книги из ГПНТБ / Кузнецов В.Ф. Сборник задач по основам войсковой дозиметрии учебное пособие
.pdfб) при воздействии на счетчик немонохроматического гам ма-излучения
|
|
/—Ш |
|
|
г, |
Pmn; tl'i |
|
|
N = 1,5-10* |
------------ р, |
(IV,18) |
|
к |
|
|
где |
— квантовый выход; |
(=1 |
|
|
|
||
m — число гамма-линий. |
|
||
|
§ 2. |
Задачи * |
|
IV. |
1. Определить частоту следования импульсов напря |
||
жения, |
снимаемых с выхода сцинтиллядионного счетчика при |
||
воздействии на него монохроматического гамма-излучения с |
|||
=1 |
Мэе и Р = 10 мр/ч. Сцинтиллятор изготовлен из антра |
||
цена с размерами 5= 3 см2 и d = 2 мм. |
расстоя |
||
IV.2. Сцинтилляционный |
счетчик находится на |
||
нии 1 м от точечного источника с активностью 324 мкюри, из готовленного из Cs137. Определить частоту следования им пульсов напряжения, снимаемых с выхода счетчика. Матери ал и размеры сцинтиллятора те же, что и в предыдущей за
даче.
IV.3. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоянии 1 м от точечного источника, изготовленного из Ти170. Опреде лить активность источника, при которой на выходе счетчика
возникают импульсы напряжения с частотой |
12 000 имп/мин. |
Сцинтиллятор изготовлен из антрацена с |
размерами 5 = |
= 1,5 см2, d —2 мм.
IV.4. Сцинтилляционный счетчик находится в поле точеч ного источника с активностью 50 мкюри, изготовленного из Со60. Определить расстояние от источника до счетчика, при котором на его выходе возникают импульсы напряжения с
частотой 36 000 ими!мин. Сцинтиллятор изготовлен из |
антра |
|
цена с размерами S=3 см2 |
и d = 2 мм. |
|
IV.5. Сцинтилляционный |
счетчик находится на расстоянии |
|
1 м от точечного источника |
с активностью 20 мкюри, |
изго |
товленного из Na22. Определить объем сцинтиллятора, изго товленного из йодистого натрия, при котором на выходе счет
чика |
возникают импульсы |
напряжения |
с |
частотой |
60 000 имп/мин. |
|
|
расстоя |
|
IV.6. Сцинтилляционный счетчик находится на |
||||
нии |
1 м от точечного источника, |
изготовленного |
из |
К40. Оп |
* При решении задач данной главы максимальную энергию электро нов, образующихся в сцинтилляторе или в чувствительной области полу проводникового счетчика в результате воздействия на них гамма-излу чений, следует полагать равной энергии гамма-квантов Е .
40
ределить активность источника, при которой на выходе счет чика возникают импульсы напряжения с частотой 600 имп/сек. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с размерами S=3 см2 и d = \ мм.
IV.7. Определить электрический заряд, приходящийся на каждый импульс тока сцинтилляционного счетчика, при воз действии на сцинтиллятор, изготовленный из антрацена, мо
нохроматическим гамма-излучением |
с |
Е-> =1 |
Мэе. Коэффи |
циент усиления ФЭУ равен 105. |
Толщина |
сцинтиллятора |
|
^ = 5 мм. |
|
g = 2°/0. Определить |
|
IV.8. Квантовый выход фотокатода |
|||
конверсионную эффективность сцинтиллятора, изготовленно
го из стильбена.
1V.9. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтиллятор, изготовленный из антраце на, монохроматическим гамма-излучением с Е1 =1,5 Мэе. Коэффициент усиления ФЭУ равен 105. Толщина сцинтилля тора d=4 мм. Частота следования импульсов Ы =\№ сек~\
IV.10. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излуче ния с Е1 =1 Мэе и Я=10 р/ч. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с размерами S=3 см2 и d = 2 мм. Коэффи циент усиления ФЭУ равен 105.
IV.il. Определить толщину сцинтиллятора, изготовленно го из йодистого натрия с площадью S = 3 см2, обеспечиваю щего получение среднего значения анодного тока ФЭУ рав ным 10 мка при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излучения с Е-, =0 Мэе и Р—10 р!ч. Коэффициент усиления ФЭУ равен 105.
IV.12. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излуче ния с Е, =1,5 Мэе и Р = 50 р!ч. Сцинтиллятор изготовлен из
антрацена с размерами S = 3 см2 |
и d = 5 мм. |
Коэффициент |
усиления ФЭУ равен 105. |
|
на расстоя |
IV.13. Сцинтилляционный счетчик находится |
||
нии 0,5 м от точечного источника с активностью |
1500 мкюри, |
|
изготовленного из Cs137. Материал |
и размеры сцинтиллятора, |
|
а также коэффициент усиления ФЭУ, те же, что и ® преды дущей задаче. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ.
IV. 14. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 1 м от точечного источника, изготовленного из Мп54. Оп ределить активность источника, обеспечивающего получение среднего значения анодного тока ФЭУ равным 5 мка. Сцин
тиллятор |
изготовлен из йодистого |
натрия |
с размерами |
S —3 см2 и d—5 мм. Коэффициент усиления |
ФЭУ равен 105. |
||
IV. |
15. Сцинтилляционный счетчик находится в поле точеч |
||
ного источника с активностью 2,5 |
кюри, изготовленного из |
||
41
Со60. Определить расстояние от источника до счетчика, при котором среднее значение анодного тока ФЭУ обеспечивается равным 5 мка. Материал и размеры сцинтиллятора, а также коэффициент усиления ФЭУ, те же, что и в предыдущей за
даче.
IV.16. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 1 м от точечного источника с активностью 4 кюри, из готовленного из Na22. Определить объем сцинтиллятора, из готовленного из йодистого натрия, при котором среднее зна чение анодного тока ФЭУ равно 5 мка. Коэффициент усиле
ния ФЭУ равен 105.
IV.17. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 0,5 м от точечного источника с активностью 5 кюри, из готовленного из К40Определить объем сцинтиллятора, изго товленного из йодистого натрия, при котором среднее значе ние анодного тока ФЭУ равно 2 мка. Коэффициент усиления
ФЭУ равен 105.
IV. 18. Сцинтилляционный счетчик находится в поле т чечного источника с активностью 1500 мкюри, изготовленно го из Nb95. Определить расстояние от источника до счетчика, при котором среднее значение анодного тока ФЭУ равно 2 мка. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с раз мерами S = 3 см2, d = 5 мм. Коэффициент усиления ФЭУ равен
105.
IV. 19. Сцинтилляционный счетчик находится на рассто нии 1 м от точечного источника с активностью 3,5 кюри, из готовленного из Со50. Материал и размеры сцинтиллятора те же, что и в предыдущей задаче. Определить значение коэф фициента усиления ФЭУ, обеспечивающего среднее значение его анодного тока равным 5 мка.
IV.20. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 1 м от точечного источника с активностью 5 кюри, из готовленного из Na22. Сцинтиллятор изготовлен из антрацена с размерами S=3 см2, d-~ 1 см. Определить значение коэф фициента усиления ФЭУ, обеспечивающего среднее значение его анодного тока равным 5 мка.
IV.21. Сцинтилляционный счетчик с антраценовым сцин тиллятором, работающий в токовом режиме, проградуирован по гамма-излучению Со60. Определить погрешность в изме рении мощности дозы, создаваемой гамма-излучением Ти170.
IV.22. Сцинтилляционный счетчик, работающий в токо вом режиме с сцинтиллятором, изготовленным из йодистого натрия, проградуирован по гамма-излучению Со60. Опреде лить погрешность в измерении мощности дозы, создаваемой гамма-излучением Ти170.
IV.23. Сцинтилляционный счетчик с антраценовым сцин тиллятором, работающий в токовом режиме, проградуирован по гамма-излучению Cs137. Определить погрешность в изме-
42
рении |
мощности дозы, создаваемой гамма-излучением Ти170 |
я Со60 |
отдельно. |
IV.24. Определить среднее значение тока в цепи кремни евого счетчика при воздействии на него монохроматического гамма-излучения с Е^ =1 Мэе и Я=Ю0 р/ч. Размеры счет чика 5 = 3 см2, d= 1 мм.
IV.25. Кремниевый счетчик находится на расстоянии 25 см от точечного источника, изготовленного из Со60. Определить активность источника, при которой ток в цепи счетчика при нимает значение, равное 0,1 мка. Размеры счетчика 5 = 3 ши2, d—2 мм.
IV.26. Кремниевый счетчик находится в поле точечного ис точника с активностью 10 кюри, изготовленного из Cs137. Определить расстояние от источника до счетчика, при кото ром ток в цепи счетчика принимает значение, равное 0,1 мки. Размеры счетчика S = 3 см2, d—1 мм.
IV.27. Определить частоту* следования импульсов напря жения, снимаемых с кремниевого счетчика при воздействии на него монохроматического гамма-излучения с Е =1 Мэе и Р= 1 р/ч. Размеры счетчика 5 = 3 см2, d = 0,1 мм.
IV.28. Кремниевый счетчик находится на расстоянии 1 м от источника с активностью 100 мкюри, изготовленного из Со60. Определить частоту следования импульсов напряжения,
снимаемых со счетчика. Размеры счетчика |
S = l,5 см2, |
d — |
-= 1 мм. |
в токовом |
ре |
1V.29. Кремниевый счетчик, работающий |
жиме, проградуирован по гамма-излучению Со60. Определить погрешность в измерении мощности дозы, создаваемой гам ма-излучением Ти170.
IV.30. Кремниевый счетчик находится на расстоянии 1 м от точечного источника, изготовленного из Ти170. Определить активность источника, при которой на счетчике возникают импульсы напряжения с частотой 120000 имп/мин. Размеры счетчика 5 = 1 см2, d= 1 мм.
IV.31. Определить частоту следования импульсов напря жения, снимаемых с выхода сцинтилляционного счетчика при воздействии на него монохроматического гамма-излучения с £ т =1 Мэе и Р=10 мр/ч. Сцинтиллятор изготовлен из антра цена, имеющего форму цилиндра с размерами D—5 см, h=
= 5 см.
IV.32. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излу чения с /?т =1 Мэе и Р=100 мр/ч. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с размерами 5=20 см2 и d = 5 см. Коэф фициент усиления ФЭУ равен 105.
IV.33. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 1 м от точечного источника с активностью 100 мкюри, из готовленного из Cs137. Материал и размеры сцинтиллятора, а
43
также коэффициент усиления ФЭУ, те же, что и в предыду щей задаче. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ.
IV.34. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя нии 1 м от точечного источника, изготовленного из Ти170. Оп ределить активность источника, при которой на выходе счет
чика |
возникают |
импульсы |
напряжения |
с частотой |
12 000 |
имп'мин. Сцинтиллятор |
изготовлен из |
антрацена с |
|
размерами S=15 |
слг2, d= 4 см. |
|
|
|
Г л а в а V
ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОСТИ ПРЕПАРАТОВ. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
§ 1. Основные соотношения
Определение заражения продовольствия и воды осущест вляется путем измерения активности изготовленных из них препаратов.
1. Выражение для активности препарата имеет вид
7V __________ N________
(V.1)
|
|
т) |
r - q -г-о)- k cn- /гср-Ап |
|
||
где N — скорость |
счета импульсов, 11сек; |
|
||||
I] |
— эффективность счета импульсов; |
|
||||
г — поправка на схему распада; |
|
|
||||
q — поправка |
на |
обратное |
рассеяние; |
|
||
е — поправка |
на |
эффективность; |
|
|
||
(о |
— поправка |
на |
телесный |
угол; |
|
|
kcll — поправка |
на самопоглощение; |
|
||||
kcp — поправка |
на |
саморассеяние; |
|
|
||
k„ — поправка |
на |
поглощение в окне счетчика и в слое |
||||
2. |
воздуха. |
для |
поправки |
на |
самопоглощение имеет |
|
Выражение |
||||||
'ВИД |
|
|
|
|
|
|
|
d 1/2 |
/ J _ е ~ |
\ |
_____ d i r t |
(V.2) |
|
|
0,693 d \ |
'* / |
0,693 d ’ |
|||
|
|
|||||
где d\i2 — толщина слоя половинного ослабления препарата,
мг/см2;
d— толщина препарата, мг/см2.
3.Толщина слоя половинного ослабления препарата оп ределяется выражением
45
|
|
|
|
. |
|
0,693 dф |
|
|
|
(V,3) |
||
|
|
|
|
d l2 ~ In Л//Л/ф |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
<2ф — толщина |
фильтра, мг/см2; |
|
|
|
|
|
|||||
|
N — скорость |
счета |
от препарата |
без фильтра, сек- 1 ; |
||||||||
Д^ф |
— скорость счета от препарата с фильтром, сек~1. |
|||||||||||
4. |
|
При использовании формулы |
(V,3) |
выражение дл |
||||||||
kcn принимает вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Йс" ^ |
d, In Л//Л/ф |
‘ |
|
|
(V.4) |
|||
|
|
|
|
|
|
окне счет- |
||||||
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Выражение для поправки на поглощение в |
|
||||||||||
чика и в слое воздуха между окном счетчика |
и |
препаратом |
||||||||||
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V.5) |
|
|
|
|
|
2,3 |
|
_Л/ |
0,565 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где N, |
Л/ф и с/ф ■— те же значения, что и в формуле (V,3); |
|||||||||||
|
|
d c — эффективная |
толщина слоя |
воздуха |
и |
|||||||
6. |
Величина |
dc |
окна счетчика, мг/см2. |
|
|
|
|
|||||
вычисляется |
по формуле |
|
|
|
||||||||
|
|
|
dc= |
(dc4 -f- 1,29А) o,u , |
|
|
|
(V,6) |
||||
где |
dQ4— толщина |
окна счетчика, мг/см2; |
|
|
|
|
||||||
|
h |
— расстояние от препарата до окна счетчика, см; |
уг |
|||||||||
|
от — поправка, определяемая величиной |
телесного |
||||||||||
7. |
|
ла. |
|
приведенные |
выше |
выражения для |
попр |
|||||
|
Используя |
|||||||||||
вок и полагая для толстослойного препарата |
r= 1, <7= 1, е=1, |
|||||||||||
выражение (V, 1) |
может быть написано в виде |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
dc |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 Nd |
( Л - \ Лф — 0,565 |
i |
N |
|
|
|||||
|
|
In — |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ш-Йср-Йф |
|
Л/ф |
tV,7) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. |
Выражение |
для |
удельной |
активности |
|
толстослойного |
||||||
препарата имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
А = |
а |
|
Sd |
|
|
где 5 — площадь |
препарата, см2; |
|
d — толщина |
препарата, мг/см2. |
|
0,565 In Л/_ |
|
|
Л/ф |
(V,S) |
|
d ф |
||
|
46
9. Удельная активность препарата при относительном ме тоде измерений вычисляется по формуле
|
|
|
|
^пр + ф'Рпу |
N,фон |
•А, |
|
(V.9) |
|||
|
|
пр |
|
NЭТ + ф-/?эт |
N ф o |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
где Апр |
и Лэт — удельная |
активность исследуемого |
и |
эта |
|||||||
|
|
лонного препаратов; |
|
|
|
||||||
Nпр+ф и А^эг+ф— скорость счета |
от исследуемого и эталонно |
||||||||||
р Пр |
|
го препаратов с фоном; |
к скоро |
||||||||
и рэт— поправка |
на |
разрешающее 'время |
|||||||||
|
|
сти |
счета |
от |
исследуемого и эталонного |
||||||
|
|
препаратов; |
|
от |
фона. |
|
|
||||
|
№фон — скорость |
счета |
|
|
|||||||
10. Выражения для поправок на разрешающее время име |
|||||||||||
ют вид |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^пр |
-N |
|
|
|
|
|
|
|
(VM0) |
|
|
|
|
|
|
1 |
-I- |
ф т |
|
|||
|
|
|
пр+ ф т |
|
|
N3T |
|
|
|||
где Л7пр+.ф и /Уэг+ф — те же значения, что и в формуле |
(V,9); |
||||||||||
х— разрешающее время счетчика, сек.
11.Средняя квадратичная ошибка измерений скорости счета импульсов газоразрядного счетчика определяется по формуле
аN |
^пр +ф |
f ^фоч J |
(V,ll) |
|
^пр + ф |
^фои |
|
где/Упр+ф — скорость счета импульсов от препарата и фона, лшн-1;
^фон— скорость счета импульсов от фона, мин~г\
^пр+ф — время измерения числа импульсов от препарата и фона, мин;
^фон — время измерения числа импульсов от фона, мин.
12. Относительная средняя квадратичная ошибка измере ний скорости счета импульсов вычисляется по формуле*
|
* . 100%, |
(V.12) |
|
‘ ' пр |
|
где |
Л7пр=Л7пр+ф —Лфон— скорость счета от препарата. |
|
13. Абсолютная квадратичная ошибка в определении чис ла зарегистрированных импульсов Z газоразрядного счетчика определяется выражением
= |
/ Ц - ^ V Z , |
(V,13) |
где t — время измерения числа импульсов.
47
14. Оптимальные значения времени измерения скорос счета импульсов от препарата е фоном и от фона определя ются выражениями
А |
__ ^пр + ф Т -^ А^пр+Ф'^ф |
100 |
|
г пр + ф |
----------------------— 2------------------- — |
ад |
|
|
° N |
|
|
|
А'прТф 4- 1/А'пр +ф - Афон . |
(V,14) |
|
|
х |
|
|
|
vVnp2 |
_100 |
|
|
Афон Ь V Апр4ф -N фон |
X |
|
|
ад |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
X А/фон l- V N„p4ф • А/,фон |
|
(V,15) |
Nnp2
15.Средняя квадратичная ошибка в определении вычис ляемой, величины v=f(x, у, z) рассчитывается по ошибкам измеряемых величин х, у и z по формуле
(V.16)
16. Относительная средняя квадратичная ошибка вели чины о определяется по формуле
|
|
Х2 .100%,. |
(V,17) |
|
|
v |
|
ка |
17. Среднеквадратичное отклонение среднего значения то |
||
в цепи интегрирующего контура, питаемого |
импульсами |
||
тока, |
определяется выражением |
|
|
|
|
°i |
(V,US) |
|
|
|
|
где |
<7 — электрический заряд, приходящийся на каждый им |
||
|
I |
пульс тока, к; |
|
|
— среднее значение тока в цепи интегрирующего кон |
||
|
|
тура в установившемся режиме, а; |
|
т=RC — постоянная времени интегрирующего контура, сек.
18.Относительное среднеквадратичное отклонение сред
него значения тока в цепи интегрирующего контура опреде ляется выражением
? _ |
1 |
(V.19J |
|
°! ~ |
V T N T ' |
||
|
|||
где N — частота следования |
импульсов тока, питающих ин |
||
тегрирующий контур, сек*1; |
|
||
т — то же значение, что и в формуле (V, 18). |
|
||
48
§2. Задачи
V.1. Определить удельную активность препарата при сле
дующих данных:
— скорость счета от препарата без фильтра N=15000
имп/мин;
—скорость счета от препарата с фильтром Мф =10000
имп/мин;
— поправка на телесный угол ю=0,03;
—поправка на саморассеяние /гср = 1,5;
—диаметр препарата D= 40 мм;
— толщина |
фильтра d ф =20 мг/см2; |
и |
слоя |
воздуха |
|
— эффективная |
толщина окна счетчика |
||||
dc —5 мг/см2. |
|
|
|
|
|
П р и м е ч а й |
и е. |
Скорости счета N и Л/ф даны |
с |
учетом |
поправки |
на разрешающее |
время и фон. |
|
|
|
|
V.2. Определить активность препарата при следующих данных:
— скорость счета от препарата вместе с фоном Л^пр+Ф = =20 000 имп/мин;
—эффективность счета р = 2-10-а;
—скорость счета от фона Л/фон=100 имп/мин;
—разрешающее время установки т=5-10_6 мин.
V.3. Определить удельную активность препарата при сле дующих данных:
— скорость счета от препарата вместе с фоном А^пр <ф = = 10 000 имп/мин;
— эффективность счета г|=2-10 -:i;
— скорость счета от фона Мфон = 100 имп/мин;
—разрешающее -время установки т=5* 10—с мин;
—диаметр препарата D= 40 мм;
—толщина препарата 250 мг/см2.
V.4. Определить величину снижения скорости счета от препарата, вызываемого самопоглощением собственного из
лучения в толще препарата |
(поправку на са'мопоглощение), |
|||
при следующих данных: |
препарата, |
исправленная |
на разре |
|
— скорость счета от |
||||
шающее время и фон, без фильтра N = 20 000 имп/мин; |
||||
— скорость счета от |
того |
же |
препарата с |
фильтром |
Net) =10 000 имп/мин; |
|
|
|
|
—толщина фильтра d$ —100 мг/см2;
—толщина препарата d—500 мг/см2.
V.5. Определить величину снижения скорости счета от препарата, вызываемого поглощением излучения в окне счет чика, при следующих данных:
— скорость счета от препарата, исправленная на разре шающее время и фон, без фильтра N=15 000 им/мин;
4 Зак. 696 |
49 |