Краткая теория. Работа 4. Оценка радиоактивного фона, сравнение его с излучением KCl,

Работа 4. Оценка радиоактивного фона, сравнение его с излучением KCl,

Исследование поглощающей способности различных материалов

Краткая теория

Фон радиоактивный - естественный радиационный фон, вызванный ионизирующим излучением, источником которого являются космические лучи и естественно распределённые в природе радионуклиды.

Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса.

Естественные радионуклиды принадлежат к сильно рассеянным элементам и повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. Фоновому облучению подвергаются все живые организмы Земли, в том числе человек. В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для измерения радиоактивного фона используют счетчики Гейгера-Мюллера.

Ионизирующее излучение - различные виды частиц и физических полей, способных ионизировать вещество.

Счётчик Гейгера-Мюллера - газоразрядный прибор для подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный сосуд – конденсатор под напряжением; газовый разряд происходит при появлении ионизированных ион - электронных пар, появляющихся при пролете и торможении ионизирующей частицы.

В бытовых дозиметрах используется счетчик жесткого бета- и гамма- излучения СБМ-20, который регистрирует мощность Р дозы излучения. Что такое мощность дозы излучения? Мощность дозы излучения равна отношению поглощенной дозы излучения D ко времени облучения t. Поглощенная доза - это отношение энергии Е, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе этого вещества: D = Е / m. Другими словами, мощность дозы равна Р = D / t. Дозиметр, используемый в качестве датчика в данном исследовании, измеряет мощность дозы в мкР/ч (микрорентген в час).

Мощность дозы в 1 мкР/ч означает, что в каждом килограмме воздуха за один час образуется такое количество пар ионов, заряд одного знака которых равен 2,58·10^-10 Кл.

Безопасным радиационным фоном является уровень в 30 мкР/ч.

Бета-излучение (β- излучение) - электронное или позитронное ионизирующее излучение, которое возникает при превращениях ядер. Из-за малой массы заряда (-1) (она в 1836 раз меньше массы протона) и размеров бета-частицы слабо взаимодействуют с веществом, через которое им приходится лететь. Поток электронов (бета- частиц) способен проходить в воздухе расстояние до нескольких метров (в зависимости от энергии); в биологических тканях величина пробега бета- частицы измеряется несколькими сантиметрами.

Доступным источником безопасного ионизирующего излучения для экспериментов может служить соль калия, например KCl.

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: ³⁹K (в природе 93,258 %) и ⁴¹K (в природе 6,730 %). Третий изотоп ⁴⁰K (0,0117 %) бета активный с периодом полураспада 1,251×10⁹ лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра ⁴⁰K.

Оборудование (рис. 1): датчик иони-

зирующего излучения; цифровая лаборатория «Радуга»; хлорид калия - 2¸5 г; фольга алюминиевая - 10 мкм; компьютер с ПО «Радуга»; научный калькулятор fx-82ES.

Возможный вариант проведения исследования

1. Настройка цифровой лаборатории.

1.1. Запустите программу «Радуга». Расположите датчик ионизирующего излу-

чения на столе.

1.2. Включите датчик ионизирующего излучения в USB-порт компьютера.

1.3. Щелкните левой кнопкой мышки на экранную кнопку «Датчик радиоактивности» (рис. 2). Рис. 1(7911)

1.4. Щелкните левой кнопкой мышки на экранную кнопку [▲ ] под кнопкой [ 1- Каналы ] (рис. 3).

Рис. 2(7903) Рис. 3(7905)

1.5.Удалите «зелёную» галочку (рис. 4).

1.6. Нажмите левой кнопкой мышки на экранную кнопку «Старт» (рис. 5).

Рис. 4(7906) Рис. 5(7907)

После этого цифровой измерительный комплекс начинает измерять текущее значение мощности дозы. Каждые 40 секунд в прямоугольнике в правом верхнем углу экрана появляется «0 мкР/ч», слева от него высвечивается среднее за 40 секунд значение мощности дозы (рис. 6- а,б).

Рис. 6 а (7909) Рис. 6 б (7910)

Поиск по сайту: