Физические величины, характеризующие поля ионизирующих излучений (151073)

Посмотреть архив целиком

Севастопольский Национальный Университет ядерной энергии и промышленности






Контрольная работа №1

по учебной дисциплине

Дозиметрия и радиационная безопасность на атомных электрических станциях


на тему:

Физические величины, характеризующие поля ионизирующих излучений




Выполнил:

Студент 4-го курса

заочного обучения

Васильчук В.В.








Севастополь 2006


Введение


Прикладная ядерная физика, ядерные технологии и промышленное использование источников ионизирующих излучений находят все более широкое применение в различных областях науки и техники. Дозиметрия ионизирующих излучений является самостоятельным разделом прикладной ядерной физики. Методы дозиметрии и зашиты от ионизирующих излучений применяются везде, где производятся работы с радиоактивными источниками, в атомной энергетике при проектировании, эксплуатации и снятии с эксплуатации ядерных энергетических установок.


Физические величины, характеризующие поля ионизирующих излучений


Впервые Международная система единиц была принята Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. В СИ большое внимание уделено и совокупности дозиметрических и радиационных величин, применяемых в области ионизирующих излучений. В качестве меры скорости спонтанного перехода из определенного энергетического состояния нуклида (т.е. активности радионуклида) была введена единица — "беккерель" (Бк) или, что то же самое, "обратная секунда" (с-1). Для измерения поглощенной дозы была введена единица " джоуль на килограмм" (Дж/кг), получившая название "грей". Для обозначения единицы эквивалентной и эффективной эквивалентной доз было введено специальное наименование "зиверт".

Имеется ограниченная группа внесистемных единиц, которые не всегда можно заменить единицами СИ. Поэтому они допущены к применению без ограничения срока наряду с единицами СИ. Это, например, единицы: литр (л) для объема и вместимости; градус (...°), минута (...'), секунда (...'') для плоского угла; минута (мин), час (ч), сутки (сут.) и др., получившие широкое распространение единицы для времени. Особо можно отметить разрешение на применение без ограничения срока внесистемную единицу энергии электрон-вольт (эВ) и ее десятичные кратные единицы. Электрон-вольт удобно использовать применительно к энергии отдельных ионизирующих частиц. Для суммарной энергии ионизирующих частиц (макропроцессы) рекомендуется единица СИ джоуль и ее десятичные и дольные единицы.

До принятия системы СИ имело место приблизительное числовое равенство между величинами экспозиционной дозы в воздухе и поглощенной дозы в ткани, т.к. 1 P был равен примерно 1 рад. В СИ такого приблизительного числового соответствия нет (1 P = 2,58·10-1 (Кл/кг)). Поэтому для характеристики поля излучения в отсутствии объекта излучения стало целесообразнее использовать такие величины как, воздушная керма или плотность потока частиц и т.д.. Аналогичные трудности наблюдались и при практическом использовании в СИ таких величин, как гамма-постоянная радионуклида и гамма-эквивалент источника, так или иначе связанных с экспозиционной дозой. Поэтому принято решение отказаться от использования экспозиционной дозы как дозиметрической величины, а величины гамма-постоянная радионуклида и гамма-эквивалент источника заменить величинами керма- постоянная радионуклида и керма-эквивалент источника соответственно.

Однако, необходимо помнить, что во всем мире к настоящему времени опубликован уникальный по своей научной ценности суммарный материал о биологическом действии ионизирующих излучений и уровнях радиационного воздействия на человека от естественного радиационного фона или от результатов деятельности человека, и что в большинстве этих работ уровень радиационного воздействия выражен в единицах рентген, рентген в секунду и т.д.. Поэтому, еще в течение длительного времени, будет возникать необходимость сравнения значений новых и ранее полученных результатов.

На территории СССР в 1981 г. утвержден ГОСТ8.417-81 "Единицы физических величин", который подтверждает введение Международной системы единиц физических величин в действие как обязательной.

Введением этого ГОСТа в переходной период с 1 января 1982 г. по 1 января 1990 г. осуществлено изъятие из обращения всех основных широко ранее использовавшихся внесистемных единиц активности и дозовых характеристик поля излучения. Среди них: единицы кюри для активности радионуклида в источнике, рентген — для экспозиционной дозы фотонного излучения, миллиграмм-эквивалент радия — для нестандартной величины гамма-эквивалента источника, рад — для поглощенной дозы и кермы, бэр — для эквивалентной дозы и производные от них единицы. На территории Украины, с принятием нормативного документа "Нормы радиационной безопасности Украины. НРБУ-97", С 1997 года обратно вводится в обращение подавляющее большинство из названных выше внесистемных единиц (Кюри, Рентген, рад, бэр и т. д. Единицы Кюри — для активности радионуклида в источнике; Рентген — для экспозиционной дозы фотонного излучения; рад — поглощенной дозы; бэр — для эквивалентной дозы; производные от них единицы). Учитывая это и то, что еще многие годы в опубликованных ранее монографиях, статьях, отчетах специалисты будут встречаться с названными выше внесистемными единицами, они рассматриваются в "Пособии" вместе с единицами СИ. Таблица 1. позволит легко осуществить переход от внесистемных единиц к единицам СИ.

При работе с радиоактивными веществами наиболее существенным является не масса радионуклида, а его активность.

Активность радионуклида в источнике А — отношение числа спонтанных (самопроизвольных) ядерных превращений dN, происходящих в источнике за интервал времени dt, к этому интервалу:


А = dN/dt. (1)


Таблица 1. Соотношение между единицами СИ и внесистемными единицами в области радиационной безопасности

Величина

и ее обозначение

Названия и обозначения единиц

Связь с единицей СИ

Единица СИ

Внесистемная единица

Активность

Беккерель (Бк)

Кюри(Ки)

1 Ки = 3,7000 · 1010 Бк

Плотность потока

Ватт на квадратный метр (Вт/м2),равный одному джоулю на квадратный метр в секунду [Дж/(м2·с)!

Эрг на квадратный сантиметр в секунду [эрг/(см2·с)] или мегаэлектронвольт на квадратный сантиметр в секунду (МэВ/см2·с]*,

1 эрг/(см2·с)=

1·10-3Дж/(м2·с)=

1·10-3 Вт/м2; 1МэВ/(см2·с)= 1,602·10-9 Дж/(м2·с)=

1,602· 10-9 Вт/м2

Поглощенная доза D, керма К

Грей (Гp)

Рад (рад)

1 рад = 0,01 Гр

Мощность поглощенной дозы D

Грей в секунду (Гр/с)

Рад в секунду (рад/с)

1 рад/с=0,01 Гр/с

Эквивалентная доза H

Зиверт (Зв)

Бэр (бэр)

1 бэр=0,01 Зв

Мощность эквивалентной дозы H

Зиверт в секунду (Зв/с)

Бэр в секунду (бэр/с)

1 бэр/с = 0,01 Зв/с

Экспозиционная доза DЄКСП

Кулон на килограмм (Кл/кг)

Рентген (P)

1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг

Мощность экспозиционной дозы PЄКСП

Ампер на килограмм (А/кг)

Рентген в секунду (Р/с)

1 Р/с=2,58·10-4 А/кг

Концентрация (объемная активность) радионуклида в атмосферном воздухе или воде А/V

Беккерель на кубический метр (Бк/м3)

Беккерель на литр (Бк/л)

Кюри на мер кубический (Ки/м3)

Кюри на литр (Ки/л)

1 Ки/кг = 3,700 · l013 Бк/м3 1 Ки/л=3,700 · l010 Бк/л

Энергия ионизирующей частицы E,

Джоуль (Дж)

Электрон-вольт (эВ)* Мегаэлекгронвольт (МэВ)*

1эВ=1,602·10-19 Дж МэВ=1,602·10-10-13 Дж

* Допущена к применению без ограничения срока.


В системе СИ единица измерения активности имеет специальное название беккерель (Бк) и имеет размерность обратной секунды (с-1). Беккерель равен активности радионуклида в источнике, в котором за время 1 с происходит одно спонтанное ядерное превращение.

Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Кюри — активность радионуклида в источнике, при которой в 1 с происходит 3,7·1010 спонтанных ядерных превращений. Такое число ядерных превращений происходит в 1 секунду в 1 г 226Ra. Связь между внесистемной единицей активности кюри и беккерелем следующая:


Случайные файлы

Файл
113645.rtf
14670-1.rtf
26564-1.rtf
23438.rtf
23214-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.