Принцип работы универсального дозиметра

Принцип работы универсального дозиметра основан на измерении тока (заряда), возникающего в ионизационной камере под действием ионизирующего излучения. Схема измерения представлена на рис 2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1 Схема измерения

Ионизационная камера соединяется с электрометрическим блоком триаксиальным кабелем с антимикрофонным покрытием и триаксиальным электрометрическим разъемом. Электрометрический блок не имеет органов управления и полностью управляется персональным PC-совместимым компьютером по интерфейсу RS-232, причем длина соединительного кабеля может достигать 50 м.

Устройство электрометрического блока

Электрометрический блок универсального дозиметра состоит из двух модулей: электрометрического и интерфейсного

Интерфейсный модуль состоит из управляемого узла питания, программируемого источника высокого напряжения и интерфейсного узла с оптогальванической развязкой.

Функциональная схема электрометрического модуля представлена на рис. 2.1. Он состоит из электрометрического усилителя, охваченного обратной связью измерительными резисторами (в режиме измерения тока и мощности дозы и соответствующих им интегралов-3 диапазона) и измерительными конденсаторами (в режиме измерения заряда и дозы -2 диапазона). Электрометрические реле осуществляют переключение диапазонов измерения и режимов калибровки измерительных элементов. Напряжение с выхода усилителя поступает на 24-х разрядный сигма-дельта АЦП, где и оцифровывается. Код оцифрованного сигнала поступает на управляющий микроконтроллер, где обрабатывается и по последовательному каналу передается в управляющий компьютер. Микроконтроллер, кроме того, выполняет следующие функции:

Проведение начальных тестирующих и калибровочных операций

Прием информации с управляющего компьютера

Управление ЦАП для компенсации напряжения смещения усилителя

Управление электрометрическими реле

Управление источником высокого напряжении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.2 Функциональная схема электрометрического модуля

3

Расчет параметров источника дозовых нагрузок и средств защиты

Задача 1

Индивидуальная доза облучения, полученная в результате воздействия источника ⁶⁰Со в течение 10 с, составила 100 Гр. Сколько фотонов у излучения попало при этом в организм человека, если каждый фотон теряет в тканях тела около 40 % своей энергии?

Решение

При распаде ⁶⁰Cо образуется 2 - кванта с энергией 1.33 и 1.17 МэВ. Каждая такая пара фотонов выделит в тканях человека (1.33+1.17) * 0.4 = 1 МэВ = 1.3 *10^-13 Дж.

Для человека весом 75 кг поглощенная доза от одной пары фотонов составит

При получении дозы 100 Гр число фотонов, попавших в организм, составит

Задача 2

Количество ⁹⁰Sr, которое ежедневно попадает с пищей в организм человека, составляет 0.94 Бк. Каково значение дозы, накопленной в костной ткани за год?

Решение

1). Средние энергии -распада составляют  0.3-0.4 от .

В расчете возьмем 0.4.

2). Будем считать, что в организме поглощается 10% фотонов. Общее количество энергии, поглощенной в организме от одного распада:

Q = (0.546+2.27)*0.4 + 1.734*0.1 = 1.3 МэВ = 1.3*1.6*10^-13 Дж = 2.08*10^-13 Дж, (1 МэВ = 1.6*10^-13 Дж).

Согласно табл.32, доля радионуклида ⁹⁰Sr, поглощенная костной тканью, составляет 0.94 Бк*О.7 = 0.66 Бк или 5.68*10⁴ распадов в сутки, (в сутках 86400 с).

Биологическая активность некоторых элементов
Элемент	Наиболее чувствительный орган или ткань организме.	Масса вещества или органа кг	Доля полной дозы, полученная данным органом
Sr	Кость	7	0.7

Таким образом, в сутки костная ткань поглощает

Q=2.08*10^-13 Дж*5.68*10⁴=11.8Дж.

Доза, поглощенная в год

365*1.88*10^-9 Дж = 4,3*10^-6 Дж.

Доза, поглощенная за год в 1 кг костной ткани

Задача 3

Какова поглощенная доза в организме человека в течении 10 лет, если через органы дыхания в него попало 100 мкг изотопа ²³⁹Pu?

Период полураспада ²³⁹Pu равен 2.4*10⁴ лет.

Решение

Число радиоактивных ядер в 100 мкг изотопа ²³⁹Pu:

Число ядер ²³⁹Pu распавшихся за 10 лет:

Распад ²³⁹Pu приводит к появлению трех  -линий при энергиях  и с вероятностями распада, указанными в таблице.

,МэВ	,%
5.107	11.5
5.145	15.1
5.157	78.3

=5.1 МэВ. Масса тела М=70 кг. Поглощенная доза