Будь умным!


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

Лабораторная работа 4 часть 2 Определение удельной и объемной активности в твердых и жидких пробах Цель

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-06-09


Лабораторная работа № 4 часть 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:

  1. мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;
  2. плотности потока бета-излучения с поверхности;
  3. удельной активности бета-излучающих радионуклидов в веществах;
  4. 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: овсяная крупа.

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) чистой в радиационном отношении водой 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.

- Выливаем воду и заполняем кювету исследуемым  веществом до той же метки. Вновь устанавливаем прибор на кювету и повторяем измерения 4 раза. Результаты заносим в строку “Ап” таблицы 1.

Таблица 1 - Результаты измерений

№ п/п

1

2

3

4

Аф

284

252

276

266

Ап

289

282

286

306

-Выключаем  прибор, для чего переведите тумблер S1 (красного цвета) в ниж-

нее 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

8,1

8,5

8,1

8,5

Ап

9,5

9,1

9,8

8,4

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=

Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.

QАn=;

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.

ХАф =;

ХАn =;

4.1.3 Оцениваем воспроизводимость значений каждого ряда и находим дисперсии:

;

где: Хi - каждое измеренное значение;

Х - среднее значение;

 n - число измерений.

SАф =13,8;

S Аn =10,56;

Дисперсии:

;

;

4.1.4 Оценить надежность средних результатов каждого ряда;

t1,2(при n-1=3)=3,18 - коэффициент нормированных отклонений;

Доверительные границы: ;

µ ф =269,5±21,94;

µn =290,75±16,79;

4.1.5 Находим погрешности измерения каждого ряда.

 

4.1.6 Суммарная средняя погрешность измерений :

;

.

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 Для Сs-137 К=20. (для К-40 К1=5,85).

Am = 20(290,75-269,5)=425 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=;

Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то все значения оставляем.

QАn=;

Т.к. Qтаб. =0.77, при Р=0,95, n=4, то значение 8,4 убираем.

4.1.2 Находим средние значения для каждого ряда, учитывая только значимые результаты:

;

где: Хi - каждый значимый результат;

         n - количество значимых результатов.

ХАф =;

ХАn ==9,47;

4.1.3 Оцениваем воспроизводимость значений каждого ряда и находим дисперсии:

;

где: Хi - каждое измеренное значение; Х - среднее значение; n - число измерений.

 SАф =0,23;

S Аn =0,35;

Дисперсии:

;

;

4.1.4 Оценить надежность средних результатов каждого ряда;

t1(при n-1=3)=3,18, (при n-1=2)=4,3 - коэффициент нормированных отклонений;

Доверительные границы: ;

µ Aф =8,3±0,366;

µAn =9,47±0,87;

4.1.5 Находим погрешности измерения каждого ряда.

4.1.6 Суммарная средняя погрешность измерений :

;

.

4.1.7 Рассчитываем величину удельной активности бета-излучающих радионуклидов  в беккерелях на грамм:

А = ( АПср - АФср) / 1,

где АПср - среднее значение полученное при измерении пробы (Бк/г);

АФср - среднее фоновое значение (Бк/г), 1 - константа, которая применяется при определении удельной активности соединений цезия. (для калия 3,42)

Am = (9,47-8,3)=1,17 Бк/г;

Am = 1,171000 =1170Бк/кг;

4.1.8 Определение критерия Фишера для двух приборов: РКС-107 и РКСБ-104 (или Сосна).

Определяем критерий Фишера для 2-й серии измерений (без задней) крышки фильтра  обоих приборов (РКС-107 и РКСБ-104). Берем значение S22  =111,5 (для РКСБ) и значениеS22  =0,1225 (для РКС), соблюдая условие :

=910

Вывод: При измерении удельной активности радионуклида Сs-137 (или К-40) были получены следующие результаты:

Прибор РКСБ -104:

Am = 425 Бк/кг;

Прибор РКС-107:

Am = 1170 Бк/кг;

Показания приборов не совпадают: это обуславливается погрешностью измерения и погрешностью приборов.




1. Практическая энциклопедия бухгалтера
2. Перечислите виды инструктажа
3. статья содержит отсылочную норму к положениям Гражданского кодекса Российской Федерации связанным с поняти
4. хотя бы в самых общих чертах его значение для православного богословствования в целом и сверх того для ли
5. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного виховання і спорту
6. яд 3Действие вредных веществ на биологические объекты основные закономерности такого воздействия
7. судебная реформа 1867 г Военное управление подверглось также преобразованиям
8. безусловных гарантиях предоставленных Великобританией и Францией Польше
9. на тему Місцева електрична мережа Підготували- Дремлюга В
10. 17 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11
11. Сткдент не викликається на екзаменаційну сесію якщо він не надасть цю роботу в установлений строк
12. Введение питательной смеси через зонд
13. Развитие познавательных процессов детей 6-10 лет средствами физического воспитания
14. Принципиальная схема сульфатцеллюлозного производства- 1 ~ корообдирочный барабан; 2 ~ рубительная маш
15. ВВЕДЕНИЕ.7
16. Иерусалим сегодня
17. Символические образы и их смысл в поэме А Блока Двенадцать.html
18. Понятие и основные черты римского частного права
19. Метод математической индукции
20. Трудовой договор