Детектори іонізуючих випромінювань, дозиметричні і радіометричні прилади

Предмет:

Тип роботи:

Методичні вказівки

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

які відбуваються в атмосфері при русі протона високої енергії. В процесах зіткнення частинок ядерно-активної компоненти з ядрами народжуються і нейтральні піони. Вони дуже швидко розпадаються за схемою (7), при цьому народжуються два гама-фотони високої енергії. Ці фотони в полі ядер можуть народити електронно-позитронні пари. Електрони і позитрони, рухаються в речовині, випромінюють гама-фотони (радіаційні втрати енергії). Ці гама-фотони знову можуть народити електронно-позитронні пари і т.д. Наростання числа електронів, позитронв і гама-фотонів буде відбуватись до тих пір, поки іонізаційні втрати електронів і позитронів не стануть порівняними з їх радіаційними втратами, тобто до тих пір, поки енергія електронів і позитронів не зменшиться до критичної енергії . Так генерується м’яка компонента вторинного космічного випромінювання. М’яка компонента сильно поглинається речовиною. Релятивіські мюони мають дуже велику проникну здатність, оскільки в них малі як іонізаційні втрати (із-за великої швидкості) так і радіаційні втрати (із-за великої маси спокою). Досліди показують, що мюони пронизують шар води до 100м.

Залежність інтенсивностей різних компонент вторинного космічного випромінювання від товщини пройденого ними шару атмосфери показана на рис.4.

1 – ядерно активна;

2 – електронно-фотонна;

3 – мюонна;

4 – повна інтенсивність.

Інтенсивність компонент різко зменшується зі збільшенням товщини атмосфери, що проходиться випромінюванням (за виключенням великих висот, де інтенсивність електронно-фотонної і мюонної компонент спочатку збільшується при зниженні висоти). Електронно-фотонна компонента домінує на великих висотах, але швидко поглинається і на

рівні моря практично дорівнює нулю. Мюонна компонента на рівні моря також сильно зменшується, але залишається значно більшою електронно-фотонної. Інтенсивність жорсткої (Іж) і м’якої (Ім) компоненти на рівні моря дорівнюють , .

За наведених даних видно, що космічне випромінювання на рівні моря приблизно в 100 разів менш інтенсивне, ніж на межі атмосфери, і складається, в основному, з мюонів. Сильне поглинання в атмосфері ядерно-активної і електронно-фотонної компоненти і незначна генерація мюонної компоненти первинними частинками з енергією приводить до того, що первинні протони з енергією в декілька ГеВ практично не дають ніякого внеску в інтенсивність вторинного випромінювання на рівні моря, а також на малих висотах.

Контрольна робота №2

Контрольні роботи виконуються в окремому учнівському зошиті або на зшитих листках. Варіант – за останньою цифрою номера залікової книжки. Перед розв’язком задачі повинна бути повністю записана умова (для свого варіанту). По ходу розв’язку повинні даватись пояснення. При запису формул величини, які в них входять, також повинні бути пояснені. Записи повинні бути зроблені розбірливо, необхідні поля для зауважень. Для кожної контрольної роботи оформляється титульна сторінка, де вказуються прізвище, ім’я, по-батькові студента, факультет, курс і номер залікової книжки.

Завдання 1

Дозиметр вимірює експозиційну дозу, величина якої , де -постійна градуювання , -число імпульсів детектора. Відносна приладова похибка (похибка градуювання) . Визначити, яку граничну (найменшу чи найбільшу – вказати у розв’язку) дозу необхідно виміряти, щоб загальна відносна похибка вимірювання не перевищувала величини . Приладова і загальна похибки визначенні з однаковою надійністю . Величини для розрахунку (згідно з варіантом) взяти з таблиці.

Таблиця варіантів

№ вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

3 4 5 6 3 4 5 6 3 4

6 7 8 9 5 6 7 8 4 5

Завдання 2

Дозиметр вимірює потужність експозиційної дози , де -постійна градуювання дозиметра , -число імпульсів детектора за час вимірювання, який визначається внутрішнім таймером приладу. Відносна приладова похибка (похибка градуювання) . Приладова і загальна похибки визначені з однаковою імовірністю . Виміряна потужність дози дорівнює . Визначити, яке граничне (найменше чи найбільше вказати у розв’язку) число вимірювань треба провести, щоб загальна відносна похибка вимірювання не перевищувала величини . Величини для розв’язку взяти з таблиці згідно з варіантом.

Таблиця варіантів

№ вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

3 4 5 6 3 4 5 6 3 4

6 7 8 9 5 6 7 8 4 5

25 24 23 22 21 20 19 18 17 16

Завдання 3

Вимірювання експозиційної дози природного радіаційного фону в представлені у вигляді таблиці 1. З таблиці за своїм варіантом зробити виборку з елементів:

Варіант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Елементи 1-10 2-11 3-12 4-13 5-14 6-15 7-16 8-17 9-18 10-19

За методикою стьюдента, яка виражається формулами (5.35.) – (5.38.) визначити середнє значення потужності експозиційної дози , абсолютну випадкову похибку і відносну випадкову похибку в процентах. Абсолютна похибка повинна бути заокруглена до двух значущих цифр, середнє значення – до того десяткового розряду, до якого заокруглена абсолютна похибка. Результати вимірювання представити у вигляді

Завдання 4

При вимірюванні питомої активності радіометром відносна приладова похибка (похибка