:
|
Ocena:
|
|||||
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie z podstawami dozymetrii promieniowania jonizującego oraz prostym radiometrem i sposobem jego wykorzystania do pomiaru mocy dawki.
Wstęp teoretyczny:
Promieniotwórczość naturalna
Promienitwórczość naturakna jest to samożutny rozpad jąder niektórych ciężkich pierwiastków.
Rozróżniamy następujące rodzaje promieniowania:
α (pierwiastki α - promieniotwórcze);
β (pierwiastki β- promieniotwórcze);
γ (towarzyszy powyższym promieniowaniom).
Własności promieniowania
α:
ulega niewielkiemu odchyleniu w polu magnetycznym i elektrycznym, gdyż niesie ze sobą ładunek (dodatni);
duże zdolności jonizacyjne;
mało przenikliwe;
wywołuje fluorescencję (np. siarczku cynku);
jest strumieniem jąder helu.
β:
ulega odchyleniu w polu magnetycznym i elektrycznym, gdyż niesie ze sobą ładunek (ujemny);
zdolności jonizacyjne mniejsze niż α;
wywołuje fluorescencję;
masa cząstki mniejsza niż α;
jest strumieniem elektronów.
γ:
nie ulega odchyleniu w polu magnetycznym i elektrycznym;
mała zdolność jonizacji;
bardzo przenikliwe (bardziej niż promienie Roentgena);
rozchodzi się z prędkością światła ;
ulega dyfrakcji, interferencji, polaryzacji;
jest falą elektromagnetyczną.
Energia jednego fotonu fali elektmomagnetycznej wynosi:
E=hν
Promieniowaniem jonizującym nazywamy każde promieniowanie wywołujące jonizację ośrodka materialnego, w którym się ono rozchodzi.
Wykrywanie promieniowania - detektory promieniowania jądrowego:
śladowe:
komora Wilsona
komora pęcherzykowa
klisza jądrowa
liczniki:
licznik Geigera - Müllera
licznik scyntylacyjny
licznik koincydencyjny
Znamy następujące rodzaje promieniowania jonizującego:
emitowanego przez jądra: cząstki α, β, promieniowanie γ, neutrony
emitowanego przez atomy: promieniowanie rentgenowskie
Prawo rozpadu promieniotwórczego określa zależność od czasu liczby jąder, które nie uległy dotąd przemianie promieniotwórczej:
N0 - liczba jąder izotopu promieniotwórczego w chwili t = 0;
N(t) - liczba jąder tego izotopu, które po czasie t nie uległy jeszcze rozpadowi;
λ - stała rozpadu.
Zachodzi związek:
T1/2 - okres połowicznego rozpadu (zaniku), czyli czas po upływie którego liczba jąder izotopu promieniotwórczego maleje do połowy pierwotnej ich liczby N0.
Wiązka promieniowania przechodząca przez materię doznaje osłabienia na skutek utraty energii na jonizację materii. Przez I0 oznaczamy natężenie wiązki padającej. Po przejściu warstwy o grubości d natężenie I maleje wykładniczo według prawa
I = I0e-μd
Współczynnik μ zwany współczynnikiem osłabienia, zależy od materiału absorbującego jak również od rodzaju promieniowania. Logarytmując powyższe równanie mamy
Często stosuje się pojęcie tzw. grubości połówkowej d1/2 po przejściu której natężenie promieniowania spada do połowy wartości pierwotnej (I=I0/2). Podstawiając powyższy warunek do ostatniego wzoru otrzymujemy:
Dozymetr powinien:
rejestrować sumaryczny strumień danego promieniowania ,
mierzyć dawkę (wydzielaną w dozymetrze energię albo prąd jonizacyjny),
symulować żywą tkankę pod względem promieniowania
Stosowane dozymetry to przyrządy:
do pomiaru dawki promieniowania zewnętrznego,
do pomiary strumienia cząstek (α,β), emitowanych przez badaną powierzchnię,
do pomiaru dawki indywidualnej.
Najczęściej stosowanymi detektorami promieniowania w radiometrach (przyrządach dozymetrycznych) są komory jonizacyjne, chlorowcowe liczniki Geigera - Müllera, detektory półprzewodnikowe, liczniki scyntylacyjne.
Liczniki Geigera - Müllera mogą być wykorzystywane do detekcji promieniowania jonizującego. Liczniki okienkowe GM wykorzystuje się jako detektory promieniowania o niewielkiej przenikliwości a więc przede wszystkim do pomiarów miękkiego promieniowania X oraz promieniowania a b.
Najprostszymi przyrządami do pomiaru mocy dawki są radiometry. W niniejszym ćwiczeniu będzie wykorzystywany radiometr kieszonkowy przeznaczony do kontroli dawek promieniowania g oraz b.
Opracowanie wyników:
Tło promieniowania
g [mR/h] |
0,019 |
b [cząstek/min.cm2] |
15 |
2. Promieniowanie g
x - odleglość źródła od licznika
H - równoważnik mocy dawki
Mangan 54
x [cm] |
H [ mR/h ] |
0 |
0,050 |
0,5 |
0,045 |
1 |
0,043 |
1,5 |
0,040 |
2 |
0,040 |
2,5 |
0,042 |
3 |
0,028 |
3,5 |
0,023 |
4 |
0,033 |
4,5 |
0,025 |
5 |
0,029 |
5,5 |
0,022 |
6,5 |
0,016 |
7,5 |
0,012 |
8,5 |
0,022 |
9,5 |
0,019 |
10,5 |
0,013 |
11,5 |
0,017 |
12,5 |
0,012 |
13,5 |
0,017 |
14,5 |
0,018 |
15,5 |
0,011 |
Mangan 54, przesłona ze stali rdzawej
x [cm] |
H [mR/h] |
0 |
0,050 |
0,5 |
0,043 |
1 |
0,038 |
1,5 |
0,036 |
2 |
0,031 |
2,5 |
0,031 |
3 |
0,032 |
3,5 |
0,029 |
4 |
0,029 |
4,5 |
0,022 |
5 |
0,021 |
5,5 |
0,023 |
6,5 |
0,020 |
7,5 |
0,012 |
8,5 |
0,021 |
9,5 |
0,016 |
10,5 |
0,018 |
11,5 |
0,010 |
12,5 |
0,013 |
13,5 |
0,017 |
14,5 |
0,010 |
15,5 |
0,016 |
Mangan 54, przesłona ołowiana
x [cm] |
H [mR/h] |
0 |
0,033 |
0,5 |
0,028 |
1 |
0,029 |
1,5 |
0,038 |
2 |
0,032 |
2,5 |
0,014 |
3 |
0,017 |
3,5 |
0,019 |
4 |
0,025 |
4,5 |
0,023 |
5 |
0,022 |
5,5 |
0,014 |
6,5 |
0,010 |
7,5 |
0,017 |
8,5 |
0,012 |
9,5 |
0,011 |
Mangan 54 z absorbentem miedzianym
x [cm] |
H [mR/h] |
0 |
0,040 |
0,5 |
0,061 |
1 |
0,045 |
1,5 |
0,046 |
2 |
0,043 |
2,5 |
0,029 |
3 |
0,031 |
3,5 |
0,039 |
4 |
0,022 |
4,5 |
0,024 |
5 |
0,020 |
5,5 |
0,028 |
6,5 |
0,021 |
7,5 |
0,018 |
8,5 |
0,027 |
9,5 |
0,015 |
2.
Kobalt 60
x [cm] |
H [cząstek/min*cm2] |
0 |
340 |
0,5 |
310 |
1 |
280 |
1,5 |
230 |
2 |
190 |
2,5 |
135 |
3 |
115 |
3,5 |
108 |
4 |
103 |
4,5 |
104 |
5 |
96 |
5,5 |
92 |
6,5 |
80 |
7,5 |
78 |
8,5 |
81 |
9,5 |
76 |
10,5 |
74 |
11,5 |
69 |
Kobalt 60 z przesłoną aluminiową
x [cm] |
H [cząstek/min*cm2] |
0 |
280 |
0,5 |
250 |
1 |
225 |
1,5 |
200 |
2 |
180 |
2,5 |
140 |
3 |
100 |
3,5 |
92 |
4 |
73 |
4,5 |
70 |
5 |
65 |
5,5 |
60 |
6,5 |
52 |
7,5 |
50 |
8,5 |
45 |
9,5 |
36 |
10,5 |
30 |
Kobalt 60 z przesłoną ołowianą
x [cm] |
H [cząstek/min*cm2] |
0 |
340 |
0,5 |
250 |
1 |
225 |
1,5 |
190 |
2 |
161 |
2,5 |
142 |
3 |
111 |
3,5 |
96 |
4 |
89 |
4,5 |
80 |
5 |
79 |
5,5 |
78 |
6,5 |
71 |
7,5 |
60 |
8,5 |
54 |
9,5 |
44 |
10,5 |
36 |
Laboratorium fizyczne I Strona 12
Wyszukiwarka