Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.
Определение активности радионуклидов в объектах окружающей среды гамма-радиометром РУГ-91М1 «ADANI»
Цель работы: 1.Измерение удельной активности гамма-излучающих нуклидов калия – 40, Радия-226, тория-232, цезия-137 в пробах окружающей среды.
2. Определение удельной эффективной активности строительных материалов (для продуктов не надо) и допустимости их использования.
1. Общие сведения
АКТИВНОСТЬ - количество распадающихся за определенное время ядер
Единицей измерения активности в радиоактивном источнике, в системе СИ является (Бк), соответствует одному распаду в секунду для любого радионуклида.
Внесистемная единица измерения - Кюри (Ки). Один Кюри равен активности одного грамма радия. Количество распадов в одном грамме радия равно 3,7*1010 распадов в секунду. Зная радиоактивность в Беккерелях, можно перейти к активности в Кюри, и наоборот.
1 Ки = 3,7*1010 Бк
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: ; Единицы удельной активности: 1 Бк/л или 1 Ки/л.
Для регистрации излучений применяют особые устройства – детекторы, в которых под воздействием излучения происходит ионизация вещества детектора и образуются заряженные частицы, которые создают электрическое поле, по напряжению электрического поля определяют энергию излучения, а по числу импульсов, прошедших через детектор, число распадов (импульсов). Таким образом, подсчитав количество электрических сигналов соответствующей амплитуды, можно узнать активность того или иного радионуклида, содержащегося в образце. Приборы, в которых используется такой принцип измерения радиоактивности, называются РАДИОМЕТРАМИ. Для того, чтобы ослабить влияние радиационного фона, детекторы в радиометрах помещают в специальные свинцовые экраны.
Активность радионуклидов цезия определяется по гамма-излучению, а стронция – бета-излучению. Для измерения используются различные типы приборов – гамма-радиометры и бета-радиометры.
2. Назначение и технические характеристики гамма-радиометра РУГ-91М1
2.1 Гамма-радиометр РУГ-91М1 «ADANI» предназначен для измерения удельной и объемной активности гамма - излучающих радионуклидов Цезия-134,-137, природного Калия-40 , а также Радия-226 и Тория-232 в пробах природной среды.
2.2 Технические данные гамма-радиометра
2.2.1 Сцинтиллятор-кристалл Cs I (TI) размером 40x40 мм.
2.2.2 Диапазоны измеряемой удельной массовой активности, Бк/кг, приведены в таблице1.
Таблица 1
|
Время измер. мин. |
Диапазоны измеряемой УА, Бк/кг |
Суммарная эфф. активность |
|||
|
Cs-137/ Cs-134 |
К-40 |
Ra-226 |
Th232 |
||
|
60 |
3-50000 |
||||
|
20 |
5-50000 |
20-10000 |
3-50000 |
3-50000 |
6-50000 |
|
10 |
8-50000 |
30-10000 |
5-50000 |
5-50000 |
10-50000 |
|
2 |
15-50000 |
60-50000 |
10-50000 |
10-50000 |
10-50000 |
2.2.4 Пределы допустимой основной погрешности измерения объемной активности радионуклида калий-40 при времени измерения 20 мин (0,2 – 50,0 кБк/л) -50%; 2 мин (0,5 –50,0 кБк/л) – 50%.
2.2.5 Пределы допускаемой дополнительной погрешности при измерении температуры 1%/1º С, при измерении внешнего фона гамма-излучения до 50 мкР/ч -25%.
2.2.6 Время установления рабочего режима, не более 30мин.
2.2.7 Время непрерывной работы не менее часа.
2.2.8 Объём пробы – 0.5л.
3. Порядок работы
Исходные данные:
-проба №1 цемент (г. Витебск, центр города) масса =666г. V=0,5 л.
-проба №2 земля (г. Витебск, лес окрестности) масса =995г. V=0,5 л.
Следует отметить, что свинцовый экран не исключает полностью влияния фонового излучения. Таким образом, вся процедура измерения состоит из двух этапов: измерения фона и измерения активности образца.
3.1 Измерение ФОНА
Измерение фона производили с пустым сосудом Маринелли. Нажали кнопки Background и 12мин и снова Background. По окончании измерения записали значение фона суммарной эффективной активности пробы, которое высветилось на табло.
3.2 Измерение активности пробы
3.2.1 Для корректных измерений объем пробы должен составлять 0,5 л. Особой подготовки проб для проведения измерений не требуется. Показания прибора снимают в Бк/кг.
3.2.2 Установили кювету с исследуемой пробой внутрь свинцового экрана, закрыли крышку, нажали кнопку «Reset».
3.2.3 Нажали кнопку On, затем нажатием кнопок Tare+ и Mass- ввели массу пустой кюветы (90г) и снова нажали кнопку On.
3.2.4 Кнопками Tare+ и Mass- ввели массу пробы 1 - 0,666кг. Нажали кнопку On.
3.2.5 Нажали кнопки времени 10 МИН +2МИН=12мин и On – начался отсчет.
3.2.6 Нажатием кнопок Cs-137, К-40, Ra-226, Th-232 записали значения показаний радиометра.
3.2.7 Пункты 4.2.2-4.2.6 повторили 3раза для каждой пробы.
Таблица 3 – Результаты измерений
3.2.8. Результаты измерения активности проб заносим в таблицу 3.
|
Объект исследования |
Показание прибора Аm Бк/кг ±погрешность |
||||||
|
Время Изм |
Avэфф |
Cs-137 |
К-40 |
Ra-226 |
Th-232 |
||
|
Фон 8 |
10 |
8 |
- |
- |
-- |
-- |
|
|
Проба №1 |
изм.1 |
10 |
63±100 |
0±9 |
0±130 |
47±1 |
18±5 |
|
изм.2 |
6 |
71±100 |
0±11 |
0±172 |
48±8 |
19±6 |
|
|
изм.3 |
6 |
77±100 |
0±12 |
136±225 |
50±9 |
5±7 |
|
|
среднее |
7,3 |
70,3±100 |
0±10,6 |
45,3±175,6 |
48,3±6 |
14±6 |
|
|
Проба№2
|
изм.1 |
10 |
131±100 |
4±12 |
0±200 |
62±100 |
48±100 |
|
изм.2 |
6 |
134±100 |
8±16 |
0±212 |
53±100 |
63±100 |
|
|
изм.3 |
6 |
134±100 |
3±22 |
0±230 |
80±100 |
41±100 |
|
|
среднее |
7,3 |
133±100 |
5±16,6 |
0±214 |
65±100 |
50,6±100 |
Таблица 4 - Удельная активность естественных радионуклидов в горных породах и строительных материалах (Бк/кг)
|
Вид материала |
Радий-266 |
Торий-232 |
|
Земля |
33 |
39 |
|
Глина |
20.4 |
33,7 |
|
Бетон |
21.8 |
15,2 |
|
Цемент |
23,7 |
16,7 |
|
Песок |
7,8 |
12,3 |
|
Щебень из доломитов и известняков |
12,6 |
4,8 |
|
Щебень из гранита |
27,4 |
35,9 |
|
Гранитный отсев |
43,0 |
118,2 |
|
Стройматериалы |
27,8 |
32,6 |
5. Обработка результатов измерений
5.1Определение удельной активности строительных материалов
Удельная эффективная активность Amэфф природных радионуклидов в строительных материалах (песок, щебень, цементное и кирпичное сырье и др.) и отходах промышленного производства, используемые для изготовления строительных материалов (зола, шлаки и др.) может быть рассчитана по формуле:
Amэфф = ARa + 1.31ATh +0.085AК+0.22ACs
где ARa – удельная активность радия – 226, ATh – удельная активность тория – 232 , AК – удельная активность калия – 40 и ACs – удельная активность цезия – 137.
Amэфф = 48,3±6+ 1.31 (14±6) + 0.085(45,3±175,6) + 0.22(0±10,6) = 70,4905±31,118 (проба №1);
Amэфф 65±100+ 1.31 (50,6±100) + 0.085(0±214) + 0.22(5±16,6) =132,386 ±252,842(проба№2);
Таким образом, значения полученные экспериментальным путем практически совпадают с расчетными, это говорит о том, что измерения были выполнены верно.
Вывод:
1.Удельная активность пробы 1(цемент), измеренная прибором равна48,3 Бк\кг (по Ra-226), что превышает среднее (23,7 Бк\кг) и 14 Бк\кг (по Th-232). Что не превышает среднее значение по РБ (16,7 Бк\кг). Удельная активность пробы 2(земля), измеренная прибором равна65 Бк\кг (по Ra-226), что превышает среднее (33 Бк\кг) и 50,6 Бк\кг (по Th-232), что превышает среднее значение по РБ (39 Бк\кг).
2. Т.к. удельная активность, измеряемая прибором <370 Бк\кг, то материалы (цемент и земля) относятся к 1 классу. Область применения – жилые здания.
3. Суммарная эффективная удельная активность пробы №2 Аmэфф=132,368 Бк/кг >Аmэфф=70,4905Бк/кг - больше суммарной эффективной удельной активности пробы №1, значит проба №2 более радиоактивна.