Лабораторная работа №4 Определение защитных свойств различных материалов от фотонного излучения

1. Цель работы: изучение основных закономерностей взаимодействия ионизирующего излучения с веществом и определение коэффициента ослабления потока фотонного излучения для различных технологических материалов.

2. Приборы и принадлежности: ¹³⁷Cs – источник γ-излучения, дозиметр-радиометр ДРБП-03, свинцовый коллиматор.

3. Описание экспериментальной установки.

Экспериментальная установка предусматривает возможность измерения мощности амбиентной эквивалентной дозы и эквивалентной дозы фотонного ионизирующего (рентгеновского и γ) излучения.

Мощность эквивалентной дозы рентгеновского или γ-излучения измеряется с помощью пульта, блока БДБА-02 в интервале 0,10-300,0 мкЗв/ч, а также с помощью пульта в интервале 0,10-1000,0 мЗв/ч; эквивалентная доза измеряется с помощью пульта в интервале 0,01 - 9999 мЗв/ч и энергетическом диапазоне измеряемого нуклида (¹³⁷Cs) 0,05-3.0 МэВ.

В работе используются измерения по каналу 1 и по каналу 4.

4. Последовательность измерений:

1. Кнопкой «1» включить питание дозиметра-радиометра.

2. Кнопкой 2 «канал» выбрать канал 1 или 4 канал, что на индикаторе отражается в соответствии с каналом символ «Sv/h» или «Sv/h» и «γ1».

3. Нажать клавишу «Сброс» («кнопка 3»).

4. Установить соответствующий детектор вплотную к коллиматору с источником гамма- излучения.

5. После набора данных мощности эквивалентной дозы рентгеновского и γ-излучения зазвучит звуковой сигнал. В ходе звучания сигнала нажать клавишу «Ввод» («кнопка 4») для ввода информации в память дозиметра-радиометра. Повторить операцию 5 раз (т.е. необходимое количество замеров).

6. По окончании последнего измерения нажать клавиши «F»(кнопка «5»)+« » (кнопка «2»). При этом на индикаторе на 2-3 секунды высветится число измерений, а затем среднее арифметическое показание мощности амбиентной эквивалентной дозы.

7. Клавишами «F»(кнопка «5»)+« » (кнопка «2»), а затем «Сброс» (кнопка «4») перейти в режим возобновления измерений.

8. Кнопкой «1» выключить питание дозиметра-радиометра.

5. Задания для самостоятельной работы.

5.1. Получите у преподавателя образцы для проведения измерений.

5.2. Измерьте мощность эквивалентной дозы γ-излучения выносным блоком детектирования БДГ-01 от открытого источника. Для достижения достаточной точности проведите измерение 5 раз, занося в таблицу средний, рассчитанный прибором, результат.

5.3 Измерьте мощность эквивалентной дозы γ-излучения встроенным блоком детектирования от открытого источника в той же последовательности, занося значения в таблицу.

5.3. Поместите на коллиматор первый образец, измерьте 5 раз мощность эквивалентной дозы γ-излучения, регистрируемой выносным и встроенным детектором. Полученные результаты средних значений занесите в таблицу.

5.4. Повторяйте измерения аналогично п.5.3, последовательно увеличивая толщину защиты (добавляя образцы и суммируя их толщину).

5.5. Используя средние значения D₀ и D_i, для каждой толщины слоя защиты d рассчитайте величину кратности ослабления:

(1)

где D_O – мощность эквивалентной дозы γ-излучения, регистрируемая от открытого источника; D_i – мощность эквивалентной дозы γ-излучения, регистрируемая после прохождения защитного слоя.

5.6. Провести расчет линейного коэффициента ослабления гамма излучения по формуле:

(2)

Результаты измерений и расчётов занесите в следующую таблицу:

Название защитного материала: ____________________.

№ изм.	Толщина слоя защиты d (мм)	Мощность эквивалентной дозы γ-излучения
1	0			0
2				
3
4
5

5.7. На координатной плоскости (d,y) зависимости  (x) отметьте все экспериментальные точки и проведите по найденному значению  наилучшую прямую. Оцените визуально, хорошо ли соответствует линейной зависимости расположение экспериментальных точек.

5.8. По формуле определите величину средней длины свободного пробега фотонов в данном материале.

(3)

5.9. Используя полученное значение  и закон ослабления излучения, рассчитайте толщину поглощающего слоя, при которой поток ионизирующего излучения ослабляется: а) в 2 раза; б) в 10 раз, в) в 100 раз.

5.10. Если необходимо, повторите пункты 5.15.9 для нескольких материалов и сравните их поглощающую способность.