книги из ГПНТБ / Кузнецов В.Ф. Сборник задач по основам войсковой дозиметрии учебное пособие

Г л а в а II

ИОНИЗАЦИОННЫЕ КАМЕРЫ

§ 1. Основные соотношения

Ионизационные камеры используются в качестве воспри­ нимающих элементов в приборах, предназначенных для из­ мерения мощности дозы излучений и в приборах, предназна­ ченных для измерения дозы излучений.

1. Ток ионизационной камеры в режиме насыщения опре­ деляется выражением

21

4. С учетом влияния температуры и давления газа, на полняющего камеру, выражение для /о принимает вид

(мм рт. ст.) газа, наполняющего камеру.

5.Выражение для тока ионизационной камеры с учето

меры и мощностями доз излучений, при которых эффектив­ ность собирания ионов сохраняется неизменной, определя­

22

воздействии на нее гамма-излучений определяется выраже­ нием

где п — количество пар ионов, образующихся в объеме каме­ ры в течение всего времени ее облучения;

е — заряд электрона, равный 1,6*10—19 к;

С— емкость камеры, ф.

10.Величина п, входящая в эту формулу, определяется

выражением

где / ср— среднее значение эффективности собирания ионов.

§2. Задачи

11.1.Ионизационная камера облучается гамма-излучени­ ем постоянной интенсивности. Определить мощность дозы

(р/сек) гамма-излучения, если известно, что ток насыщения в данной камере равен 10~8 а и объем воздуха между элек­ тродами 50 см3.

11.2. Ионизационная камера с воздухоэквивалентными стенками и эффективным объемом 1200 см3 подвергается воздействию гамма-излучения постоянной интенсивности, вы­ зывающего образование 500 пар ионов в 1 см3 в течение 1 сек. Приняв, что напряжение на камере достаточно для до­ стижения режима насыщения, определить величину тока, да­ ваемого камерой.

11.3. Какова величина тока ионизационной камеры с воз­ духоэквивалентными стенками, объемом 500 см3, заполнен­

23

ной воздухом под давлением 2 атм7 Камера работает в ре­ жиме насыщения в поле гамма-излучения с мощностью дозы

стью дозы 2 р/ч. Определить токи насыщения при темпера­ туре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. Графит полагать возду-

хоэк'вивалентным материалом.

11.6. Две ионизационные камеры, одна с алюминиевыми, другая со свинцовыми стенками, объемом 200 смг каждая, по­ мещались сначала в поле гамма-излучателя с Ет =0,1 Мэе, а затем в поле гамма-излучателя с =1 Мэе с мощностью дозы 5 р/ч. Камеры негерметичны. Определить токи насыще­ ния при температуре воздуха 20°С и давлении 760 мм рт. ст.

11.7.Определить отношение ионизационных токов камеры, изготовленной из алюминия, при воздействии на нее гаммаизлучением одной и той же мощности дозы с энергией гаммаквантов, равной 0,1; 0,5 и 1,25 Мэе.

11.8.Определить отношение ионизационных токов камеры, изготовленной из свинца, при воздействии на нее гамма-из­ лучением одной и той же мощности дозы с энергией гаммаквантов, равной 0,1; 0,5 и 1,25 Мэе.

11.9.Две ионизационные камеры одинакового объема, од­ на со свинцовыми, другая с алюминиевыми стенками, поме­ щались сначала в поле гамма-излучателя с £’т =0,1 Мэе, а затем в поле гамма-излучателя с £\ =1 Мэе с одинаковой мощностью дозы излучений. Определить отношение токов на­ сыщения для обеих камер при указанных значениях энергии гамма-квантов.

11.10. Какое напряжение необходимо приложить к элек­ тродам камеры, чтобы эффективность собирания ионов при мощности дозы 100 р/ч была такой же, как и при мощности дозы 1р/ч, измеряемой при напряжении 150 в?

11.11.Эффективность собирания ионов в камере при на­

пряжении на ее электродах 25 в и при мощности дозы гаммаизлучения 30 мр/сек равна 0,8. Как изменится эффективность

меряемую ионизационной камерой с воздухоэквивалентными стенками, объемом 15 см3, при атмосферном давлении и тем­ пературе 20°С, если ионизационный ток равен 5-10 ~9 а, а на-

24

11.21. Ионизационная камера с воздухоэквивалентными стенками, объемом 500 см3, находится на расстоянии 1 м от точечного гамма-источника с активностью 500 мкюри, изго­ товленного из Со60. Температура воздуха 20°С. Определить необходимое давление в камере, обеспечивающее ток в ее це­

пи равным 10 а.

11.22. Негерметичная ионизационная камера с воздухоэк­ вивалентными стенками, объемом 200 см3, находится на рас­ стоянии 2 я от точечного гамма-источника, изготовленного из Na22. Температура воздуха 20°С, давление 740 мм рт. ст. Оп­ ределить активность источника, при которой ток в цепи каме­ ры равен ,10 ~10 а.

11.23. Определить активность источника, изготовленного из К40, если ток в цепи негерметичной ионизационной каме­ ры с воздухоэквивалентными стенками равен 10~10 а. Объем камеры 200 см3. Камера находится на расстоянии 1 м от ис­

на расстоянии 0,5 м от точечного гамма-источника с актив­ ностью 50 кюри, изготовленного из Cs137. Расстояние между электродами камеры d = 40 мм. Напряжение, приложенное к электродам камеры, U = 20 в. Определить ток камеры. Значе­ ния а, К\ и Кг те же, что и в задаче 11.13.

11.26. Карманный дозиметр, изготовленный из воздухоэк­ вивалентного материала, имеет емкость 3 пф и полностью заряжен. Объем камеры равен. 1 см3. Определить дозу излу­ чения, поглощенную камерой при уменьшении напряжения на камере на 20 в, полагая / ср~ 1.

11.27. Камера карманного дозиметра с воздухоэквивалент­

ионизационной камеры индивидуального дозиметра после об­ лучения его дозой 50 мр. Начальное напряжение на камере 195 в, / ср~1. Камера изготовлена из воздухоэквивалентного материала и имеет размеры: длина 40 мм, диаметр 10 мм. Емкость камеры равна 1,4-10~6 мкф.

11.29. Камера карманного дозиметра с воздухоэквивалент­ ными стенками, объемом 1 см3, емкостью 3 пф, находится в течение 30 мин на расстоянии 1 м от источника Со60 с ак­ тивностью 0,5 кюри. Определить остаточное напряжение на

26

Г л а в а III

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ СЧЕТЧИКИ

§ 1. Основные соотношения

Газоразрядные счетчики используются в качестве воспри­ нимающих элементов в приборах, предназначенных для изме­ рения мощности дозы излучений, и в приборах, предназначен­ ных для измерения активности препаратов.

1. Напряженность электрического поля внутри объема цилиндрического газоразрядного счетчика определяется вы­ ражением

г— расстояние от оси анода до точки внутри объема счетчика, в которой Е имеет значение, определяемое данной формулой, см.

2.Амплитуда импульса напряжения, возникающего на счетчике при попадании в его объем ионизирующей частицы, вычисляется по формуле

28

3. Наклон плато счетной характеристики газоразрядного счетчика вычисляется по формуле

рядного счетчика от мощности дозы излучений, создаваемых точечным монохроматическим гамма-излучателем, определя­ ется выражением

Ркв — линейный коэффициент передачи энергии излучений

ввоздухе, 1/см.

е*— эффективность счетчика;

точечным немонохроматическим гамма-излучателем, опреде­ ляется выражением

Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

* Значения г для счетчика со стальным катодом для различных зна­ чений Е.j приведены в табл. 9 приложения.

29