| Wydział : WIMIC |
Imię i nazwisko : Maciej Lalik Ariel Kwiatkowski |
rok I |
Grupa P3 |
Zespół II |
|---|---|---|---|---|
| Pracownia fizyczna I i II | Temat ćwiczenia : Dozymietria promieniowania. |
Ćwiczenie nr: 96 |
||
Data wykonania: 5.04.2009 |
Data oddania: | Zwrot do poprawy: | Data oddania: | Data zaliczenia: |
Wstęp
Isnieją różne rodzaje promieniowania. Można je podzielić na różny sposób. Istnieje zarówno promieniowanie naturalne, jak i sztuczne. Promieniowanie Można dalej podzielić na różne rodzaje promieniowania:
- emitowane przez jądra cząsteczki α, β, promieniowanie elektromagnetyczne γ i neutrony,
- emitowane przez atom promieniowanie rentgenowskie X
Prawo rozpadu promieniotwórczego
N(t)=N0e-λt
N0-liczba jąder na początku(t=0)
N(t)-liczba jąder które po czasie t nie uległy rozpadowi
λ-stała rozpadu
λ=$\frac{ln2}{\text{\ T}pol}$
gdzie Tpół to czas połowicznego rozpadu.
Aktywnością izotopu promieniotwórczego nazywamy liczbę rozpadów jąder w jednostce czasu(1Bq(bekerel), 1Bq=$\frac{1rozpad}{1sekunde}$)
Promieniowanie w zależności o rodzaju może znaczne lub mniej znaczne skutki dla organizmów żywych. Może ono spowodować śmierć komórki, zaburzyć jej funkcjonowanie, uszkodzić strukturę DNA.
Aby móc kontrolować dawki promieniowania stosuje się detektory promieniowania zwane dozymetrami. Przy pomocy dozymetru określa się najczęściej moc dawki napromieniowania(dawka promieniowania na jednostkę czasu). Skala dozymetrów to najczęściej mR/h lub μSv/h.
Parametrem uwzględniającym rodzaj promieniowania jest równoważnik dawki H, określany równaniem H=D0Q, gdzie D0 to energia zaabsorbowana przez jednostkę masy[kg] jednostka to 1Gy=1$\frac{J}{\text{kg}}$, Q to współczynnik jakości.
Parametr H mierzony jest w siwertach lub remach(1Sv=100rem).
Moc dawki promieniowania w zależności od aktywności źródła można określić wzorem
$\frac{D}{t} = \frac{I_{\gamma}A}{r^{2}}$
gdzie:
D-dawka
A-aktywność źródła w Bq
r-odległość od źródła w metrach
t-czas w h
Iγ-stała dla danego izotopu
Trzeba także wprowadzić poprawkę na samoabsorbcję
Apop = A$\frac{\text{μl}}{{l - e}^{\text{μl}}}$
gdzie:
A-aktywność źródła w Bq
μ-współczynnik aktywności promieniowania w źródle
l-grubość źródła
Wyniki
Próbką promieniotwórczą był izotop cezu. Na początku wykonaliśmy pomiar promieniowania tła.
0.14 μSv
0.11 μSv
0.10 μSv
0.15 μSv
0.20 μSv
0.14 μSv
0.15 μSv
0.12 μSv
0.13 μSv
0.13 μSv
Promieniowanie średnie tła to 0.137
| Odległość próbki od dozymetru [cm] | Pomiar I | Pomiar II | Pomiar III | Średnia wartość pomiarów | Dśr-Dtła |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 8.46 | 8.26 | 9.40 | 8.71 | 8.573 |
| 0.5 | 5.70 | 6.46 | 6.62 | 6.26 | 6.123 |
| 1 | 4.08 | 4.04 | 4.54 | 4.22 | 4.083 |
| 1.5 | 3.40 | 3.25 | 3.27 | 3.31 | 3.173 |
| 2 | 2.69 | 2.90 | 3.05 | 2.88 | 2.743 |
| 2.5 | 2.49 | 2.64 | 2.36 | 2.49 | 2.353 |
| 3 | 2.26 | 1.71 | 1.80 | 1.92 | 1.783 |
| 4 | 1.50 | 1.52 | 1.63 | 1.55 | 1.413 |
| 5 | 1.17 | 1.08 | 1.04 | 1.09 | 0.953 |
| 6 | 0.95 | 0.86 | 0.86 | 0.89 | 0.753 |
| 7 | 0.70 | 0.56 | 0.62 | 0.62 | 0.489 |
| 8 | 0.58 | 0.54 | 0.56 | 0.56 | 0.423 |
| 9 | 0.53 | 0.61 | 0.55 | 0.56 | 0.426 |
| 10 | 0.44 | 0.44 | 0.40 | 0.42 | 0.283 |
| 11 | 0.45 | 0.42 | 0.38 | 0.41 | 0.273 |
| 12 | 0.36 | 0.39 | 0.36 | 0.37 | 0.233 |
| 13 | 0.34 | 0.33 | 0.26 | 0.31 | 0.173 |
| 14 | 0.26 | 0.35 | 0.29 | 0.3 | 0.163 |
Następnie wykonaliśmy pomiary w odległości 2.5cm próbki od dozymetru umieszczając miedzy próbką a dozymetrem płytki miedziane.
| L.p. | Łączna grubość płytek[mm] | Pomiar I | Pomiar II | Pomiar III | Iśr-Itła | $$\frac{I_{sr} - I_{tla}}{I_{0}}$$ |
ln$\frac{I_{sr} - I_{tla}}{I_{0}}$ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 2.23 | 2.14 | 2.46 | 2.143 | 0.91 | -0.094 |
| 2 | 4 | 2.28 | 2.11 | 2.17 | 2.043 | 0.86 | -0.150 |
| 3 | 6 | 1.94 | 2.04 | 2.19 | 1.913 | 0.81 | -0.210 |
| 4 | 8 | 1.90 | 1.85 | 1.91 | 1.743 | 0.74 | -0.301 |
| 5 | 10 | 1.75 | 1.51 | 1.73 | 1.523 | 0.64 | -.0446 |
I(x)=I0e-μx
$\frac{I}{I_{0}}$ = e-μx
‘
ln($\frac{I}{I_{0}}$) = -μx
y = ax + b
y = ln($\frac{I}{I_{0}}$)
x – grubość płytek
a = -μ
a wyliczamy z regresji liniowej, która jest załączona do sprawozdania.
a = -4.27∙10-2
μ = -a = 4.27∙10-2[$\frac{1}{\text{cm}}\rbrack$ współczynnik absorbcji
Obliczenia dla tła
Dtła.śr = 0.137 u(Dtła)=$\sqrt{\frac{0.00681}{90}}$ = 0.0087
Obliczenia dla cezu
Dcezu = $\sqrt{\frac{0.6554}{306}}$ = $\sqrt{0.00214183}$ = 0.046
u(Dśr-tło) = $\sqrt{0.00219169}$ = 0.047
| r | Dśr-tło |
|---|---|
| 0 | 8.573 |
| 0.5 | 6.123 |
| 1 | 4.083 |
| 1.5 | 3.173 |
| 2 | 2.743 |
| 2.5 | 2.353 |
| 3 | 1.783 |
| 4 | 1.413 |
| 5 | 0.953 |
| 6 | 0.753 |
| 7 | 0.489 |
| 8 | 0.423 |
| 9 | 0.426 |
| 10 | 0.283 |
| 11 | 0.273 |
| 12 | 0.233 |
| 13 | 0.173 |
| 14 | 0.163 |