FiIS |
Krzysztof Jankowski, Marcin Kiecka |
Rok II |
Grupa 2 |
Zespó 5 |
|||||
Pracownia fizyczna |
Temat: Dozymetria promieniowania |
wiczenie nr: 96 |
|||||||
Data wyk. 29.11.05 |
Data oddania
|
Zwrot do pop. |
Data oddania |
Data zal. |
Ocena |
1.Cel wiczenia.
Zapoznanie z podstawami dozymetrii promieniowania jonizujcego oraz prostym radiometrem i sposobem jego wykorzystania do pomiaru mocy dawki.
2.Wprowadzenie.
Znamy nastpujce rodzaje promieniowania jonizujcego emitowanego przez jdra:
czstki a,b, promieniowanie g, neutrony- a take przez atomy: promieniowanie rentgenowskie.
Emisja promieniowania jdrowego zachodzi podczas przemiany jdra atomowego. Prawo rozpadu promieniotwórczego okrela zaleno od czasu liczby jder, które nie ulegy dotd przemianie promieniotwórczej:
N(t)=N0e-lt
gdzie:
N0 - liczba jder izotopu promieniotwórczego w chwili t=0
N(t) - liczba jder izotopu, które po czasie t nie ulegy jeszcze rozpadowi
l - staa rozpadu
Zachodzi zwizek:
gdzie T1/2 - okres poowicznego zaniku (rozpadu), czyli czas po upywie którego liczba jder izotopu promieniotwórczego maleje do polowy pierwotnej ich liczby N0.
Aktywno izotopu promieniotwórczego jest to liczba rozpadów jder w jednostce czasu. jednostk aktywnoci jest 1 Bq (Becquerei): 1 Bq =1 rozpad na 1 sek.
Z punktu widzenia oddziaywania biologicznego róne rodzaje promieniowania jonizujcego róni si midzy sob gstoci wywoywanej jonizacji, zasigiem w poszczególnych tkankach oraz przestrzennym rozkadem produkowanych jonów. W celu ilociowego rozwaania biologicznych skutków oddziaywania promieniowania jonizujcego na organizm ludzki a take umoliwienia ich porównywania wprowadzono nastpujce wielkoci charakterystyczne:
- dawka
- równowanik dawki
- wspóczynnik jakoci Q
Dawka pochonita D0 jest to energia zaabsorbowana przez jednostk masy (1 kg) napromieniowanej substancji. Jednostk dawki jest 1 gray, który odpowiada energii 1 J zaabsorbowanej przez mas 1 kg: 1 [Gy]=1[J/kg].
Wpyw promieniowania na organizmy ywe (w tym czowieka) zaley od rodzaju promieniowania, w którego strumieniu znajduje si badany organizm (promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie g czy elektrony s mniej grone przy danej dawce ni neutrony czy czstki a ) i jest okrelony przez tzw. wspóczynnik jakoci Q.
Parametrem, który uwzgldnia rodzaj promieniowania absorbowanego w organizmie jest równowanik dawki H, okrelony równoniem:H=D0*Q.Mierzony on jest w sievertach lub remach (1Sv=100rem).Sievert jest to dawka absorbowana dowolnego rodzaju promieniowania jonizujcego, która wywouje identyczny skutek biologiczny jak dawka absorbowana 1 Gy promieniowania X lub g .
Dozymetry
Specyfika oddziaywania promieniowania jdrowego oraz promieniowania rentgenowskiego polega na tym, e nawet due dawki nie s odczuwane przez receptory ludzkie w trakcie oddziaywania. Przeto aby kontrolowa dawki, na które naraony jest czowiek, naley stosowa odpowiednie detaktory, które nazywamy dozymetrami.
Dozymert powinien:
- rejestrowa sumaryczny strumie badanego promieniowania
- mierzy dawk (widzialan w dozymetrze energi albo prd jonizacyjny)
- symulowa yw tkank pod wzgldem pochaniania promieniowania
Ktrol naraenia zewntrznego mona przeprowadza przez pomiar mocy równowanika dawki w otoczeniu róde promieniowania, a take przez pomiar dawek indywidualnych pochnitych przez osoby naraone zawodowo na promieniowanie (kontrola dawek indywidualnycj obejmuje jedynie osoby zawodowo naraone na promieniawanie). Pomiary mocy równowanika dawki niezbdne s wszdzie tam, gdzie s stasowane róda promieniowania przenikliwego nie pochanianego przez osony, zwaszcza promieniowania elektromagnetycznego (X,g), czy neutronowego. Moc równowanika dawki promieniowania X czy g okrela si przez pomiar mocy dawki ekspozycyjnej. Su do tego radiometry do pomiaru mocy dawki.
Najczcie przy pomocy dozynetru mona mierzy moc dawki (dawka promieniowania w jednostce czasu). Spotykane radiometry do pomiaru równowanika mocy dawki s najczciej wyskalowane w nastpujcych jednostkach: mR/h lub mSv/h.
Moc dawki promieniowania g(X) w zalenoci od aktywnoci róda mona okreli za pomocponiszego wzoru przy zaoeniu, e ródo promieniowania jest punktowe (mona to zaoy, jeeli odlego od róda jest co najmniej 10 razy wiksza od najwikszego wymiaru liniowego róda):
(3)
gdzie:
D - dawka (D/t wyraone w mSv/h)
a - aktywno róda
r - odlego od punktowego róda promieniowania w metrach
t - czas w godzinach
Ig - staa charakterystyczna dla danego izotopu promieniotwórczego
Najprostszymi przyrzdami do pomiaru mocy dawki s radiometry. W niniejszym wiczeniu bdzie wykorzystany radiometr kieszonkowy przeznaczony do kontroli dawek promieniowania g oraz b.
3. Opracowanie wyników.
Wykres zalenoci równowanika mocy dawki od odlegoci ródo-dozymetr (dla kobaltu 60 nr 13).
Równowanik mocy dawki |
R - odl.wzgl. |
35,647 |
0 |
22,470 |
0,5 |
17,420 |
1 |
13,403 |
1,5 |
9,610 |
2 |
6,280 |
3 |
4,323 |
4 |
3,337 |
5 |
2,517 |
6 |
2,063 |
7 |
1,533 |
8 |
1,363 |
9 |
1,107 |
10 |
.
Wykres zalenoci równowanika mocy dawki od gruboci pytki stalowej (dla kobaltu 60 nr 13).
GRUBOSC |
|
POMIARY |
|
|
PLYTKI |
1 |
2 |
3 |
SREDNIA |
1,3 |
2,11 |
2,44 |
2,37 |
2,307 |
2 |
1,96 |
1,89 |
1,65 |
1,833 |
2,8 |
1,47 |
1,39 |
1,5 |
1,453 |
3,92 |
1,14 |
0,98 |
1,05 |
1,057 |
5,1 |
0,74 |
0,69 |
0,81 |
0,747 |