Лабораторная работа 42 Определение удельной и объемной активности в твердых и жидких пробах Цель работы
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Лабораторная работа № 4-2
Определение удельной и объемной активности в твердых и жидких пробах
Цель работы: изучить характеристики приборов комбинированных РКСБ-104 и РКС-107 и научиться с их помощью измерять удельную и объемную активность в твердых и жидких пробах.
1.Теоретическая часть
Радиоактивность – это самопроизвольное превращение неустойчивых ядер в более устойчивые, которое сопровождается испусканием ионизирующего излучения.
Ионизирующее излучение – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов.
К ионизирующим относятся альфа-, бета- и гамма-излучения.
Активность A - это физическая величина, характеризуемая числом распадов (-dN) в данном количестве N ядер в единицу времени dt:
Если N - число нераспавшихся радиоактивных ядер в момент времени t, то активность можно выразить так:
,
где: - постоянная радиоактивного распада, которая характеризует вероятность распада одного ядра за одну секунду и выражается в с-1.
Единица активности в системе СИ - 1 Беккерель (1 Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Внесистемная единицу активности - 1 Кюри (1 Ки).
1 Кюри - это величина активности, которая соответствует количеству распадов в 1 г радия () за 1 секунду.
1 Ки=3.71010 Бк.
Понятия радиоактивность и активность являются качественной и количественной характеристиками образцов.
Удельная активность - это отношение активности радионуклида, содержащегося в пробе, к массе этой пробы:
;
Единицы удельной активности: 1 Бк/кг или 1 Ки/кг.
Объемная активность - это отношение активности радионуклида, содержащегося в образце, к объему образца:
;
Объемная активность обычно измеряется в Ки/л.
Поверхностная активность - это отношение активности радионуклида, содержащегося в образце, к площади поверхности образца:
;
Поверхностная активность используется как характеристика загрязненности территорий, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС.
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ
2.1 Прибор РКСБ-104 предназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:
- мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;
- плотности потока бета-излучения с поверхности;
- удельной активности бета-излучающих радионуклидов в веществах;
- звуковой сигнализации при превышении порогового значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, установленного потребителем.
Основные технические данные и характеристики.
1. Диапазон измерений мощности полевой эквивалентной дозы гамма-
излучения - 0.1 - 99.99 мкЗв/ч.
2. Диапазон измерений плотности потока бета-излучения с поверхности - 0.1 -99.99 1/(с×см2) или 6 - 6000 1/(мин×см2).
3. Диапазон измерений удельной активности бета-излучающих радионуклидов - 2×103 - 2×106 Бк/кг или 5.4×10-8 - 5.4×10-5 Ки/кг.
4. Диапазон энергии регистрируемых излучений:
бета-излучения - 0.5 - 3.0 МэВ;
гамма-излучения - 0.06 - 1.25 МэВ.
5. Пределы допускаемых значений основной погрешности измерений:
мощности полевой эквивалентной дозы - до 40 %;
плотности потока бета-излучения - до 60 %;
удельной активности - до 60 %.
6. Время измерения:
мощности полевой эквивалентной дозы - 28 или 280 секунд;
плотности потока бета-излучения - 18 или 180 секунд;
удельной активности - 40 или 400 секунд.
2.2 РКС-107
1.НАЗНАЧЕНИЕ
Прибор предназначен для индивидуального контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения:
· мощности эквивалентной дозы в точке поля гамма-излучения (далее именуется мощностью полевой эквивалентной дозы);
· плотности потока бета-излучения с поверхности, загрязненной радионуклидами стронция-90 + иттрия-90;
· удельной активности радионуклида цезий-137 в водных растворах;
· индикации о превышении величиной мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения пороговых значений, равных 0.6 и 1.2 мкЗв/ч.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Диапазон измерений:
· Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения - 0.1-999 мкЗв/ч.
· Плотности потока бета-излучения с поверхности, загрязненной радионуклидами стронция-90 + иттрия-90 - 0.1-999 1/(с·см2).
· Удельной активности радионуклида цезий-137 - 2-9990 Бк/г.
2.2 Диапазон энергии регистрируемого гамма-излучения - 0.0595-1.25 МэВ.
2.3 Пределы допускаемых значений основных относительных погрешностей измерений:
· Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения - ± 30 %.
· Плотности потока бета-излучения с поверхности - до 45 %.
· Удельной активности радионуклида цезий-137 - до 35 %.
2.4. Время установления рабочего режима прибора не превышает (в начале каждого диапазона измерений):
Исходные данные: крупа рис.
3. ХОД РАБОТЫ
3.1.Измерение удельной активности с помощью прибора РКСБ-104
-Снять заднюю крышку-фильтр прибора. Для этого необходимо сместить вниз запирающую защелку и, подав на себя верхнюю часть крышки-фильтра, извлечь ее осторожным движением вверх.
- Установить движки кодового переключателя S4 следующим образом:
S4.1, S4.3, S4.6, S4.7 в положение “0”;
S4.2, S4.4, S4.5, S4.8 в положение “1”, как показано на рисунке12.
-Перевести органы управления прибора тумблера S2 в верхнее положение
(“MESS”), а тумблер S3 в нижнее положение (“х0.001 х0.001 х20”).
-Заполнить измерительную кювету (половину упаковки, в которую вкладывается прибор) рисовой крупой до метки буртика внутри кюветы.
-Установите прибор на кювету.
- Включите прибор для чего переведите тумблер S1 (красного цвета) в верхнее положение (“EIN”).
- После остановки подсчета импульсов, примерно через 400 секунд, записать полученный результат в строку “Аф” таблицы 1.
-После снятия показания произвести кратковременное выключение и новое
включение прибора тумблером S1.
- Повторить измерение 4 раза. Результаты заносим в строку “Аф” таблицы 1.
Таблица 1 - Результаты измерений
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Аф |
298 |
288 |
276 |
296 |
|
Ап |
311 |
282 |
284 |
276 |
-Выключаем прибор, для чего переведите тумблер S1 (красного цвета) в нижнее положение (“AUS”).
3.2 Измерение удельной активности с помощью прибора РКС-107
-Снимите заднюю крышку-фильтр.
-Заполняем измерительную кювету (половину упаковки прибора) заведомо
чистой в радиационном отношении водой до метки - буртика внутри кюветы;
устанавливаем прибор на кювету, как это показано на рисунке.
- Включаем прибор кнопкой “ВКЛ”. Нажимаем кнопку “РЕЖИМ”, устанавливаем
указатель режима работы прибора в положение "Бк/г х 10" - нижнее положение на индикаторе.
-Нажимаем кнопку “ПУСК”. Через (240±6.0) с снимаем отсчет фонового показания прибора и записываем результат умноженный на 10 в таблицу 4.5 в строку Аф.
-Повторяем измерения 4 раз, записываем результаты умноженные на 10 в таблицу 4.5 в строку Аф.
-Выключаем прибор и снимите его с кюветы.
-Выливаем воду из кюветы, просушите ее и заполните исследуемым водным
раствором до той же метки. Вновь установите прибор на кювету, включите в режим "Бк/г х 10", нажатием кнопок “ВКЛ”, “РЕЖИМ” - дважды и “ПУСК”. Через (2406.0)с снимаем отсчет показания прибора и записываем результат умноженный на 10 в таблицу 4.5. в строку Ап.
-Повторяем измерения исследуемой пробы 4 раза, записываем результаты умноженные на 10 в таблицу 4.5 в строку Ап.
- Выключаем прибор и снимите его с кюветы.
Таблица 4.5 - Результаты измерений
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Аф |
8,7 |
8,1 |
8,7 |
8,4 |
|
Ап |
8,9 |
8,2 |
8,8 |
10,0 |
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Статистическая обработка результатов полученных прибором РКСБ – 104
4.1.1 Оцениваем по Q-критерию значимость сомнительных результатов каждого ряда измерений полученных с помощью приборов:
;
где: X 1 - сомнительный результат;
X2 - результат, который ближе всего к X1 по значению;
R - размах варьирования - разность между предельными значениями определяемой величины, т.е. максимальным и минимальным значениями.
QАф==0,54;
Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.
QАn=017 ;
Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.
4.1.2 Находим средние значения для каждого ряда, учитывая только значимые результаты:
;
где: Хi - каждый значимый результат;
n - количество значимых результатов.
==289,5;
Аn ==288,25;
4.1.3 Оцениваем воспроизводимость значений каждого ряда и находим дисперсии:
;
где: Хi - каждое измеренное значение;
Х - среднее значение;
n - число измерений.
SАф =9,98;
S Аn =15,5;
Дисперсии:
=99.7;
=241.6;
4.1.4 Оценить надежность средних результатов каждого ряда;
t1,2(при n-1=3)=3,18 - коэффициент нормированных отклонений;
Доверительные границы: ;
µ ф =289,5±15.9;
µn =288,25±24.6;
4.1.5 Находим погрешности измерения каждого ряда.
4.1.6 Суммарная средняя погрешность измерений :
;
14%.
4.1.7 Рассчитываем величину удельной активности Аm бета-излучающих радионуклидов в пробе (в беккерелях на килограмм) по формуле:
Am = K2 (Aпср - Афср),
где К2 - пересчетный коэффициент, указанный на лицевой понели прибора и равный 20, применяется при содержании в пробе радиоактивного калия – 137. Если проба содержит изотопы калия – 40, то =5,85.
Am = 20(288,25-289,5)=-25 Бк/кг;
4.2 Статистическая обработка результатов полученных прибором РКС – 107
4.2.1 Оцениваем по Q-критерию значимость сомнительных результатов каждого ряда измерений полученных с помощью приборов:
;
где: X 1 - сомнительный результат;
X2 - результат, который ближе всего к X1 по значению;
R - размах варьирования - разность между предельными значениями определяемой величины, т.е. максимальным и минимальным значениями.
QАф==0,5;
Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.
QАn= =0,3;
Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.
4.1.2 Находим средние значения для каждого ряда, учитывая только значимые результаты:
;
где: Хi - каждый значимый результат;
n - количество значимых результатов.
Аф ==8,5;
Аn ==8,98;
4.1.3 Оцениваем воспроизводимость значений каждого ряда и находим дисперсии:
;
где: Хi - каждое измеренное значение; Х - среднее значение; n - число измерений.
SАф =0.29;
S Аn =1.3;
Дисперсии:
=0.083;
=1.69;
4.1.4 Оценить надежность средних результатов каждого ряда;
t1,2(при n-1=3)=3,18 - коэффициент нормированных отклонений;
Доверительные границы: ;
µ Aф =8,5±0,13;
µAn =8,98±2.7;
4.1.5 Находим погрешности измерения каждого ряда.
4.1.6 Суммарная средняя погрешность измерений :
;
31.5%.
4.1.7 Рассчитываем величину удельной активности бета-излучающих радионуклидов в беккерелях на грамм:
А = x ( АПср - АФср),
где АПср - среднее значение полученное при измерении пробы (Бк/г);
АФср - среднее фоновое значение (Бк/г),
Am = 20x(288,25-289,5)=-25Бк/кг;
Am = 20x(8.98-8.5)=9.6Бк/кг;
4.1.8 Определение критерия Фишера для двух приборов: РКС-107 и РКСБ-104.
Определяем критерий Фишера для 2-й серии измерений (без задней) крышки фильтра обоих приборов (РКС-107 и РКСБ-104). Берем значение S22 =1.69 (для РКСБ) и значениеS22 =0,083 (для РКС), соблюдая условие :
=20,4
Вывод: При измерении удельной активности радионуклида Сs-137 (или К-40) были получены следующие результаты:
Прибор РКСБ -104:
Am = -25 Бк/кг;
Прибор РКС-107:
Am = 9.6 Бк/кг;
Показания приборов не совпадают: это обуславливается погрешностью измерения и погрешностью приборов.
2. Государственное регулирование банковской системы
3. Формы государства1
4. Анализ деятельности АКМПИБ Медпроминвестбанк
5. 14 Вопросы к экзамену
6. образовательных услуг несмотря на существующие трудности которые испытывает высшая школа.
7. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук.5
8. Вибратор Герца возбуждение колебательного контура индуктором
9. Принципы прокурорского надзора
10. Что читают пушкинские герои
11. Введение Большинство предприятий стремится использовать новую для них концепцию для целей адаптации к с
12. соматохемопроприорецепторы; понятие об оральном анализаторе
13. Сыктывкарский государственный университет Институт социальных технологий Кафедра теоретических и мед
14. темами Основні підходи до управління ризиком Ризик в умовах централізованої та ринкової економіки
15. Гарант и сумма гарантии Государственная или муниципальная гарантия это способ обеспечения гражданско
16. Литература - Патофизиология (АЛЛЕРГИЯ 2)
17. Asia-Pacific Economic Cooperation.html
18. Лжедмитрий
19. Контрольная работа по дисциплине-
20. МОЙ МИРИСКУССТВО-MY WORLDRT 30 октября 9 января 27 марта Заезд участников Олимпиады первая половина дн