- •Лабораторная работа № 5. Поверка радиометров ионизирующих излучений.
- •1. Задачи, решаемые при выполнении работы:
- •2. Предварительные сведения.
- •4. Характеристики дозиметра - радиометра ирд-02б1
- •5. Принцип работы радиометра β - излучения ирд-02б1
- •6. Поверку радиометров проводят в следующей последовательности:
- •7. Общие указания по эксплуатации радиометра β - излучения и порядок выполнения лабораторной работы
- •8. Задание
- •8.1. Операции поверки.
- •8.2. Средства поверки
- •8.3. Условия проведения поверки и подготовка к ней
- •8.5. Оформление результатов поверки
- •8.6. Порядок работы с радиометром ирд-02б1
- •8.7. По результатам измерений оформить:
- •9. Обработка результатов измерений
- •10. Результаты лабораторной работы оформить протоколом измерений
- •11. Требования к отчету:
- •12. Контрольные вопросы:
Лабораторная работа № 5. Поверка радиометров ионизирующих излучений.
1. Задачи, решаемые при выполнении работы:
Организация и порядок проведения поверки радиометров ионизирующих излучений.
Знакомство с процедурой поверки β - радиометра поверхностной загрязненности с использованием эталонных радиометрических источников β - излучения.
Проведение поверки радиометра загрязненности поверхностей β - активными веществами.
2. Предварительные сведения.
2.1. К ионизирующим излучениям (ИИ) относятся рентгеновское, γ -, β - излучение, потоки α - частиц, ускоренных электронов и т.п.
Источник ионизирующего излучения - устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.
2.2. В радиометрии ИИ для характеристики полей ионизирующих излучений пользуются физические величины:
*поток частиц – F;
*плотность потока частиц или квантов - .
*Потоком ионизирующих частиц - F называют отношение числа ионизирующих частиц - dN, падающих на данную поверхность за интервал времени dt:
, сек-1, (5.1).
*Плотностью потока ионизирующих частиц - называют отношение числа ионизирующих частиц dN, проникающих за единицу времени в объем сферы с площадью поперечного сечения ds, к площади этой сферы
, м-2.с-1, (5.2).
2.3. В зависимости от характера взаимодействия ИИ со средой различают следующие основные методы измерений ИИ [2]:
*ионизационные,
*люминесцентные
*полупроводниковые,
*химические и др.
Ионизационные методы основаны на способности ИИ вызывать ионизацию молекул и атомов газа, твердых и жидких веществ, которую можно измерить.
К основным ионизационным детекторам относят:
ионизационные камеры;
газоразрядные счётчики (пропорциональные счётчики, счётчики Гейгера-Мюллера) и др.
Ионизационные детекторы обычно имеют два электрода. Внутренним (собирающим) электродом может служить пластина или стержень с проводящим покрытием в ионизационных камерах или тонкая металлическая нить диаметром ~0,1-0,5 мм - в газоразрядных счётчиках. Внешним электродом обычно служит корпус - металлический или стеклянный с напыленным на внутренней поверхности тонким слоем металла.
Пространство между электродами заполнено воздухом или чистым газом, или смесью газов.
Такого типа детекторы - счетчики Гейгера - Мюллера широко используют в области радиометрии и дозиметрии ИИ, в различных комбинированных измерителях - стационарных и переносных дозиметрах-радиометрах.
Счетчик Гейгера-Мюллера используют также в β - радиометре ИРД-02Б1.
Для регистрации жёсткого - излучения применяют цилиндрические алюминиевые счётчики со стенками из тонкой алюминиевой фольги; для регистрации мягкого - излучения - торцевые счётчики с тонким входным окном и т.п.
Механизм формирования импульса в газоразрядных счётчиках прост. Ионизационный ток, возникший в газе счетчика под действием излучения (электроны, появляющиеся в результате взаимодействия ИИ, например, γ - или β - излучения с материалом стенки счетчика, или газом, наполняющим счетчик), заряжает конденсатор. Через некоторое время конденсатор разряжается на нагрузочное сопротивление, вызывая на нём кратковременное падение напряжения - импульс напряжения 10-4.-.10-2 В.
Этот импульс далее преобразуется, усиливается и регистрируется.
2.4. Фон счётчика - это средняя скорость счёта счётчика при рабочем напряжении в отсутствии источника излучения.
Наблюдающийся на практике фон счётчика связан с космическим излучением, радионуклидами, входящими в материалы конструкции счётчика (К-40, С-14 и пр.).
Обычно фон счётчика за счёт космического излучения составляет 2-3 имп/мин на 1 см2 поверхности детектора.
3. Достоверность измерений в радиоэкологии обеспечивается обязательной периодической поверкой соответствующих средств измерений (радиометров, дозиметров и спектрометров).
3.1. Алгоритмы методик поверки и способы оценки погрешности унифицированы и приведены в соответствующей нормативно - технической документации - ГОСТ, правилах по метрологии - ПР, руководящих документах - РД, методиках метрологических институтов- МИ:
ПР 50.2.006-98 Порядок проведения поверки средств измерений;
ПР 50.2.012-94 Порядок аттестации поверителей средств измерений;
ПР 50.2.007-98 Поверительные клейма;
ПР 50.2.014-96 Правила проведения аккредитации метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений;
МИ 2273 Области использования средств измерений, подлежащих поверке;
МИ 2284. Документация поверочных лабораторий;
МИ 2322. Типовые нормы времени на поверку средств измерений.
3.2. Поверка средств измерений: Это установление пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и контроля их соответствия установленным требованиям.
Находящиеся в эксплуатации радиометры, в соответствии с Законом '' Об обеспечении единства измерений'' подлежат обязательной периодической поверке.
Для радиометров поверхностной загрязненности методика поверки изложена в ГОСТ 8.040- "ГСИ. Радиометры загрязненности поверхностей β - активными веществами. Методика поверки".
3.3. Поверка β - радиометров, предназначенных для измерения активности окружающей среды, проводится с помощью эталонных (образцовых) источников β - излучения, аттестованных в качестве мер активности и внешнего излучения (потока β - частиц в телесном угле 2п ср.).
3.4. *Методика поверки β - радиометров загрязненности поверхности регламентирована в ГОСТ 8.040 и предусматривает использование эталонных β - источников 1 - 3 разрядов из Sr-90 + Y-90 типов 1СО, 2СО, 3СО, 4СО, 5СО, 6СО с площадью активной поверхности соответственно 1, 4, 10, 100 и 160 см2. Погрешность таких эталонных радиометрических β - источников в зависимости от разряда в государственной поверочной схеме I- ГОСТ Р 8.033 - составляет 5 – 20 % [1,2].
Таблица 5.1. Пределы номинальных значений активности нуклидов в эталонных радиометрических источниках β - излучений типа СО.
Нуклид |
Площадь рабочей поверхности, см2 |
|||||
|
1 |
4 |
10 |
40 |
100 |
160 |
Источники β - излучения |
||||||
Sr-90+ Y-90 |
13- 3,2106 Бк |
21- 1,3107 Бк |
80- 3,2107 Бк |
210- 1,3108 Бк |
80- 2,1108 Бк |
80- 2,1108 Бк |