Характеристики источников ионизирующего излучения

В.П.РОМАНЦОВ И.В.РОМАНЦОВА В.В.ТКАЧЕНКО

СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДОЗИМЕТРИИ И ЗАЩИТЕ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Обнинск 2010

УДК 539.1.076: 502/504

Романцов В.П., Романцова И.В., Ткаченко В.В. Сборник лабораторных работ по дозиметрии и защите от ионизирующих излучений. Издание 2-е, дополненное и переработанное. - Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2010. - 132 с.

Пособие подготовлено в соответствии с рабочими программами специальностей 101000 «Атомные электрические станции и установки», 070500 «Ядерные реакторы и энергетические установки», 140307 «Радиационная безопасность человека и окружающей среды», 190200 «Приборы и методы контроля качества и диагностики», 070900 «Физика металлов», 010707 «Медицинская физика».

Сборник рассчитан на студентов, знакомых с атомной и ядерной физикой, эффектами взаимодействия излучений с веществом и методами регистрации ионизирующих излучений.

Илл. 31, табл. 23, библ. 13 назв.

Рецензенты:

д.ф.-м.н., проф. Ю.А.Кураченко

к.ф.-м.н. В.А.Кутьков

Темплан 2010, поз. 24

Ó ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2010 г.

Ó В.П.Романцов, И.В.Романцова, В.В.Ткаченко, 2010 г.

ВЕЛИЧИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЕ И БЕЗОПАСНОСТИ

Целью выполнения лабораторных работ является закрепление лекционного материала и развитие у студентов практических навыков работы с дозиметрической и радиометрической аппаратурой, используемой в системе радиационного контроля на АЭС.

Радиационная защита и безопасность – это совокупность методов и средств, предназначенных для обеспечения безопасности человека при использовании источников ионизирующего излучения. Важной задачей радиационной защиты является оценивание последствий облучения человека, которые выражаются в возможности возникновения и развития радиогенных заболеваний. В решении этой задачи существенную роль играет дозиметрия ионизирующих излучений, занимающаяся, с одной стороны, изучением физических величин и эффектов, определяющих последствия воздействия ионизирующего излучения на объекты живой и неживой природы, а с другой - разработкой методов и средств определения этих величин. Радиационная защита и безопасность опираются на систему величин, которые условно можно разделить на две части:

- радиометрические величины, служащие для описания свойств источников и полей ионизирующего излучения;

- дозиметрические величины, используемые для целей радиационной защиты и безопасности и служащие для оценки воздействия излучения на человека.

Радиометрические величины

Характеристики источников ионизирующего излучения

Радиоактивность – способность нестабильных атомных ядер спонтанно (самопроизвольно) превращаться в другие ядра с испусканием излучения (корпускулярных частиц или фотонов).

Радиоактивный распад – ядерное превращение с изменением состава ядра (a-распад, b-распад, спонтанное деление и др.).

Электромагнитный переход – ядерное превращение с изменением только энергетического состояния ядра.

Активность радионуклида в источнике А – отношение ожидаемого числа спонтанных ядерных переходов dN из определенного энергетического состояния ядра радионуклида в источнике за интервал времени dt к этому интервалу:

А = . (1)

Единица активности радионуклида – беккерель (Бк), размерность - 1/с.

Беккерель равен активности радионуклида в источнике, в котором за 1 с происходит в среднем одно спонтанное ядерное превращение[1].

Выход частиц h – вероятность испускания частиц на одно ядерное превращение (для g-квантов данного перехода между уровнями энергии h называется квантовым выходом перехода). Число n испускаемых в источнике при ядерных превращениях корпускулярных частиц (a-, b⁺-, b^--частиц) или g-квантов в секунду можно определить по формуле

n= A×h, (2)

где A – активность радионуклида, Бк.

Соотношение между активностью А и числом радиоактивных атомов N(t), имеющихся в источнике в данный момент времени t,

А(t) = l×N(t), (3)

где l – постоянная распада, характеризующая вероятность ядерного превращения одного атома в единицу времени.

Период полураспада Т_1/2 – время, в течение которого испытывает ядерные превращения половина атомов радионуклида.Период полураспада Т_1/2 связан с постоянной распада l соотношением

. (4)

Закон радиоактивного распада радионуклида в источнике (уменьшение активности A со временем t)

, (5)

где A₀ – активность радионуклида в источнике в начальный момент времени t = 0; l, Т_1/2 – постоянная распада и период полураспада радионуклида.