Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ академия ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ
КАФЕДРА ВЕТЕРИНАРНОЙ РАДИОБИОЛОГИИ И БЖЧС
РЕФЕРАТ
по теме: «Методы и приборы, используемые для определения доз облучения и количества радиоактивных веществ»
Выполнила:
студентка 3курса ФВМ, группа №1
Сильчикова Ольга Владимировна
Проверил:
Доктор биологических наук, профессор
Трошин Евгений Иванович
Дата сдачи:
Оценка:
Санкт-Петербург,
Содержание
Введение...................................................................................................................3
I Методы наблюдения и регистрации радиоактивного
излучения..............................................................................................................4-9
1.1Фотографический метод................................................................................4-5
2.1 Ионизационный метод.................................................................................5-6
3.1 Люминесцентный метод..................................................................................6
4.1 Оптический метод...........................................................................................6
5. 1 Калориметрический метод.............................................................................7
6.1 Сцинтилляционный метод дозиметрии.....................................................7-8
7.1 Химические методы........................................................................................8
8.1Методы измерения количественных и качественных характеристик радиоактивного излучения.................................................................................8-9
II Приборы для регистрации радиоактивного излучения ичастиц.........10-14
1.2 Сцинтиляционный счетчик.............................................................................10
2.2 Черенковский счетчик.............................................................................10-11
3.2 Импульсная ионизационная камера..............................................................11
4.2Газоразрядный счетчик.............................................................................11-12
5.2Полупроводниковый счетчик........................................................................12
6.2 Камера Вильсона.............................................................................................12
7.2 Диффузионная камера...............................................................................12-13
8.2Пузырьковая камера......................................................................................13
9.2Ядерные фотоэмульсии.................................................................................13
10.2Искровая камера.......................................................................................13-14
Заключение.............................................................................................................15
Список литературы.................................................................................................16
Введение
Каждого человека и животное в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. К ним можно отнести жару, холод, магнитные и обычные бури, проливные дожди, обильные снегопады, сильные ветры, звуки, взрывы и др.
Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления с помощью, например, навеса от солнца, одежды, жилья, лекарств, экранов, убежищ и т.д.
Однако, в природе существует явление, на которое человек из-за отсутствия необходимых органов чувств не может мгновенно реагировать - это радиоактивность.
Радиоактивность - самопроизвольные превращения атомных ядер, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом.
Самое губительное свойство радиоактивного (ионизирующего) излучения - его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы соответствующие измерительные приборы, которые предоставляли бы оперативную информацию для принятия полезных решений до того, когда пройдет продолжительное время и проявятся нежелательные или даже губительные последствия. Поэтому информацию о наличии излучения и его мощности необходимо получить как можно раньше.
Для измерения полученных животным доз излучения применяются различные методы и приборы.
Задачей данного реферата является изучение основных методов и приборов, используемых для определения доз облучения и количества радиоактивных веществ.
I Методы наблюдения и регистрации радиоактивного
Излучения
Практически все методынаблюдения и регистрации радиоактивного излучения и частиц основаны на их способности производить ионизацию и возбуждение атомов среды. Заряженные частицы вызывают такие процессы непосредственно, а гамма-кванты и нейтроны обнаруживаются по ионизации, вызываемой возникающими в результате их взаимодействия с электронами и ядрами атомов среды быстрыми заряженными частицами. Вторичные эффекты, сопровождающие рассмотренные процессы, такие, как вспышка света, электрический ток, потемнение фотопластинки. Позволяют рассматривать пролетающие частицы, считать их, отличать друг от друга и измерять их энергию.
Регистрация радиоактивного излучения производится по эффектам его воздействия на вещество.
Основными методами регистрации являются:
Фотографический метод
Самый первый метод, который позволил А. Беккерелю открыть явление радиоактивности. Основан на воздействии радиоактивного излучения на фоточувствительные материалы (по принципу воздействия световых квантов на фотопластину).
Подобно действию света ионизирующие излучения вызывают образование в фотоэмульсии скрытого изображения, которое после проявления создает почернение фотопластинок. Степень почернения зависит от дозы излучения.
Фотографический метод используется для создания дозиметров индивидуального контроля облучения. Такой дозиметр состоит из пластмассового футляра (кассеты), внутри которого находится пленка, помещенная между двумя бакелитовыми пластинками толщиной 1 мм и обернутая кадмиевым или свинцовым фильтром примерно такой же толщины. Кассета выдается на руки перед началом работы с источниками гамма-излучения и носится в нагрудном кармане. После окончания работы кассета сдается в фотолабораторию, где производится проявление пленок и измерение плотности почернения.
Необходимость обработки пленок в фотолаборатории является серьезным недостатком таких дозиметров с точки зрения их применения в полевых условиях. В последнее время появились фотодозиметры, содержащие проявитель и не требующие обработки в фотолаборатории. К такому дозиметру прикладывается шкала, позволяющая по степени почернения пленки оценить дозу излучения. Однако такие фотодозиметры пока еще несовершенны и большого распространения не получили.
Ионизационный метод
Основан на измерении степени ионизации газов, либо по образованию электронно-дырочных пар в твердых телах. Для измерения используются электроскопы, ионизационные камеры (камера Вильсона и др.), газоразрядные счетчики (счетчики Гейгера-Мюллера и т.д.), полупроводниковые счетчики на основе кремния, германия и т.д. Это один из самых широко распространенных методов измерения радиоактивного излучения. С его использованием создано большое количество разных типов аппаратуры.
В качестве детектора наиболее часто применяется ионизационная камера. Она состоит из двух электродов, между которыми находится газовая среда (воздух или другой газ), которые подключены к источнику питания для создания электрического поля. При отсутствии ионизирующих излучений ток в электрической цепи камеры протекать не будет, так как в ней нет свободных электронов и сопротивление ее бесконечно большое.
Наиболее часто применяются цилиндрические камеры (рентгенметр ДП-3Б) и плоские. В некоторых камерах используется конденсатор (конденсаторные камеры) – комплекты дозиметров ДП-24, ДП-23А, ДК-02, КИД-2 и др.
Ионизационные камеры используются для измерения всех видов ядерных излучений. Малая проникающая способность альфа-частиц вынуждает использовать для их регистрации камеры с очень тонкими окнами.
Люминесцентный метод
Обусловлен возникновением свечения под влиянием какого-либо воздействия (фотолюминесценция, радиолюминесценция, хемилюминесценция, триболюминесценция, термолюминесценция и т.д.). Возникновение и интенсивность свечения обусловлены накоплением энергии при взаимодействии излучения с веществом. Для регистрации радиоактивного излучения используются сцинтилляционные детекторы различных типов, в которых в результате попадания альфа-бетта -частиц и гамма -квантов возникают световые вспышки разной интенсивности, продолжительности и т.д., которые регистрируются фотодетектором (фотодиод, фотоумножитель и т.д.). Существуют твердотельные (ZnS, активированный Ag; NaI, активированный Тl и т.д.), жидкостные, газовые (ксенон и др.) детекторы. Это также один из самых широко применяемых методов регистрации радиоактивного излучения. [ 7]
Оптический метод
Реализуется на эффекте изменения оптических свойств материалов под воздействием радиоактивного излучения. Для этих целей используются различные типы стекол (фосфатные, борные, активированные Ag либо Bi и т.д.), полимерные материалы (цветной целлофан, ацетил целлюлоза и т.д.). На этом методе создана аппаратура для измерения радиационных полей высокой интенсивности. Интенсивность почернения прямопропорциональна дозе радиоактивного излучения. На этом принципе работают многие типы индивидуальных дозиметров. Этот метод широко используется в лабораторных исследованиях радиоактивных веществ для их обнаружения и пространственной локализации (различные виды макро - и микрорадиографии).
Калориметрический метод
Метод измерения радиоактивности основан на измерении тепла, выделяемого при радиоактивном распаде или при взаимодействии излучения с веществом. Метод применяется сравнительно редко, но на его основе созданы приборы для градуировки дозиметров, измерения мощных потоков гамма- и нейтронного излучения в реакторной дозиметрии, где они имеют преимущество по сравнению с ионизационным и другими методами, так как не зависят от энергетических характеристик излучения. [9 ]
Сцинтилляционный метод дозиметрии
Схема сцинтилляционного дозиметра состоит и сцинтиллятора, световода, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и электронной регистрирующей системы. Излучение, взаимодействуя с веществом сцинтиллятора, вызывает образование в нём электронов, которые возбуждают атомы сцинтиллятора. Переход возбуждённых атомов в основное состояние сопровождается излучением фотонов. Свет через световод попадает на фотокатод ФЭУ. В ходе фотоэффекта из фотокатода выбиваются фотоэлектроны, которые размножаются на динодной системе ФЭУ, и усиленный таким образом электронный ток попадает на анод ФЭУ. Каждому электрону, поглощённому в сцинтилляторе, соответствует импульс тока в анодной цепи ФЭУ. Измерению может подлежать как среднее значение анодного тока (токовый режим), так и число импульсов тока в единицу времени (счётчиковый режим сцинтилляционного дозиметра). Ток в сцинтилляционном дозиметре соответствует поглощённой энергии излучения, а скорость счёта – плотности потока частиц. [ 1]
Сцинтилляционные детекторы излучений характеризуются высокой эффективностью регистрации проникающих излучений, малым временем высвечивания сцинтилляторов, обеспечивающим малое «мёртвое» время счётчиков, высокой временной и энергетической разрешающей способностью. Эти качества сцинтилляционных детекторов обуславливают их широкое использование для спектрометрии излучений (используется пропорциональность между амплитудой импульса и энергией частицы).
Химические методы
Основаны на изменении химического состава жидкостей или газов при взаимодействии с радиоактивным излучением. Типичными примерами такой реакции является радиолиз воды с образованием Н+ и ОН- или разложение закиси азота (N2O) с образованием N2, O2 и NO2. На этом принципе созданы жидкостные (ферросульфатные и др.), газовые химические дозиметры для измерения мощных потоков γ -квантов.