Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Пикаев, А. К. Дозиметрия в радиационной химии

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
15.83 Mб
Скачать

пользовать 3 М водный раствор метанола для технологической дозиметрии смешанного реакторного излучения. Ими найдено, что выход этиленгликоля не зависит от скорости протока раствора в диапазоне от 0 до 620 мл/час. Способ пригоден для определения доз

в интервале 0,5 — 100 Мрад (при температурах от

20 до 300° С).

В статье [11J представлена проточная схема для

осуществления

дозиметрии реакционного объема с использованием закиси азота в случае пучков быстрых электронов. В этой схеме доза измеря­ ется по количеству выделившегося водорода, определяемому ме­ тодом газовой хроматографии.

Рассмотренные устройства являются первыми в области авто­ матизации процессов измерения поглощенной дозы в радиационнохимической технологии. Желательны дальнейшие работы в этом направлении с целью создания более простых и надежных уст­ ройств.

В радиационных процессах облучению часто подвергаются объекты, состоящие из самых разнообразных материалов, имею­ щие различные размеры, конфигурацию и т. п. Это обусловливает существенные трудности при проведении дозиметрических измере­ ний. Отметим некоторые из таких трудностей.

При действии у-излучения на сравнительно большие объекты доза вследствие рассеяния квантов значительно зависит от при­ роды материала объекта (см. также стр. 120). Поэтому для опре­ деления дозы необходимо использовать дозиметрическую систему, которая по своим характеристикам близка к материалу облучае­ мого объекта. В дозиметрии электронных потоков это усложняю­ щее обстоятельство не имеет места. В этом случае доза в дозиметре и объекте пропорциональна их тормозным способностям.

При осуществлении тех нологических процессов во многих слу­ чаях (особенно при работе с электронными пучками) необходимо знать пространственное распределение дозы в облучаемом объекте. В последнее время это выполняется преимущественно с помощью пленочных дозиметров. Особенности соответствующих измерений подробно изложены в недавнем обзоре У. Мак-Лафлина и др. [12]. Там же сделан анализ возможных ошибок при использовании этих дозиметров.

Свою специфику имеет дозиметрия в случае гетерогенных сис­ тем. Особенно это относится к измерениям дозы для полимеров, находящихся в контакте с металлами. Как следует из работы А. X. Брегера и сотр. [13], доза в поверхностных слоях полимера, грани­ чащих с металлом, существенно отличается от дозы в толще поли­ мера. Согласно [12—14], для определения доз в таких гетероген­ ных системах удобны пленочные дозиметры.

Другая нерешенная проблема — это проблема единства измере­ ний поглощенной дозы при проведении радиационно-химических ис­ следований [2, 15]. По ГОСТ 16263—70 [16] единство измерений — состояние измерений, при котором результаты выражены в уза­ коненных единицах и погрешности измерений известны с заданной

305

вероятностью. В настоящее время в радиационной химии широко применяется дозиметр Фрикке. Этот дозиметр изучен весьма об­ стоятельно учеными разных стран. В США он принят в качестве стандартного для определения поглощенной дозы в случае рент­ геновского и у-нзлучений [17]. Рекомендуется использовать дози­ метр Фрикке как стандартный и в нашей стране [15].

Отметим, что в том случае, если молярный коэффициент экстинкции ионов Fe3+ в 0,4 М растворе H2S04 находится с помощью спектрофотометра, имеющегося в лаборатории (см. стр. 147), по­ грешность измерения дозы рассматриваемым методом не превы­ шает 3—5%. Предлагается [15] в качестве стандартного употреб­ лять также глюкозный дозиметр, действие которого, как уже от­ мечалось (см. стр. 174), основано на измеиеиии угла вращения плоскости поляризации 20%-ного раствора глюкозы при облуче­ нии. Рабочий диапазон этого дозиметра — от 5 до 100 Мрад. Как показала недавняя метрологическая проверка данного дози­ метра [18], погрешность измерения дозы у-излучения составляет здесь 7% с доверительной вероятностью 0,95. Однако широкому распространению глюкозного дозиметра препятствует отсутствие линейной зависимости количества превращения от дозы и недо­ статочная изученность механизма радиолптических превращений в концентрированных водных растворах глюкозы.

Единству измерений должен способствовать выпуск отградуи­ рованных дозиметров в централизованном порядке. Согласно [15], в нашей стране таким путем изготавливаются стеклянные дози­ метры СГД-8 для измерения экспозиционной дозы в интервале 103—106 р. Кроме того, выпущена опытная партия цветовых инди­ каторов дозы, представляющих собой полимерные пленки с добав­ ками люминесцирующих красителей. Они предназначены для ви­ зуальной оценки дозы (с погрешностью 25—30%) в диапазоне 0,2—5 Мрад. Несомненно, ассортимент отградуированных дози­ метров, выпускаемых в централизованном порядке, должен быть расширен. Необходим также выпуск эталонной аппаратуры (в пер­ вую очередь калориметров), пригодной для калибровки различных дозиметров.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.N . W . Holm. Radiation Dosimetry (Ed. F. H. Attix and E. Tochilin),

2nd Edition, vol. 3. N. Y ., Academic Press, 1969, chap. 33.

2. N . W . Holm. Large Radiation Sources for Industrial Processes. Vienna, IAEA, 1969, p. 555.

3.К . H. Chadwick. Dosimetry in Agriculture, Industry, Biology and Medi­ cine. Vienna, IAEA, 1973, p. 3.

4.В. Б. Осипов. Дозиметрия и радиационные процессы в дозиметрических системах. Ташкент, «Фан», 1972, стр. 12.

5.В. В. Генералова. Дозиметрия больших доз. Ташкент, «Фан», 1966,

стр. 29.

6.И. X. Абдукадирова, В. В. Генералова, Н. А. Ремискевич. Там же,

стр. 168.

306

7.В. В. Генералова, Р. Гуламова. Дозиметрия интенсивных потоков иони­ зирующих излучений. Ташкент, «Фан», 1969, стр. 142.

8.В. В. Генералова, Р. Р. Гуламова. Радиационная дозиметрия и спектро­

метрия ионизирующих излучений.

Ташкент, «Фаи», 1970, стр. 133.

( 9. В. А. Гольдин,

Е. Д. Проценко,

Э. Л. Мендельсон, В. П. Базов,

10. М. Курзин,

Т. М. Гаврилова.

Тезисы докладов Второй Всесоюзной

конференции по прикладной радиационной химии (Обнинск, 1973).

Черкассы, 1973,

стр. 118.

 

10.Е. П. Петряев, Е. П. Калязин, Е. П. Ковалева. Дозиметрия и радиацион­ ные процессы в дозиметрических системах. Ташкент, «Фан», 1972, стр. 170.

11.О. II. Крутецкая, II. Е. Орлова, 10. А. Панин, Л. В. Упадышев. Там же,

стр. 68.

12.W . L. McLaughlin, Р. Е. Ilfortenberg, В. В. Radak. Dosimetry in Agri­ culture, Industry, Biology and Medicine. Vienna, IAEA, 1973, p. 577.

13.Ф. А. Махлис, A. X. Брезер, E. H. Смагин. Дозиметрия больших доз.

Ташкент, «Фан», стр. 62.

14.Е. Eisen, М. Rosenstein, J. Silverman. Dosimetry in Agriculture, Industry, Biology and Medicine. Vienna, IAEA, 1973, p. 615.

15.10. И. Брегадзе, В. В. Генералова. Дозиметрия и радиационные процес­ сы в дозиметрических системах. Ташкент, «Фан», 1972, стр. 3.

16.ГОСТ 16263—70 «Государственная система обеспечения единства измере­ ний. Метрология. Термины и определения».

17.ASTM Bull. No. 239 (1959).

18.В. В. Братановский, В. В. Генералова, М. Я . Гурский, А. В. Тултаев.

Дозиметрия и радиационные процессы в дозиметрических системах.

Ташкент, «Фан», 1972, стр. 100.

ОГЛАВЛЕНИЕ

П р еди слов и е......................................................................................................

 

 

 

 

 

3

Введение ..............................................................................................................

 

 

 

 

 

5

 

Л и тер а т у р а .........................................................................................

 

 

 

 

9

Глава I.Ионизирующие излучения

и особенности нх взаимодей­

 

 

ствия с веществом.

Основные понятия и единицы . . .

11

1.

Основные понятия

и ед и н и ц ы ................................................

12

2.

Общие закономерности радиоактивного распада . . . .

16

3.

Фотонное

и зл у ч ен и е ...................................................................

 

 

18

4.

Корпускулярное и зл у ч ен и е ........................................................

 

32

5.

Линейная

передача энергии.«Ш поры».................................

50

6.

Радиационно-химический

в ы х о д ..............................................

51

 

Литература...........................................................................................

 

 

 

 

52

Глава II.

Источники

ионизирующих и зл у ч е н и и ..................................

54

1.

Изотопные

гамма-установки.....................................................

 

54

2.

Источники

(3- и а-нзлученпй ....................................................

65

3.

Ускорители заряженных частиц.................................................

66

4.

Ядерный реактор как источник ионизирующего излучения

80

 

Л и тер а т у р а ........................................................................................

 

 

 

 

83

Глава III. Краткая характеристика применения физических методов

 

 

дозиметрии

в радиационной

х и м и и ...................................

87

1.

Ионизационный

м е т о д .......................................

 

 

87

2.

Калориметрический м етод

..............................................................

 

95

3.

Метод измерения тока илп заряда, индуцированного пуч­

 

 

ком заряженных частиц в облучаемой с и с т е м е ..................

102

4.

Определение поглощенных доз в случае внутренних

 

 

источников и зл у ч е н и я ..................................................................

 

 

106

5.

Другие физические

методы дозим етрии...............................

108

 

Л и т ер а т у р а ........................................................................................

 

 

 

 

108

Глава IV. Основные положения химической дозиметрии ионизирую­

 

 

щих излучений

................................................................................

 

 

 

111

1.

Требования,

предъявляемые к

химическим дозиметрам

111

2.

Классификация

химических д ози м етр ов ...............................

112

3.

Калибровка

дозиметрических

си ст ем ...................................

115

4.

Некоторые особенности дозиметрических измерений с по­

 

 

мощью химических

м е т о д о в

.....................................................

116

5.

Расчет величины дозы, поглощенной исследуемым объек­

 

 

том, исходя из

показаний д о з и м е т р а ...............................

120

 

Л и тер а ту р а ..........................................................................

 

 

 

 

129

309

Глава V.

Водные растворы как дозиметрические си стем ы ...............

 

132

 

1.

Общая

характеристика

..................................................................

 

 

 

 

132

 

2.

Дозиметр

Ф рикке

............................................................................

 

 

 

 

 

 

135

 

3.

Модифицированные

дозиметры ...............................

Ф рикке

 

 

154

 

4.

Цериевая

дозиметрическая .......................................

систем а

 

 

157

 

5.

Ферросульфатная дозиметрическая система с добавками

166

 

 

ионов Си2+ ............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Водный

 

раствор

щавелевой ...................................

кислоты

 

 

169

 

7.

Водный

 

раствор

бихромата ........................................

к а л и я

 

 

173

 

8.

Водные

растворы

у гл ев ......................................................од ов

 

 

 

174

 

9.

Водные растворы бензола илн бензойнойкпслоты . . . .

176

 

10.

Водные раствоиы хлорированных углеводородов и смеси:

178

 

 

хлорированный

углеводород ...................................— в о д а

 

 

 

11.

Водные растворы красителей н их лейкоосиованпй . . .

180

 

12.

Водные растворы н и тр атов .........................................................

 

 

 

 

183

 

13.

Другие

дозиметрические

системы на осповс водных рас ­

184

 

 

творов .......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

187

Глава VI. Дозиметры на оснгве органических ..................ж идкостей

 

198

 

1.

Ц и к л о гек са н .....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

198

 

2.

Б ензол

.....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

202

 

3.

Раствор

 

лейкооснования

кристаллического фшолетово -

202

 

 

го в метнлэтилкетоне..................................................................

 

 

 

 

 

 

4.

Растворы тетрахлорэтилена, хлорбензола п дихлорбен',ола

203

 

 

в органических растворителях....................................................

 

 

 

 

5. Растворы

нитрилов

трифеиилметановых

красителей

в

205

 

 

органических растворителях.....................................................

 

 

 

 

6.

Растворы

полимеров

в

органических

растворителях.

205

 

 

М ономеры ............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л и тер атур а ........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

207

Глава

VII. Газообразные вещества

как

дозиметрические системы

210

 

1.

У глеводороды

...................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

210

 

2.

Закись

азота

...................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

212

 

3.

Другие

окислы

азота

..................................................................

 

 

 

 

 

214

 

4.

Кислород

и азотно-кислородные ...............................с м е с и

 

 

215

 

5.

С ероуглерод........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

216

 

 

Л и тер атур а ........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

216

Глава

VIII. Дозиметры на

основе

твердых ..........................

т е л

 

 

219

 

1.

Полимеры .............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

 

2.

Стекла

.................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

231

 

3.

Галогениды щелочных и щелочноземельных металлов

235

 

4.

Сульфат

кальция

...........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

239

 

5.

Другие

дозиметры

 

на

основе ......................

твердых т е л

 

240

 

 

Л и тер а ту р а ........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

243

Глава IX.

Дозиметрия импульсного ионизирующего излучения . . .

254

 

1.

Дозиметр Ф рикке...............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

255

 

2.

Другие

дозиметрические ......................

водные систем ы

т

257

310

3. Использование

процесса образования гидратированного

 

 

электрона

для

дозиметрии.........................................................

259

4.

Дозиметры

на

основе полимерных си ст ем ...........................

261

5.

Органические жидкости как дозиметрические системы

263

6.

Газообразные дозиметрические си ст ем ы ...............................

264

7.

Другие дозиметрические си с т е м ы ............................................

265

8.Методы измерения дозы вдоль пути светового пучка в импульсном радиолизе с оптической регистрацией коротко-

 

живущих частиц ...............................................................................

 

266

9.

Некоторые

практические рекомендации...............................

267

 

Литература

.........................................................................................

 

270

Глава X. Дозиметрия пучков тяжелых

заряженных частиц . . . .

273

1.

Дозиметр

Ф р н к к е ...........................................................................

 

273

2.

Церневая

дозиметрическая

си стем а ........................................

275

3.

Ц иклогексан........................................................................................

 

275

4.

П олим еры ............................................................................................

 

276

5.

Другие дозиметрические системы ..............................................

278

6. Некоторые

практические рекомендации...............................

280

 

Л и тер а т у р а ........................................................................................

 

281

Глава XI. Химические методы дозиметрии реакторного излучения

283

1.

Водный раствор щавелевой ки слоты ...................................

284

2.

Водные растворы углеводов

..........................................................

288

3.

Определение дозы реакторного излучения параллельным

 

 

использованием двух водных дозиметрических систем

289

4. Закись а8ота ....................................................................................

 

290

5.

Циклогексан ......................................................................

 

291

6.

Другие дозиметрические системы ..............................................

291

7.

Некоторые практические рекомендации...............................

298

 

Л и тература.........................................................................................

 

299

Заклю чение...................................................................................................................

 

 

303

 

Литература.............................................................................................

 

306

Алексей Константинович Пикаев

Д о з и м е т р и я в р а д и а ц и о н н о й х и м и и

Утверждено к печати ордена Трудового Красного Знамени

Институтом физической химии Академии паук СССР

Редакторы И. Д . Казаринова, II. Г. Ленина

Художник 3. Л. Эрмаи Художественный редактор Я. II. Власик Технический редактор Л. С. Кашина

Сдано в набор 24/VH-1974 г. Подписано в печать 29/Х-1974 г. Формат бОХЭО'/ч- Бумага № 2. Уел. печ. л. 19,5. Уч.-изд. л. 21,3. Тираж 1900. Т-13440. Тип. зак. 930. Цена 1р. 63 к.

Издательство «Наука» 103717 ГСП, Москва, К-62, Подсосенский пер., 21

2-я типография издательства «Наука» 121099, Москва, Г-99, Шубинскнй пер., 10

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ