Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ИЗОТОПОВ ЦЕЗИЯ И КАЛИЯ ~-РАДИОМЕТРОМ РУГ-91 'АДАНИ

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 2.11.2024

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ИЗОТОПОВ ЦЕЗИЯ И КАЛИЯ

γ-РАДИОМЕТРОМ  РУГ-91  "АДАНИ"

Цель работы. Ознакомить студентов с загрязнённостью изотопами цезия и калия строительных и других материалов; измерением объемной активности γ-излучающих нуклидов калия-40 и цезия-137 в пробах природной среды; определением эффективной активности строительных материалов и допустимостью их использования.

   Приборы и принадлежности: Гамма-радиометр   РУГ-91  "АДАНИ", исследуемые образцы и материалы.

Краткие теоретические сведения

После аварии на ЧАЭС в зоне загрязнения оказались 132 месторождения различных видов минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 47% промышленных запасов формовочных, 19% строительных и силикатных, 91% стекольных песков республики; 20% промышленных запасов мела, 13% запасов глин для производства кирпича, 40% тугоплавких глин, 65% запасов строительного камня и 16% цементного сырья.

Из-за чрезмерной загрязнённости из пользования выведено 22 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, балансовые запасы которых составляют почти 5 млн. м3 строительного песка, песчано-гравийных материалов и глин, 7,7 млн. т мела и 13,5 млн. т торфа. Из планов проведения геологоразведочных работ исключена территория Припятской нефтегазоносной области, ресурсы которой оценены в 52,2 млн. т нефти.

В связи с этим введены нормативы на некоторые материалы:

- временный допустимый уровень содержания цезия-137 в продукции на основе торфа (принят в 2004 году):

Таблица 6.1.

Наименование продукции

Удельная активность (Бк/кг)

Брикеты топливные на основе торфа, торф кусковой для отопления, фрезерный торф для пылевидного сжигания

1220

Допустимый уровень установлен на брикеты, изготовленные на основе торфа при относительной влажности 16-28 %, торф кусковой для отопления при относительной влажности до 45%, фрезерный торф для пылевидного сжигания при относительной влажности 52%. Температура определения данных показателей 2020С.

- Республиканский допустимый уровень содержания цезия-137 в лекарственно - техническом сырье (введены в 2004 г.):

Таблица 6.2.

Наименование продукции

Удельная активность, Бк/кг

Лекарственно-техническое сырье

370

- Республиканские контрольные уровни радиоактивного загрязнения поверхностей зданий, сооружений, конструкций, стройматериалов, оборудования (введены с 2004 г.):

Таблица 6.3.

Объект

Контрольный уровень загрязнения, β-частиц/(см2 мин)

Поверхности зданий, сооружений, конструкций, стройматериалов, оборудования

10 (жилищно-гражданское строительство)

20 (промышленное и прочие виды строительства)

Существуют и иные нормативы на загрязнённость строительного материала, выражающиеся в Бк/кг:

Таблица 6.4

Классификация строительных материалов по удельной эффективной активности.

Класс

Аm Эфф, Бк/кг

Область применения

1

< 370

Вновь строящиеся жилье и общественные здания.

2

< 740

В дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений.

3

< 1350

Дорожное строительство вне населенных пунктах

4.

Назначение и технические характеристики гамма - радиометра РУГ-91.

Гамма-радиометр РУГ-91 "АДАНИ" предназначен для измерения суммарной объемной активности γ-испускающих изотопов цезия-134, 137 в первые годы после аварии на АЭС, сейчас – только цезия-137, а также удельной активности природного изотопа калий-40, содержащихся в объектах окружающей среды.

Технические данные гамма – радиометра

1. Сцинтиллятор - кристалл Na J (Те) размером 40x40 мм.

2. Диапазоны измеряемой объемной активности, кБк/л.

Условия измерения

Цезий

Калий

При времени измерения 20 мин.

0.018-5.0

0,2-50,0

При времени измерения 2 мин.

0.06-50.0

0.5-50,0

3. Пределы допускаемой основной относительной погрешно сти измерения объемной активности цезия-134, 137.

В интервалах

время измерения 20 мин.

время измерения 2 мин.

0.018-0.0ЗкБк/л

0.06-0.1

50%

0.03-0.10кБк/л

0.1-0.6

30%

0.10-1.0кБкк/л

0.6-10.0

10%

1.0-5 кБк/л

10.0-50,0

5%

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%.

5. Пределы допустимой дополнительной погрешности при изменении температуры 1% на 1° С, при изменении внешнего фона гамма-излучения до 50 мкР/ч - 25%.

6. Время установления рабочего режима, не более 30 мин.

7. Время непрерывной работы, не менее 24 ч.

8. Объем пробы 0.5 л.

Устройство γ-радиометра РУГ-91

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ гамма - радиометра основан на подсчете числа световых импульсов, возникающих в сцинтилляционном детекторе при попадании на него гамма - квантов. Число зарегистрированных в единицу времени световых импульсов однозначно связано с активностью исследуемого образца.

2. УПРОЩЕННАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, поясняющая принцип действия радиометра. Исследуемый образец (проба) размещается в кювете, в качестве которой используется сосуд Маринелли объемом 0.5 л. Кювета с пробой устанавливается внутрь свинцового защитного экрана, уменьшающего влияние внешнего фонового излучения. Сверху экран закрывается свинцовой защитной крышкой.

Световые вспышки, возникающие в сцинтилляторе, через световод попадают на фотокатод фотоэлектронного умножителя и преобразуются в электрические импульсы, которые после усиления поступают в устройство селекции.

Устройство селекции производит сортировку импульсов по их амплитудам (пропорционально энергии регистрируемых γ-квантов). Это позволяет определять вклады изотопов цезия и калия в суммарную активность пробы.

Устройство обработки управляет работой устройства селекции и вычисляет количественные характеристики ионизирующего излучения. Устройство индикации и управления задает режим работы γ-радиометра и индуцирует на табло результат измерения. Режим работы задается с помощью семи кнопок, расположенных на лицевой панели прибора.

ВНИМАНИЕ! В гамма - радиометре в качестве детектора используется кристалл, который требует бережного обращения. Избегайте механических ударов по прибору и резкого перепада температур!

3. Назначение органов управления. Кнопка СЕТЬ служит для включения и выключения γ-радиометра. Кнопками ФОН и ПРОБА производится включение режима ИЗМЕРЕНИЕ для измерения активности соответственно фона и исследуемого образца.

Кнопками 2 МИН и 20 МИН устанавливается время измерения, при этом 20-минутный режим используется для более точных измерений и рекомендуется для измерения малоактивных проб (менее 200 Бк/л).

Кнопки КАЛИЙ-40 и ЦЕЗИЙ-137 служат для вывода на табло информации об измеренной активности пробы соответственно для калия-40 и суммарной активности изотопов цезия.

Кнопка СБРОС служит для отмены ошибочной команды и приведения γ-радиометра в исходное состояние. Выполнение команды при нажатии любой кнопки подтверждается звуковым сигналом, при этом над кнопкой загорается светодиод.

Подготовка прибора к работе

1. Подсоединить сетевой шнур к сети 220 в и нажать кнопку СЕТЬ.

2. Звуковой сигнал и индикация "О" во всех разрядах цифрового табло означает готовность прибора к работе.

Порядок работы на приборе

Следует отметить, что свинцовый экран не исключает полностью влияние фонового излучения: даже при отсутствии исследуемого образца внутри экрана на выходе детектора будут регистрироваться импульсы, которые и нужно учитывать, как фоновые. Таким образом, вся процедура измерения состоит из двух этапов: измерения фона и измерения активности образца.

1. Измерение фона. Внешнее γ-излучение создается космическим излучением, естественными радионуклидами, содержащимися в объектах окружающей среды, предметах быта, поэтому его величина меняется во времени и различна для разной местности. Величина фона зависит от погодных условий, месторасположения прибора, вентиляции помещения. Поэтому желательно определять значение фона перед каждой серией измерений, особенно при изменении условий измерений (например, месторасположение прибора).

Фон измеряется по двум каналам одновременно (по калию-40 и цезию-137), его значения заносятся в память микропроцессора и в дальнейшем автоматически вычитаются из результатов измерения активности пробы.

Окончание измерения подтверждается звуковым сигналом.

1. Замерить фон внутри свинцового защитного экрана. Для чего нажать кнопку фон и кнопку 2 мин.

2. По окончании измерения фона нажать кнопку КАЛИЙ-40 либо ЦЕЗИЙ-137. На табло индуцируется значение фона для калия-40 либо цезия-137 в единицах скорости счета (число зарегистрированных импульсов фона за заданное время измерения).

3. Измеренные значения автоматически заносятся в память γ-радиометра и хранятся в ней до следующего измерения фона.

4. Если фон уже измерялся и сетевой шнур γ-радиометра не отключался от питающей сети, то после включения  кнопки СЕТЬ на табло "индуцируется его значение. При этом над кнопкой СБРОС загорается светодиод.

5. При повторном измерении величины фона, нажать кнопку ФОН и кнопку времени еще раз.

Порядок выполнения работы

Задание 1.  Измерение активности пробы

1. Для корректных измерений объем пробы должен составлять 0.5 л. Особой подготовки проб для проведения измерений не требуется.

ВНИМАНИЕ! При измерении жидкостей следует избегать выпадения осадка. При измерении твердых образцов желательно, их предварительно измельчить, чтобы заполнить требуемый объем. Время измерения активности пробы 2 мин или 20 мин. 20-минутный режим используется для измерения малых активностей (0.018 ..... 0.2 кБк/л) и рекомендуется только для питьевой воды и детского питания в готовом для употребления виде. Измерение всех остальных продуктов можно проводить в режиме 2 минут.

2. Установить кювету с исследуемой пробой внутрь свинцового экрана. Закрыть крышку.

3. Нажать кнопку ПРОБА.

4. Нажать кнопку времени 2 МИН.

5. Измерение активности идет одновременно по двум каналам: по калию-40 и цезию-137. Однако на табло индуцируется (высвечивается) значение объемной активности того радионуклида (калия или цезия), кнопка которого нажата.

6. По окончании измерения нажатьем кнопки КАЛИЙ-40 или ЦЕЗИЙ-137 зафиксировать значения показаний радиометра и записать в таблицу результатов.

7. Пункты 6.2.4 - 6.2.6 повторить 5 раз для каждой пробы. Количество исследуемых проб две. Определить среднее значение объемной активности. (Аv).

8. Результат на табло сохраняется до начала следующего измерения.

Таблица 6.5.  Результаты собственных измерений

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПОКАЗАНИЯ ПРИБОРА Аv, кБк/л

УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ (рассчитанная по средним значениям), А m, Бк/кг

Аэфф, Бк/кг

Сs-137

К-40

Сs-137

К-40

(Всего 12 строк – 10 для измеренных значений и 2 для средних значений).

ВНИМАНИЕ! При превышении уровня активности исследуемой пробы предельной величины 50 кБк/л на табло выводится ориентировочное значение измеряемой активности на сигнал перегрузки «9999». В случае появления индикации "9999" провести повторное измерение при времени 2 МИН. Если на табло снова выводится сигнал перегрузки, то активность пробы значительно превышает 50 кБк/л и необходимо принять меры по ее изоляции.

                 Задание 2. Расчёты удельной активности

В результате проведенных замеров была определена объемная активность пробы. Необходимо рассчитать среднюю удельную активность пробы.

Удельная активность Аm связана с объемной Ау соотношением:

Аm = А : m = А : ρ v = Аv : ρ,

где m, v, ρ - соответственно, масса, удельный объем, плотность исследуемого образца.

Удельная активность по цезию-137 и калию-40 рассчитывается по формуле

А m ср = Аv ср/m : v •103, Бк/кг

Определение удельной эффективной активности строительных материалов

Удельная эффективная активность Аm Эфф природных радионуклидов в исследуемых материалах рассчитывается по формуле:

Аm Эфф= А Ra226 + 1,31 А Тh232 + 0,085 А K40 + 0,22 А Cs137,

где А Ra - удельная активность радия - 226, А Тh - удельная активность тория - 232 берутся из табл. 6.6, а А к - удельная активность калия - 40 и А Cs - удельная активность цезия - 137 берутся из табл. 6.5 результатов (пересчетные значения).

Таблица 6.6. Удельная активность естественных радионуклидов в материалах

Вид материала

Радий-226

Торий–232

Глина

20,4

33,7

Бетон легкий

21,8

15,2

Бетон тяжелый (це- мент)

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

Полученные значения А m Эфф записать в табл. 6.5 результатов.

Полученные значения удельной эффективной активности для исследуемых материалов сравнить со значениями, приведенными в табл. 6.4 и сделать вывод об их применяемости.

При A m эфф > 1350 Бк•кг-1 использование материалов для строительных целей ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Контрольные вопросы

1. В каких домах построенных из различных строительных материалов радиационный фон будет наибольшим: деревянных, кирпичных, бетонных?

2. От каких факторов зависит измеряемая величина радиационного фона?

3. Какие радионуклиды обычно измеряются в образцах строительного материала?

4. Какой радионуклид чернобыльского происхождения нормируется в образцах строительных материалов?

5. На какие строительные и природные материалы введены нормативы?

6. Какие природные радионуклиды присутствуют в строительных материалах?

7. Устройство и принцип работы РУГ-91?

8. Опишите ход определения проб, обоснуйте полученные данные и выводы.




1. Азбука журналистики Место программы в системе предпрофильных курсов основная позиция творчество-с
2. Брюс Роман Вилимович
3. тема ldquo;EUROHELPrdquo; построена на внутренней диверсификации прогрессивной партнерской программе и поэтапном п
4. тема Субъекты экономики
5. 1994 считается неофрейдистом потому что его исследование развития личности отталкивается от теории Фрейда
6. Профилактика сосудистых осложнений сахарного диабета
7. Микас на производственную практику по ремонту автомобилей I
8. вампиром Кейдом Иссаксоном
9. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук Льв
10. 1100 где m порядковый номер члена ранжированного ряда n число лет наблюдений
11. тематика и информатика Темы Фамилия студента 1
12.  Графический редактор ~ программа для создания сохранения и печати рисунков
13. критические точки
14. тематичних наук Київ 2000 Дисертацією є рукопис
15. ФИЛОСОФСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII ВЕКА В течение античного периода философия испытывая определенное влия
16. на тему- Организация складского хозяйства на отдельном предприятии и направления её совершенствования
17. тематизувати і узагальнити знання учнів з даної теми навчити використовувати їх на прктиці-додавати до през
18. УРАЛГРАФО г Екатеринбург 2014 г
19. Тема работы Принципы выбора российского телевизионного канала для размещения рекламы
20. Аспекты учета вложений во внеоборотные активы предприятия ООО Мелон+.html