лабораторные работы по физике

Л/р № 20. Измерение радиационного фона.

Цель работы: Получить практические навыки использования бытового дозиметра для измерения радиационного фона.

Оборудование: Индикатор радиоактивности, инструкция для использования дозиметра.

Вводная часть: Работа имеет большое практическое значение так, как в ходе ее выполнения вы освоите приемы использования индикатора радиоактивности для регистрации естественного радиационного фона и оценки радиационной обстановки на местности. Бытовые индикаторы радиоактивности (дозиметры) предназначены для оперативного индивидуального контроля населением радиационной обстановки и позволяют приблизительно оценивать мощность эквивалентной дозы излучения. Доза излучения характеризует меру воздействия ионизирующего излучения и его возможные последствия.

Показания дозиметра нужно интерпретировать в соответствии с методическими указаниями

«ОЦЕНКА ПОКАЗАНИЙ ДОЗИМЕТРА»

Большинство современных дозиметров измеряют мощность дозы излучения в микрозивертах в час (мкЗв/ч), однако до сих пор широко используется и другая единица измерения - микрорентген в час (мкР/ч). Соотношение между ними 100:1 (1 мкЗв/ч = 100 мкР/ч).

Зи́верт (Зв) — единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр.

Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апр. 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении

рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв».

Среднемировая доза облучения от естественных источников, накопленная на душу населения за год, равна 2,4 мЗв, с разбросом от 1 до 10 мЗв.

Основные компоненты:

•   0,4 мЗв от космических лучей (от 0,3 до 1,0 мЗв, в зависимости от высоты над уровнем моря);

•   0,5 мЗв от внешнего гамма-излучения (от 0,3 до 0,6 мЗв, в зависимости от радионуклидного состава окружения -- почвы, стройматериалов и т.п.);

•   1,2 мЗв внутреннего облучения от вдыхаемых атмосферных радионуклидов, главным образом радона (от 0,2 до 10 мЗв, в зависимости от местной концентрации радона в воздухе);

•   0,3 мЗв внутреннего облучения от инкорпорированных радионуклидов (от 0,2 до 0,8 мЗв, в зависимости от радионуклидного состава пищевых продуктов и воды).

При однократном равномерном облучении всего тела и неоказании специализированной медицинской помощи смерть в результате острой лучевой болезни наступает в 50 % случаев:

•   при дозе порядка 3-5 Зв из-за повреждения костного мозга в течение 30—60 суток;

•   10 ... 15 Зв из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лёгких в течение 10—20 суток;

•   более 15 Зв из-за повреждения нервной системы в течение 1—5 суток.

Ход работы:

1.  Внимательно изучите инструкцию по работе с индикатором радиоактивности и определите:

•   каков порядок подготовки его к работе;

•   какие виды ионизирующих излучений он измеряет;

•   в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения;

•   какова длительность цикла измерения;

•   каков предел допустимой погрешности измерения;

•   расположение и назначение органов управления работой прибора.

По каждому их этих пунктов сделайте в листе отчета соответствующие записи (к последнему пункту схематический рисунок).

2.  Произведите внешний осмотр прибора и его пробное включение.

3.  Убедившись в работоспособности дозиметра, подготовьте прибор для измерения мощности дозы излучения.

4.  Измерьте 8—10 раз уровень радиационного фона D, записывая каждый раз показание индикатора.

5.  Вычислите среднее значение радиационного фона: D_ср = (D₁ + D₂ + ... + D_n)/n, где n - число произведенных вами измерений.

6.  Подсчитайте погрешность ваших измерений. Найдите среднее отклонение

∆D_ср = (|D_ср- D₁| + |D_ср- D₂| + ... + |D_ср- D_n|)/n

7.  Запишите результат ваших измерений в виде D = D_ср + ∆D_ср в качестве вывода.

Сравните полученное среднее значение фона с величиной естественного радиационного фона, принятой за норму —0,15 мкЗв/ч. Вычислите значение дозы ионизирующих излучений, которую получит человек в течение года D_год, при условии, что среднее значение радиационного фона на протяжении года меняться не будет. Полученный результат сопоставьте со значением, безопасным для здоровья человека. Запишите вывод.

Контрольные вопросы:

1.  Вы, наверное, заметили, что дозиметр щелкает неравномерно. То несколько раз к ряду, а то вдруг замолчит на некоторое время. Почему?

2.  Расположите по степени опасности для человека следующие радиоактивные излучения:

γ-излучение, α-излучение, поток позитронов е+.

3.  Каковы средние эффективные дозы на одного жителя за счет медицинского облучения населения в Санкт-Петербурге в 2006 г. согласно постановлению главного государственного санитарного врача России?

4.  Как доза естественного излучения от космических лучей зависит от высоты места над уровнем моря и почему?