Радиациялық жағдайдың бақылауының әдістері. Дозиметрияның сцинтилляциялық әдісі. Дозиметрияның люминисцентік әдіс
жүктеу/скачать 133,38 Kb.
|
Лекция 6
|
4.5 Радиациялық жағдайдың бақылауының әдістері. Дозиметрияның сцинтилляциялық әдісі. Дозиметрияның люминисцентік әдіс Осы дозиметрлерді қолдану кезінде мына жайтты есеру керек, халыққа арналған портативті дозиметрлік құралдар индикатрлы өлшеуге арналған болып саналады жне мына түрлерге бөлуге болады: Дабыл-индикаторлар; Өлшеуіш-индиаторлар; Аралас дозиметриялық құралдар. Тұрмыстық дозиметрлер көрсеткіштері ешқашанда ресми радиациялық жағдай қорытындысы ретінде қолданынылмайды [3]. Кез-келген сәулелену түрін тіркеудің негізгісі оның детектор заттарымен өзара қатынасы. Детектор, кіруінде иондаушы заттар түсетін, ал шығысында дабылдар пайда болатын қондырғы ретінде қаралады. Детектордың түрлеріне байланысты, шамның жарқылы (дабылдық детектор), тоқ импулсі (иондаушы детектор), бу тамшылары (тамшылы камера), сұйық тамшылары (Вильсон камерасы) пайда болуы мүмкін. Әрбір детектордың ажырамас бөлігі - оның сезімталдық көлемінде, егер де қандайда бір затпен иондаушы сәулелердің энергиясының қатынасы кезінде, дабылдың белгілі бір түрі пайда болады. Зат, сезімтал көлемді болып келеді, ол газ, сұйық және қатты дене болуы мүмкін, сол үшін де детекторға: газдық, сұйықтық, қатты денелі- деп атау берілген. Детектордың негізгі сипаттамаларының бірі- сәулелену реакциясының тиімділігі. Оны жеке алып қарағанда, мына қатынас арқылы анықталуы мүмкін (4.1): ew=Wn/W. (4.1) мұндағы Wn -детектордың сезімтал көлеміндегі жұтылған энергия; W- осы көлемге сіңетін энергия. Тіркеу жүйесінің екінші бөлігі - бұл өлшегіш кешені, оның міндеті, тіркегіш қондырғының жұмысындағы детекторға түскен дабылды, тіркеу құралдарының жұмысы арқылы бір түрге келтіру (стрлкалық аспап, сандық дисплей, өздігінен жазғыш, механикалық есептеуіш). Жүйенің берілген міндетіне байланысты, оның құрамына, блоктар, күшейткіштер, дискриминаторлар, дабыл түрлендіргіштер, блоктау көзі және кернеуді тұрақтандырғыштар кіруі мүмкін. Тіркегіш шоғырдың дозиметриялық сипаттамасын анықтау үшін, детектор мен сәулелену дозасынан (доза қуаты) құралған дабылдар арасында байланыс орнату қажет. Фотонды сәулеленудің мысалдарындағы, анықтамалар мен физикалық сипаттамалардың өте маңызды түсініктемелері бұндай байланысты орнату үшін өте қажет. Электрондық тепе-теңдік. Фотонды сәулеленудің сәулеленген ағынының, ортаның шектелген көлемі болады. Осы көлемдегі фотонды сәулеленуден босаған электрондардың бөлігі, толығымен сонда жұтылады, ал кейбіреулері өзінің барлық энергиясын шығармай одан кетіп қалады. Сол уақытта таңдалған көлемге, көрші учаскенің электроны келіп түсуі мүмкін. Барлық фотонның энергиясының қосындысын Еү және Еү' деп белгілейміз; Ее және Е'е - барлық кіретін және шығатын электрондардың қосынды кинетикалық энергиясы; Ек - қарастырылатын көлемде пай да болатын, электорндардың қосынды кинетикалық энергиясы; Онда, көлемдегі жұтылған энергияны былай жазамыз (4.2): ∆Е=(ЕҮ+ Ее)-(Е’ У+Е'е) (4.2) Көлеге кіретін фотондар, өзінің энергиясын электрондардың кинетикалық энергиясына Ек және фотонның энергиясына Е ү' айналдырады. Көлемнен шыққанды келесідей есептейміз (4.3), (4.4): ЕУ=ЕУ'+Ек (4.3) ∆Е=Ек+Ее- Ее' (4.4) Электрондық тепе-теңдік дегеніміз - фотонның ортамен бірлесіп әрекет ету жағдайы, берілген көлеміндегі сәуленің жұтылған энергиясы электрондардың кинетикалық қосынды энергиясына тең болады. Заттың тиімді атомдық нөмірі. Дозиметрде, күрделі заттың тиімді атомдық нөмірі деп сәуле энергиясының беру коэффициентіне арналған атомдық нөмірді айтуға болады. Электронды тепе-теңдікті қамтамасыз ету кезіндегі, бірдей атомды нөмірлі екі зат бірдей болады. Тиімді атомдық нөмір, әрбір тиімді өзара әрекет үшін анықталады. Фотоэффект бойынша, күрделі заттың тиімді атомдық нөмірі формула бойынша есептеледі (4.5): ~ (4.5) Бұл түзілуі үшін (4.6): (4.6) мұндағы a1,a2,a3...-z1,z2,z3...- күрделі заттағы, элементтерге сәйкес атомдардың салыстырмалы саны. Комптон-эффект үшін- өте ауыр заттардан тұратын күрделі заттар сияқты Zэф анықтамасының мағынасы жоқ, электрон сандары шамалы өзгереді және Z/A=const. Ион түзілудің орташа энергиясы. Фотоннан босаған электрондар, өзінің кинетикалық энергиясын қозуға, иондалуға және сәулені тежеуге жұмсайды. Еион- иондауға тікелей шығындалған энергия, Es- сипаттық және тежегіш сәулелену энергиясында түзілген энергия; онда алғашқы электронды кинетиаклық энергия (4.7) Ее = Еион + Es (4.7) Ui - атамдағы иондағыштың орташа потенциалы, NHOT- жұп иондардың толық саны, деп келесі формуланы аламыз (4.8) Еион = Nион eUi, (4.8) Мұндағы е - бір иондағы заряд; eUi- иондау энергиясы, атомнан электронды жұлып алу үшін, жұмсалуы керек энергия. Бір жұп ионнан түзілген энергияның орташа таралуын аламыз (4.9): (4.9) Ион түзілгіштің орташа энергиясы, өзіне иондау энергиясын және қозу энергиясын қосып алады. Қазіргі уақытта w0 -ің орташа мәні ауа үшін 33,85эВ-ға тең деп қабылданған. Брэг-Грей қатынасы. Қатынастың теориялық қарастырылуы келесі болжам бойынша тексерілген: алғашқы сәулелену қарқындылығы, оны қоршаған заттағы қоршаған ортадағы газ қуыстары тұрақты; фоннан ажыратылған электрон жүгірісне қарағанда, газдық қуыстардың сызықтық өлшемі неғұрлым аз; электрондық тепе-теңдікті қамтамасыз ету үшін газдық қуыс, қатты зат қабатымен қапталуы керек. Көрсетілген болжамдар мен аралық қортындылардан шыға отырып, келесі қатынасты аламыз (4.10): ∆Ez= рqw (4.10) мұндағы AEz- қуысқа жақын қатты заттар көлеміндегі бірлікте уақыт бірлігінде жұтылған энергия; р = Sz (Ee)/Sr(Ee) - қатты заттар мен газдардың тежеу қабілетінің қатынасының орташа мәні; тежеу қабілеті, иондардың жұп санының E^q энергиясымен, электрон жолындағы бірлігіндегі энергияның орташа жоғалтуы Ні сияқты анықталады; q-қуыстың көлемі бірлігінде, уақыт бірлігінде түзілген. ∆Еп қуыстың көлемінің бірлігінде жұтылған, формуладағы qra туындысы энергияға тең. Жалпы жағдайда, қуысты әр-түрлі жолмен толтыру үшін және оны қоршаған материалдардың әр түрлі құрамы үшін (4.11) формула келесі түрде болады: ∆Ez= р∆En (4.11) Брэг-Грей қатынасы, қуыстағы жұтылған энергия мен оны қоршаған қабырғаларының арасында, байланыс орнатады. Дозиметрлік детекторлардың сезімталдығының энергетикалық тәуелділігі. Аспап көрсеткіші, жұтылған энергияны өлшеуге арналған. Егер детектор үшін Брэг-Грея шарты сақталған болса, онда қабырғалардағы жұтылған энергия ∆Еz, ең сезімтал көлемдегі ∆Еп жұтылған энергияға байланысты болады (4.12). ∆Ez=Sz∆En/Sr (4.12) Қарапайым тепе-теңдікте ∆Е0= мұндағы - үлгілік заттар мен детектор қабырғасындағы жұтылған фотондық сәулеленудің жұтылған энергиясының коэффициенті. жүктеу/скачать 133,38 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|