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

7. Скорость счета импульсов N и число частиц п0, прони­ кающих в объем счетчика в одну секунду, связаны между со­ бой соотношением

----- - (Ш,7) 1 + п0т

где т ч—разрешающее время счетчика, сек.

§2. Задачи

II1,1. Определить напряженность электрического поля внутри объема газоразрядного счетчика на расстоянии 0,5 см от оси анода при следующих данных:

димо подвести к электродам газоразрядного счетчика, чтобы обеспечить напряженность электрического поля внутри его объема, на расстоянии 0,5 см от оси нити, равную 400 в/см, при следующих данных:

счетчика, на котором создается напряженность электрическо­ го поля, равная 500 в/см, при следующих данных:

— напряжение, подведенное к электродам счетчика, U—

никающих на электродах газоразрядного счетчика, при сле­ дующих данных:

—коэффициент газового усиления kr,y = 103;

—число пар ионов, образующихся в объеме счетчика при ■каждом акте первичной ионизации, и0=4О3;

■—емкость счетчика С—10 пф.

II 1.5. Определить величину коэффициента газового усиле­ ния газоразрядного счетчика при следующих данных:

—амплитуда импульсов напряжения, снимаемых с выхо­ да счетчика, Л£/=4,8 мв;

—число пар ионов, образующихся в объеме счетчика при каждом акте первичной ионизации, n0—I03;

—емкость счетчика С= 10 пф.

III.6. Определить число пар ионов, образующихся в объе­ ме газоразрядного счетчика, п0 при следующих данных:

— амплитуда импульсов напряжения, снимаемых с выхо­ да счетчика, AU=3,2 мв;

30

— коэффициент газового усиления kr. у — 103;

—е!икость счетчика С=10 пф.

111.7.Определить амплитуду импульсов напряжения, воз­

никающих на электродах газоразрядного счетчика, при попа­ дании в счетчик альфа-частиц Ро2!0 с энергией Еа=4,5 Мэе. Коэффициент газового усиления k T.y = 102, емкость счетчика

С= 10 пф.

111.8.Определить наклон счетной характеристики газораз­ рядного счетчика при следующих данных: N„=495 имп/сек, NK=505 имп/сек, U„ =375 в, UK=400 в.

111.9.Определить частоту следования импульсов тока в

цепи газоразрядного счетчика при воздействии на него моно­ хроматического гамма-излучения (NT=1,25 Мэе) с мощно­ стью дозы 10 мр/ч. Площадь сечения счетчика 7,5 см2, эф­ фективность счетчика 0,8%.

111.10. Определить частоту следования импульсов напря­ жения, снимаемых с выхода газоразрядного счетчика при воздействии на него монохроматического гамма-излучения то­ чечного источника с активностью 2 мкюри, находящегося на

жения, снимаемых с выхода стального газоразрядного счет­ чика при облучении его гамма-излучением точечного источни­ ка Сое0, создающим мощность дозы 10 мр/ч. Площадь сече­ ния счетчика 7,5 см2.

111.12.Определить частоту следования импульсов напря­ жения, снимаемых с выхода стального газоразрядного счет­ чика при воздействии на него гамма-излучения точечного ис­ точника Тп170, создающим мощность дозы 10 мр/ч. Площадь сечения счетчика 7,5 см2.

111.13.Определить мощность дозы гамма-излучений, соз­ даваемую изотопом Na22, если частота следования импульсов напряжения, снимаемых с выхода стального газоразрядного

счетчика, равна 800 имп/сек. Площадь счетчика 5 = 7,5 см2.

III.14. Определить эффективность газоразрядного счетчи­

ка с площадью 5 = 10 см2, если при мощности дозы излуче­

фективностью регистрации е=0,5% возникают импульсы то­ ка с частотой N = 6000 имп/мин.

111.16. Определить гамма-постоянную точечного источника монохроматического гамма-излучения, если при мощности до­ зы излучений Р— 10 мр/ч, воздействующих на газоразрядный счетчик с площадью 5=15 см2 и эффективностью регистра-

31

щш е= 0,5%, в его цепи возникают импульсы тока с частотой

500имп/сек.

III. 17. Определить эффективность газоразрядного счетчи

ка с площадью 5=15 см2, если при воздействии на этот счет­ чик гамма-излучений Nb95 с мощностью дозы Р = 10 мр/ч в его цепи возникают импульсы тока с частотой 30 000 имп/мин.

111.18. Определить расстояние от точечного источника мо­ нохроматического гамма-излучения с активностью 5 ммори, если при воздействии излучений этого источника на газораз­ рядный счетчик с площадью 5=10 см2 и, эффективностью е= 0,5% в его цепи возникают импульсы тока с частотой Л/=

=30 000 имп/мин.

111.19. Определить мощность дозы гамма-излучений, соз­ даваемую изотопом Cs137, если частота следования импульсов напряжения, снимаемых с выхода стального газоразрядного счетчика, равна 18 000 имп/мин. Площадь счетчика 5=10 см2.

II 1.20. Определить период полураспада изотопа, излуче­ ния 2,5*10~7 г которого при воздействии на счетчик вызыва­ ют в нем импульсы тока с частотой 4200 имп/мин. Эффектив­ ность счета равна 0,4. Атомный вес изотопа равен 230.

III.21. При измерении активности бета-препарата в рабо­ чий объем счетчика попадает «О=5000 бета-частиц в минуту. Какова регистрируемая скорость счета N от этого препарата,

стью 0,5 мкюри при эффективности счета ri=0,l. Мертвое вре­ мя счетчика т=-200 мксек.

II 1.24. От препарата с активностью 1 мккюри в рабочий объем счетчика попадает 5000 частиц в секунду. Определить мертвое время счетчика, если эффективность счета импуль­

периодом полураспада 5,3 года, излучение которого при воз­ действии на счетчик вызывает в нем импульсы тока с часто­

12000 имп/мин. Сколько импульсов было пропущено счетчи­ ком?

32

111.28. Определить массу изотопа с атомным весом 22 и периодом полураспада 2,6 года, гамма-излучение которого вызывает в цепи газоразрядного счетчика с площадью 5 = = 10 см2, находящегося на расстоянии R= 1 м от изотопа, им­ пульсы тока с частотой 60 000 имп/мин. Эффективность счет­

чика е= 0,5%.

111.29. Определить период полураспада изотопа с атом­ ным весом 137 и с массой 37-10 ~1Лz, гамма-излучение кото­ рого вызывает в цепи газоразрядного счетчика с площадью 5=10 см2, находящегося на расстоянии R= 1 м от изотопа, импульсы тока с частотой 9500 имп1мин. Эффективность счет­

чика е= 0,5%.

111.30. Определить атомный вес изотопа с периодом полу­ распада 2,3 года и с массой 1,5* 10~12 г, гамма-излучение ко­ торого вызывает в цепи газоразрядного счетчика с площадью 5=10 см2, находящегося на расстоянии 1 м от изотопа, им­ пульсы тока с частотой 1000 имп/сек. Эффективность счетчи­

ка 8= 0,5%.

111.31. Определить массу изотопа с атомным весом 40 и периодом полураспада 1,28-109 лет, гамма-излучение которого

пульсы тока с частотой 90 000 имп/мин. Эффективность счет­ чика 8=0,5%.

111.32. Определить число атомов, содержащихся в изото­ пе с периодом полураспада 5,3 года, излучение которого прй воздействии на газоразрядный счетчик вызывает в нем им­ пульсы тока с частотой 60 000 имп/мин. Эффективность сче­ та импульсов р = 1 %.

111.33. Определить число атомов, содержащихся в изото­

пульсы тока с частотой 1000 имп/сек. Эффективность счетчи­

вает в цепи газоразрядного счетчика с площадью 5=10 см2,

гамма-излучателя З-Ю-13 г; атомный вес 22; период полурас­ пада 2,6 года. Эффективность счетчика е=0,5%.

II 1.36. Определить расстояние от гамма-излучателя до га­ зоразрядного счетчика, при котором в его цепи возникают им­

Г л а в а IV

сц и н ти л л я ц и о н н ы е и ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЧЕТЧИКИ

§1. Основные соотношения

Всцинтилляционных и полупроводниковых счетчиках, в отличие от рассмотренных выше ионизационных камер и га­ зоразрядных счетчиков, в качестве среды, на которую осу­ ществляется воздействие ионизирующих излучений, исполь­ зуется не газ, а твердое тело. Плотность твердого тела во много раз больше плотности газа. Следовательно, для соз­ дания в цепи тока одной и той же величины размеры детек­ тора из твердого тела требуются во много раз меньшими раз­ меров газового детектора.

Всцинтилляционном счетчике в качестве воспринимающе­

го элемента ионизирующих излучений используется сцинтил­

где а — коэффициент вторичной эмиссии — число вторичных электронов, выбиваемых из динода при попадании на него одного первичного электрона;

тп — общее число динодов.

отношение энергии световой вспышки к энергии гамма-кванта, поглощенной сцинтиллятором;

gквантовый выход фотокатода — число фотоэлек­ тронов, выбиваемых одним фотоном, по отноше­ нию к фотонам, обладающим оптимальной длиной волны;

е— относительный выход фотоэлектронов, учитываю­

щий степень соответствия спектральной чувстви­ тельности фотокатода спектру светового излуче­ ния сцинтиллятора.

Для большинства сцинтилляторов, используемых на прак­ тике, 7'«1. При непосредственном контакте сцинтиллятора с фотокатодом коэффициент В ~ 1. При использовании ФЭУ с сурьмяно-щезиевым фотокатодом коэффициент е может быть также принят равным единице. В этом случае формула (IV,9) упрощается и принимает вид

ng

На практике часто вместо этой формулы пользуются форму­ лой следующего вида

где — световой выход относительно антрацена.

7. Используя формулы (IV,1), (IV,5), (IV,6) и (IV,7 ),вы­ ражение для I может быть написано в виде

8.При использовании тонких сцинтилляторов, для кото­

рых [ic dc <<. 1, это выражение упрощается и принимает вид

В полупроводниковых счетчиках, в отличие от сцинтилляционных счетчиков, осуществляется непосредственное преоб­ разование энергии ионизирующих излучений в электрический

38

ток. В настоящее время наиболее широкое применение для дозиметрии ионизирующих излучений получили полупровод­

е— работа, затрачиваемая на образование од­ ной пары (электрон-дырка), равная для кремния 3,5-10 —6 Мэе;

еi—m

а) при воздействии на счетчик монохроматического гам­

где Gn , pA.mB, Р — те же значения, что и в формуле (V, 15);

—массовый коэффициент ослабления гаммаизлучений материалом полупроводникового счетчика, см2-г~1 ;

*Значения ркшп кремния для различных Е^ приведены в табл. 12

приложения.

** Значения ;лтп кремния для различных Я, приведены в табл. 12 Приложения.

39