Практическая работа "Измерение радиационного фона бытовым дозиметром"

Раздел: Наука об окружающей среде. Взаимосвязь состояния ОС и здоровья человека.

Практическая работа на тему: «Измерение естественного радиационного фона бытовым дозиметром».

Измерение естественного радиационного фона дозиметром.

Цель работы: Измерить мощность дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром.

Оборудование: Дозиметр «Сосна».

Толкование используемых терминов.

Фон радиоактивный — естественный радиационный фон, создаваемый ионизирующим излучением, источником которого являются космические лучи и так называемые естественные радионуклиды (т. е. существующие в природе ядра радиоактивных элементов). Ионизирующее излучение — различные виды частиц и физических полей, способных ионизировать вещество.

Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса (солнечная радиация).

Естественные радионуклиды повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. Фоновому облучению подвергаются все живые организмы Земли, в том числе человек. В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для его измерения используют счётчики Гейгера—Мюллера (см. § 54 учебника).

В бытовых дозиметрах используется счётчик жёсткого (т. е. высокоэнергетического) β- и γ-излучения, способный регистрировать мощность дозы в диапазоне 0,004— 40 мкР/с (микрорентген в секунду)

Бытовые дозиметры предназначены для оперативного индивид. контроля населением радиационной обстановки и позволяют приблизительно оценивать мощность эквивал-ой дозы излучения. Большинство соврем. дозиметров измеряет мощность дозы излучения в

микрозивертах в час (мкЗв/ч), однако до сих пор широко используется и другая единица –микрорентген в час (мкР/ч). Соотношение между ними такое: 1 мкЗв/ч = 100 мкР/ч

Технический паспорт. АНРИ-01 СОСНА

1. Назначение

Прибор предназначен для измерения мощности экспозиционной (эквивалентной) дозы гамма-излучения, измерения плотности потока бета-излучения загрязненных поверхностей. 

Технические данные.

Диапазон измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения - 0,1 ÷ 99,99 мкЗв/час. Основная относительная погрешность измерения - ± 30 %.

Примечание. Значение мощности эквивалентной дозы в мкЗв/ч определяют путем умножения показаний прибора на коэффициент 10.

Диапазон измерения плотности потока бета-излучения – 10 – 5000 1/(см²∙мин). Основная относительная погрешность измерения ±45 %.

3. Описание и устройство прибора.

Внешний вид бытового радиометра-дозиметра АНРИ-01 СОСНА показан на рисунке. Блок детектирования и измерительный блок смонтированы в едином пластмассовом корпусе. Детектирование излучения осуществляется с помощью четырех газоразрядных цилиндрических счетчиков Гейгера-Мюллера. Для индикации результатов измерений в приборе используется жидкокристаллический цифровой индикатор 1. Управление прибором осуществляется переключателем режимов работы 2, кнопками 3 — КОНТР, 4 — ПУСК, 5 — СТОП, выключателем 6.

Источником питания радиометра-дозиметра СОСНА служит батарея постоянного тока, размещенная в отсеке для питания, закрытом легко съемной крышкой 7.

Дозиметр регистрирует гамма-излучение и бета-излучение.

К нижней части корпуса крепится поворотная задняя крышка, являющаяся экранизирующим фильтром. Под крышкой расположена плата с установленными на ней счетчиками излучения. При попадании в рабочие объемы счетчиков ионизирующих частиц на нагрузке счетчиков появляются электрические импульсы. Число импульсов подсчитывается электронной схемой и отображается на табло индикатора. При установке переключателя режимов работы в положение «МД» в приборе работает внутренний таймер, который через заданное время прекращает счет импульсов.

При установке переключателя режимов работы в положение «Т» таймер не работает и на табло регистрируется общее количество импульсов за заданный потребителем период времени.

Схема сигнализации прибора выдает звуковой сигнал по окончании времени измерения (положение «МД») или короткий звуковой сигнал при прохождении каждого десятого импульса (положение «Т»).

4. Подготовка прибора к работе.

1. Включите прибор, для чего вы­ключатель питания переведите в положение «Вкл.». На лице­вом табло должно индицироваться «0.000» или «0000». Вклю­чение прибора должно сопровождаться коротким звуковым сигналом. Если прибор после включения издает постоянный звуковой сигнал, то необходимо установить новый элемент питания.

2. Убедитесь в исправности электронной пересчетной схе­мы и таймера прибора, для чего переведите переключатель режима работы в положение «МД», нажмите кнопку Контр. и удерживайте ее в таком состоянии до конца проверки, а затем кратковременно нажмите кнопку ПУСК. При этом дол­жен начаться отсчет чисел. Через 20 с отсчет чисел должен прекратиться, окончание отсчета должно сопровождаться ко­ротким звуковым сигналом, а на табло должно индицировать­ся «1.024». Если при проведении контрольного теста индици­руемое число отличается от указанного выше, то прибор не­исправен.

5. Выполнение работы.

1. Измерьте мощность дозы гамма-излуче­ния в точках, ука­занных преподавателем. Для этого:

- убедитесь, закрыта ли задняя крышка прибора, при необходимости плотно закройте ее и зафиксируйте фиксато­ром;

- для работы в режиме «Поиск» переведите переключа­тель режима работы в положение «1» (крайнее правое поло­жение);

- кратковременно нажмите на кнопку ПУСК. Прибор начнет отсчет импульсов, число которых инди­цируется на цифровом табло. Через каждые 10 импульсов прибор будет подавать звуковой сигнал. При естественном фоновом излучении прибор должен подавать 1–6 звуковых сигналов в минуту. С увеличением мощности экспозиционной дозы гамма-излучения пропорционально возрастает частота подачи звуковых сигналов;

- для работы в режиме «Измер.» переведите переключа­тель режима работы в положение «МД» (крайнее левое поло­жение). Нажмите кнопку ПУСК. При этом на цифровом табло должно появиться «0. 0. 0. 0.» и начаться отсчет импульсов. Через 20 с измерение закончится, что будет сопровож­даться звуковым сигналом, а на цифровом табло появится результат в миллирентгенах в час;

- для повторного измерения необходимо снова нажать кнопку ПУСК.

Результаты запишите в журнал.

2. Измерьте плотность потока бета-излу­чения с загрязненных поверхностей. Для этого:

- проверьте, закрыта ли задняя крышка прибора, при необходимости плотно закройте ее;

- переведите переключатель режима работы в положение «МД» и включите прибор;

- поднесите прибор плоскостью задней крышки к иссле­дуемой поверхности на расстояние 0,5–1 см и кратковремен­но нажмите кнопку ПУСК. Выполните измерение и запишите показания прибора ;

- откройте заднюю крышку прибора и выполните намерение аналогично предыдущему. Запишите пока­зание прибора.

6. Установка элементов питания.

После длительного хранения прибора, перед проведением поверки или при разряде элементов питания необходимо установить новые элементы питания. Для этого необходимо отвинтить пробку батарейного отсека, расположенную на нижней крышке прибора. Извлечь установленный комплект элементов питания. Соблюдая полярность, указанную около батарейного отсека, установить новые два элемента питания и завинтить пробку.

Следует помнить, что неправильное использование элементов питания может привести к преждевременному выходу их из строя. Не допускается смешанное использование новых и старых элементов питания.

Задание:

1) Внимательно изучите инструкцию по работе с дозиметром и запишите в тетради:

а) каков порядок подготовки его к работе

б) какие виды ионизирующих излучений он измеряет

в) в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения

г) какова длительность цикла измерения

д) какова относительная погрешность

е) каков порядок контроля и замены внутреннего источника питания

ж) каково расположение и назначение органов управления работой прибора

2)

3) Вычислите среднее значение радиационного фона.

P = (a1 + a2 + ... an) / n

4) Сравните полученное среднее значение фона с естественным радиационным фоном,принятым за норму (0,15 мкЗв/ч или 2-3 мЗв/год ).

1 микрорентген в час [мкР/ч] = 0,01 микрозиверты в час [мкЗв/час].

Микрозиверт в час (мкЗв/час) — производная единица Международной системы единиц (СИ) для измерения мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения.
Для измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ) используется зиверт (Зв). 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Поэтому через другие единицы СИ зиверт можно выразить как 1 Зв = 1 Дж/кг. Следовательно, 1 Дж/кг·с = 1 Зв/с = 3,6 * 10⁷ мкЗв/час. 1 микрозиверты в час [мкЗв/час] = 8,766 миллизиверты в год [мЗв/год].

Миллизиверт в год (мЗв/год) — производная единица Международной системы единиц (СИ) для измерения мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения.
Для измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ) используется зиверт (Зв). 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Поэтому через другие единицы СИ зиверт можно выразить как 1 Зв = 1 Дж/кг. Следовательно, 1 Дж/кг·с = 1 Зв/с = 3,15576 * 10¹⁰ мЗв/год.

5) Вычислите, какую дозу ионизирующих излучений получит человек в течение года, если среднее значение радиационного фона на протяжении года изменяться не будет. Сопоставьте ее со значением, безопасным для здоровья человека. !!!! ПЕРЕВЕДИТЕ мкР/ч В мкЗв/ч !!!!!!

6) Ответьте на вопросы.
Что является источником естественного радиационного фона?
Если измерять естественный радиационный фон в том же месте через минуту, его численное значение может отличаться от предыдущего значения. Почему?
Каковы численные значения нормального естественного радиационного фона?

СФОРМУЛИРУЙТЕ ОБЩИЙ ВЫВОД ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ!!!

9