P O L I T E C H N I K A W R O C Ł A W S K A

Transkrypt

1 P O L I T E C H N I K A W R O C Ł A W S K A Wydział Chemiczny, Zakład Metalurgii Chemicznej Chemia Środowiska Laboratorium RADIOAKTYWNOŚĆ W BUDYNKACH CEL ĆWICZENIA : Wyznaczanie pola promieniowania jonizującego wokół przenośnego dozymetru promieniowania gamma FH 40G. WSTĘP TEORETYCZNY Promieniowaniem moŝemy określić proces, w którym następuje wysyłanie i przenoszenie energii na odległość. Energie ta moŝe być wysyłana w róŝnych postaciach m.in. w postaci ciepła, światła, fal elektromagnetycznych albo w postaci cząstek []. Do źródeł promieniowania moŝemy zaliczyć naturalne i sztuczne źródła promieniowania. Źródłem naturalnym jest Słońce, natomiast sztuczne źródła promieniowania to lampa, grzejnik, nadajnik telewizyjny czy radiowy. Słońce jest źródłem promieniowania ultrafioletowego, grzejniki emitują promieniowanie cieplne (podczerwone), natomiast nadajniki radiowe i telewizyjne wysyłają fale radiowe i promieniowanie elektromagnetyczne []. W zaleŝności od długości fali wyróŝniamy róŝne rodzaje promieniowania. I tak począwszy od najkrótszych długości fali, kończąc na najdłuŝszych długościach, mamy promieniowanie: ultrafioletowe, widzialne, podczerwone, mikrofale, radiowe. Na grafie. przedstawiono rodzaje promieniowania i ich udziały procentowe w Polsce [2]. Rodzaje promieniowania i ich udziały procentowe Promieniowane kosmiczne Promieniowanie gamma z podłoŝa 2,70% 0,0% 0,40% 8%,0% 2,20% 0,60% Promieniowanie 222Rn i 220Rn oraz ich pochodnych na wolnym powietrzu Opad promieniotwórczy po wybuchach jądrowych oraz katastrofie czernobylskiej Promieniowanie gamma w budynkach 0,60% Promieniowanie 222Rn i 220Rn oraz ich pochodnych wewnątrz budynków Radionuklidy inkorporowane (bez radonu),40% 43,90% Diagnostyka rentgenowska i badania in vivo ZagroŜenia zawodowe w górnictwie Inne (przedmioty powszechnego uŝytku)

2 Promieniowanie jonizujące jest szczególnym rodzajem promieniowania. Wywołuje ono w obojętnych atomach i cząsteczkach materii zmiany w ładunkach elektrycznych, czyli jonizację. Głównym skutkiem promieniowania jonizującego, wywoływanym przy przejściu promieniowania przez materię jest właśnie jonizacja atomów środowiska absorbującego i moŝe ona prowadzić do rozrywania wiązań chemicznych. Promieniowanie jonizujące moŝe mieć postać promieniowania korpuskularnego (cząstki, neutrony) albo elektromagnetycznego (promieniowanie X, gamma) []. Dozymetria jest to dział fizyki technicznej zajmujący się metodami pomiaru i obliczaniem dawek promieniowania jonizującego, a takŝe metodami pomiaru aktywności preparatów promieniotwórczych. Dozymetria bada wpływ róŝnych rodzajów promieniowania (cząstek naładowanych, fotonów, neutronów) z materią []. Pomiary dozymetryczne sprowadzają się najczęściej do wyznaczania liczby par jonów wytwarzanych przez promieniowanie w danym ośrodku. Liczba ta zaleŝy od rodzaju, natęŝenia i energii promieniowania oraz od własności ośrodka. Do pomiarów dozymetrycznych słuŝą urządzenia zwane dozymetrami (dawkomierzami), które stanowią odpowiednio wycechowane detektory promieniowania jonizującego. Dozymetr jest to przyrząd do pomiarów dawek promieniowania jonizującego i aktywności promieniotwórczej preparatów, a takŝe przyrząd do pomiarów indywidualnej dawki napromieniowania gamma, otrzymanej przez człowieka w czasie pobytu w rejonie skaŝonym środkami promieniotwórczymi. Za pomocą detektorów moŝemy wykrywać promieniowanie jonizujące i mierzyć jego natęŝenie (aktywność, natęŝenie strumienia cząstek przez powierzchnię, moc dawki) lub ilość (dawkę) []. W dozymetrii detektory klasyfikujemy ogólnie jako bezwzględne (absolutne) i względne. Określenie absolutny oznacza detektor, który moŝe być skonstruowany i uŝywany do pomiarów promieniowania bez potrzeby jakiejkolwiek kalibracji (np. w znanym polu promieniowania) [3]. Detektory absolutne Komory jonizacyjne (ekspozycja) Kalorymetry (dawka) Dozymetry chemiczne Frickego (dawka) Detektory względne Liczniki G-M, liczniki proporcjonalne, scyntylacyjne Dozymetry fotoluminescencyjne Błony fotograficzne termoluminescencyjne, 2

3 2. OPIS DOŚWIADCZENIA I Zapoznać się z obsługą dozymetru FH 40 G II Pobrać od prowadzącego źródło promieniowania III Przeprowadzić pomiary dawki promieniowania wokół dozymetru, w odległości cm, co X stopni IV Zestawić wyniki pomiaru w tabeli Lp. Rodzaj źródła Dane na temat źródła Pomiar 2 Pomiar tła w pomieszczeniu Pomiar tła na korytarzu Pomiar tła na dworze Lp ŚREDNICA KOŁA 50 cm 70 cm UWAGI Podpis prowadzącego 3

4 3. OPRACOWANIE WYNIKÓW Na podstawie wyników pomiaru umieszczonych w tabeli wykreślić wykres. 4. LITERATURA CYTOWANA [] K. Zamajtys, Dozymetria: dawki pochłaniane, ich jednostki, pomiary i normy, zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania, POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Metody Fizyki Jądrowej w Środowisku Przemyśle i Medycynie, Warszawa 2004 [2] A. Bluszcz, Dawki i efekty promieniowania jonizującego, wykład: Dozymetria i ochrona radiologiczna, Politechnika Śląska ( [3] M. Waligórski, P. Olko, Detektory stosowane w dozymetrii, w: A. Hrynkiewicz (red), Człowiek i promieniowanie jonizujące, PWN, Warszawa 200, s. 7 [4] B. Gostkowska, Uwaga! Promieniowanie jonizujące, CLOR, Warszawa 99 4

5 W tabeli zawarto obecnie obowiązujące jednostki dozymetryczne [3]. Wielkość Jednostka Wzór Definicja Aktywność źródła Aktywność właściwa pochłonięta Bq (bekerel) - Bq/kg, Bq/m 3, Bq/m 2 - Gy (grej) D = E / m Moc dawki Gy/rok, mgy/h Ď = dd / dt ekspozycyjna C/kg (Kulomb/kg) X = Q / m Liczba rozpadów promieniotwórczych zachodzących w nim w jednostce czasu Aktywność jednostki masy, objętości lub powierzchni emitujących promieniowanie Energia promieniowania E przekazana jednostce masy substancji pochłonięta w jednostce czasu (zwykle jest to s, min, h), moc dawki pochłoniętej to szybkość przekazywania energii ośrodkowi materialnemu [Gy/h]. Ładunek jonów wytworzonych przez promieniowanie fotonowe w jednostce masy napromieniowanej substancji RównowaŜnik dawki H T Sv (Sivert) H T = ω R ٠D TR ω R czynnik wagowy promieniowania pochłonięta D przez tkankę T z uwzględnieniem róŝnych typów promieniowania efektywna E Sv (Sivert) E = ω T ٠H T ω T czynnik wagowy róŝnych tkanek określana z dawki równowaŝnej 5