- •РАДИАЦИОННАЯ
- •ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
- •Предисловие
- •1. Основные теоретические положения
- •Таблица Белла
- •2. Приборы и принадлежности
- •3. Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Таблица 1.3
- •Результаты измерений
- •Таблица 1.4
- •Результаты вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Таблица
- •Результаты измерений и вычислений (имп./100 с)
- •Контрольные вопросы
- •1. Основные теоретические положения
- •Контрольные вопросы
- •ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
- •Таблица
- •Измеренные и вычисленные величины
- •Явление самопроизвольного (спонтанного) изменения структуры ядра атома одного элемента и превращение его в более устойчивое ядро атома другого элемента называется радиоактивностью, а само неустойчивое ядро – радиоактивным.
- •Таблица
- •Измеренные и вычисленные величины
- •Величины
- •Число измерений
- •Источник
- •Таблица 6.1
- •Таблица 6.2
- •Таблица 6.3
- •Таблица 6.4
- •Таблица 6.5
- •бета-радиометрия
- •Таблица 7.1
- •Таблица 8.1
- •Данные результатов измерений и вычислений
- •Поправочные коэффициенты
- •Контрольные вопросы
- •Таблица 10.1
- •Результаты измерений и расчетов
- •Продукты
- •Промывка в проточной воде
- •Аповерх
- •Таблица 11.1
- •Защитный эффект в результате проведения йодной профилактики
- •Таблица 11.2
- •Результаты измерения активности проб
- •Контрольные вопросы
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ЭФФЕКТИВНОЙ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ
- •2. Приборы и принадлежности
- •геометрия измерения – сосуд Маринелли объемом 1 л.
- •Закройте блок защиты (без сосуда), нажмите кнопку «НАБОР» и задайте параметры (время набора – не менее 10 800 с, масса пробы – 1 г, геометрия измерения – сосуд Маринелли), нажмите кнопку «ВВВОД».
- •После завершения набора запишите измеренный спектр в память радиометра в качестве контрольного фона. Для этого нажмите кнопку «МЕНЮ» и в режиме «Спек.» выбирите функцию «З. кон. ф.», нажмите кнопку «ВВОД».
- •Аналогично проводятся измерения фоновых спектров для всех типов сосудов, используемых в радиометре.
- •Контрольные вопросы
- •2. Для чего перед измерением активности проб контролируется радиационный фон?
- •4. Почему известкование почв и внесение фосфорных и калийных удобрений снижает поступление радионуклидов в растения?
- •5. Назовите основные пути миграции радионуклидов в биосфере.
- •6. За счет каких процессов содержание радионуклидов в почве может уменьшаться?
- •7. Что понимается под внешним и внутренним облучением?
- •8. За счет какого вида излучения формируется внешнее облучение?
- •9. Какие виды излучений наиболее опасны при внутреннем облучении живых организмов?
- •Приложение 1
- •Приложение 4.1
- •Республиканские допустимые уровни содержания цезия-137 в древесине, продукции из древесины и древесных материалов
- •и прочей непищевой продукции лесного хозяйства (РДУ/ЛХ-2001)
- •Приложение 5.3
- •Приложение 7
- •Приложение 8
- •Приложение 9
- •ЛИТЕРАТУРА
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •Содержание радионуклидов цезия
- •Содержание стронция-90
- •Молочные
- •Зерновые
- •Мясо
- •Зернобобовые
- •Рыба
- •Овощи свежие
- •Плоды свежие
- •Удобрение
- •Каштановые
- •Кирпич силикатный
- •Карбид бора
- •Радиационная безопасность
Приложение 1
Определение параметров экспериментальной линейной зависимости методом наименьших квадратов
Если экспериментально исследуемая зависимость имеет вид y =b − kx, то ее коэффициенты b и k можно определить путем решения системы двух уравнений с двумя неизвестными:
y1 =b − kx1,
y2 =b − kx2 ,
где y1, х1 и у2, х2 – результаты двух абсолютно точных измерений. Поскольку любой опыт содержит неизбежную ошибку, точ-
ное определение коэффициентов b и k по результатам двух опытов практически невозможно. При проведении большого числа опытов можно найти коэффициенты, наиболее вероятные (на и- лучшие) для зависимости y =b − kx. При этом возможно, что они не будут в точности удовлетворять ни одной паре экспериме н- тальных значений yi, xi.
Отыскать наилучшие коэффициенты зависимости y =b − kx аналитическим путем можно с помощью метода наименьших квадратов. Согласно этому методу, сумма квадратов отклонений экспериментальных значений уi от вычисленных значений функции yвыч =b − kxi
S = |
n |
y |
−(b − kx ) |
2 |
(П1.1) |
|
∑ i |
i |
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
должна быть минимальной (n – число опытов).
Если сумма S имеет минимальное значение, ее частные производные по b и k равны нулю:
∂S |
= −2 n y −(b − kx |
) = 0, |
||||
|
∂b |
∑ |
i |
i |
|
|
|
i=1 |
|
|
|
(П1.2) |
|
|
∂S |
= 2 n х y |
|
|
||
|
−(b− kx |
) = 0. |
||||
|
∂b |
∑ i |
i |
|
i |
|
|
i=1 |
|
|
|
|
Из решения системы уравнений (П1.2) следует:
|
n n |
|
n |
|
|
|
|
∑xi ∑yi − n∑xi yi |
; |
||||
k = i=1 i=1 |
|
i=1 |
|
|
||
|
n |
|
n |
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
n∑xi2 |
− |
∑xi |
|
|
|
|
i=1 |
i=1 |
|
|
|
b = |
1 |
n |
n |
|
(П1.3) |
|
∑yi + k∑xi . |
||||
|
n i=1 |
i=1 |
|
|
118
Окончание прил. 1
Можно показать, что при определении коэффициентов k и b по методу наименьших квадратов их абсолютные стандартные ошибки вычисляются по формулам:
|
|
n |
|
σk = Sl n |
n∑i=1 |
xi2 |
|
|
|
|
|
|
n |
2 |
; |
(П1.4) |
|
− |
∑xi |
|
|||
|
= |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
n |
|
n |
σb = Sl ∑xi2 |
n∑xi2 |
|
i=1 |
|
i=1 |
где
|
n |
2 |
, |
(П1.5) |
|
− |
∑xi |
|
|||
|
= |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
(n − 2). |
|
|
Sl = ∑(yi −b + kxi )2 |
(П1.6) |
|||
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 2 |
Периоды полураспада, вид радиоактивного распада и энергия излучения радионуклидов космогенного происхождения
Радионуклид |
Сим- |
Период |
Вид |
Энергия |
|
вол |
полураспада |
распада |
излучения, МэВ |
||
|
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Водород-3 |
31 H |
12,26 лет |
β– |
0,01 795 |
|
Бериллий-7 |
74 Be |
53,01 сут |
K-захват |
0,479 |
|
Бериллий-10 |
104 Be |
2,5 105 лет |
β– |
0,555 |
|
Углерод-14 |
146 C |
5700 лет |
β– |
0,155 |
|
Натрий-22 |
22 |
2,6 года |
β+ |
0,540 (99,94%) |
|
|
11 Na |
|
|
|
|
|
|
β+ |
1,89 (0,06%) |
||
|
|
|
|||
|
|
|
γ |
1,28 |
|
|
|
|
|
|
|
Натрий-24 |
24 |
15 ч |
β– |
1,39 |
|
|
11 Na |
|
|
|
|
|
|
β– |
4,17 (0,003%) |
||
|
|
|
|||
|
|
|
γ |
4,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
2,76 |
|
|
|
|
γ |
1,38 |
|
|
|
|
|
|
119
|
|
|
|
Окончание прил. 2 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
Магний-28 |
28 |
21,2 ч |
β– |
0,459 |
|
12 Mg |
|
|
|
|
|
γ |
0,032–1,35 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Алюминий-26 |
2613 Al |
6,7 с |
β+ |
3,20 |
Кремний-31 |
31 |
2,6 ч |
β– |
1,471 |
|
14 Si |
|
|
|
|
|
γ |
0,17 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
1,00 |
|
|
|
|
|
Кремний-32 |
1432 Si |
700 лет |
β– |
0,21 |
Фосфор-32 |
3215 P |
14,3 сут |
β– |
1,712 |
Фосфор-33 |
1533 P |
24,4 сут |
β– |
0,249 |
Сера-35 |
1635S |
87 сут |
β– |
0,167 |
Сера-38 |
1638S |
2,9 ч |
β– |
1,1 |
Хлор-34 |
1734 Cl |
32,0 мин |
β– |
2,48 |
Хлор-36 |
1736 Cl |
3,1 105 лет |
β– |
0,714 |
Хлор-38 |
38 |
37,3 мин |
β– |
4,81 (53%) |
|
17 Cl |
|
|
|
|
|
β– |
2,77 (16%) |
|
|
|
|
||
|
|
|
β– |
1,11 (31%) |
|
|
|
γ |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
2,15 |
|
|
|
|
|
Хлор-39 |
39 |
35,5 мин |
β– |
1,65 (93%) |
|
17 Cl |
|
|
|
|
|
β– |
2,96 (7%) |
|
|
|
|
||
|
|
|
γ |
1,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
0,35 |
|
|
|
|
|
Аргон-39 |
3918 Ar |
265 лет |
β– |
0,565 |
Криптон-81 |
3681 Kr |
2,1 105 лет |
K-захват |
|
120
Приложение 3
СХЕМЫ радиоактивного распада ядер урана и тория
и периоды их полураспада Т1/2
а) Схема распада урана-238
238 |
|
α |
|
|
|
|
|
234 |
|
β− |
|
|
|
234 |
|
|
|
β− |
|
|
|
234 |
|
|
α |
||||||||
|
U → |
|
|
|
|
Th → |
|
|
|
|
Pa → |
|
|
|
U → |
||||||||||||||||||
92 |
|
4,47 10лет |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
24,1сут |
|
|
|
91 |
|
|
1,17 мин |
|
|
|
92 |
|
2,48 10 лет |
|||||||||
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
||||||||
230 |
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
226 |
α |
|
|
|
|
|
222 |
|
|
α |
|
|
|
218 |
α |
||||||||
90Th 4→ |
|
|
|
88 Ra → |
|
|
86 Rn → |
84 Po → |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
8,0 10лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1600лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,82 дня |
|
|
|
|
|
|
3,05 мин |
||||
214 |
|
β− |
|
214 |
|
|
|
|
|
β− |
|
214 |
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
210 |
|
|
|
β− |
||||||
82 |
Pb → |
|
83 |
Bi → |
|
84 |
Po → |
|
82 |
Pb → |
|||||||||||||||||||||||
|
26,8мин |
|
|
|
|
|
|
|
19,7 мин |
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
10−4c |
|
|
|
|
|
|
22,3года |
||||||||
210 |
|
β− |
|
|
210 |
|
|
α |
|
|
|
|
|
206 |
Pb (стабильный) |
|
|||||||||||||||||
83 |
Bi → |
|
84 |
Po → |
|
|
82 |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
5,07сут |
|
|
|
|
|
138,4cут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
б) Схема распада урана-235 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
235 |
|
α |
|
|
|
|
|
231 |
|
β− |
|
|
231 |
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
227 |
β− |
||||||
|
U → |
|
|
|
|
Th → |
|
|
|
|
Pa → |
|
Ac → |
||||||||||||||||||||
92 |
|
7,13 |
10лет |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
25,64ч |
|
|
|
91 |
|
|
|
3,48 10 |
лет |
|
|
|
|
89 |
22года |
||||||
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
227 |
|
α |
|
|
223 |
Ra |
α |
|
219 |
|
|
|
|
|
α |
|
215 |
|
|
|
|
α |
|||||||||||
|
Th → |
|
88 |
→ |
|
|
86 |
Rn → |
|
84 |
Po → |
||||||||||||||||||||||
90 |
18,6сут |
|
|
|
|
|
|
11,7 дня |
|
|
|
|
|
|
|
3,92с |
|
|
|
|
|
1,8 10с−3 |
|||||||||||
211 |
|
β− |
|
211 |
|
|
|
|
|
|
α |
207 |
|
|
|
|
|
|
|
β− |
|
207 |
Pb (стабильный) |
||||||||||
82 |
Pb → |
|
83 |
Bi → |
|
|
Tl → |
82 |
|||||||||||||||||||||||||
|
36,1мин |
|
|
|
|
|
|
|
2,15мин |
81 |
|
|
|
|
41,8мин |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
в) Схема распада тория-232 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
232 |
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
228 |
β− |
|
|
|
|
|
228 |
Ac |
β− |
|
|
|
228 |
|
α |
|||||||
|
Th → |
|
88 |
Ra → |
|
|
89 |
→ |
|
|
|
Th → |
|||||||||||||||||||||
90 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
5,76лет |
|
|
|
|
|
|
6,13ч |
|
|
|
90 |
1,13 лет |
|||||||||||
|
|
1,4 10лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
224 |
|
α |
|
|
220 |
|
|
|
|
α |
216 |
|
|
|
|
|
|
α |
212 |
|
|
|
|
|
β− |
||||||||
88 |
Ra → |
|
86 |
|
Rn → |
84 |
Po → |
|
82 |
Pb → |
|||||||||||||||||||||||
|
3,66сут |
|
|
|
|
|
|
54,5с |
|
|
|
|
|
|
0,158с |
|
|
|
|
|
10,64 ч |
||||||||||||
|
|
β− |
|
21284 P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
21183 Bi о → |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
60,6мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
60,6 мин |
|
|
|
α |
|
|
3,04 10–7с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
208 |
|
β− |
|
|
208 |
Pb (стабильный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Tl → |
|
82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
81 |
3,05мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
121