Курсовая работа: Цифровой дозиметр
Альфа-излучение источников имеет преимущества по
сравнению с другими видами излучения (высокая ионизирующая способность,
моноэнерготичность a-частиц, постоянство
ионизации вдоль пути частицы), но малый пробег в веществе и трудности
изготовления достаточно мощных a-источников
несколько ограничивают их использование.
Чаще. всего источники; представляют собой
подложки из коррозийно-стойкой стали или керамики в алюминиевых корпусах, в
углубление которых помещены радионуклиды плутония. Энергетическое распределение
a-частиц дискретно, их энергии определены с
точностью до четвертого знака. Малая естественная ширина линий, хорошо
известные значения энергии каждой группы a-частиц
позволяют использовать радиоактивные a-источники
для определения энергетической шкалы и энергетического разрешения детекторов.
Для реализации этих свойств a-источники изготавливают в
виде слоя толщиной много меньше линейного пробега частицы в веществе источника,
с том, чтобы неопределенность. в анергии a-частиц,
вышедших из слоя конечной толщины, была впалой.
b-источники. Известны три типа b-распада нестабильных ядер, которые
сопровождаются излучением электрона, позитрона ила захватом атомного электрона.
Характерные особенности этих процессов состоят в том, что электроны в отличие
от a-частиц не являются моноэнергетическими, а
обладают энергиями от некоторого максимума до нуля. Еmax принимает
значения от 15 кэВ до 15 МэВ, при этом с увеличением энергии, выделяемой при b-распаде, уменьшается период полураспада.
Удельная ионизирующая способность b-частиц в
несколько раз меньше, чем у a-частиц той же энергии и
значительно больше, чем у g-квантов.
Известно свыше семисот искусственных b-изотопов, расположенных довольно равномерно по
всей периодической системе Менделеева. Трудно назвать элемент, не имеющий хотя
бы одного b-активного изотопа. К числу их следует прибавить
большое количество искусственных радиоактивных ядер преимущественно с малыми
атомными номерами, попускающих позитроны.
В настоящее время разработана целая серия
ампутированных источников b-излучения. Ампулы этих
источников изготавливают из алюминия (его сплавов) или нержавеющей стали с
рабочим окном из металлической фольги. Подложки, на которых закрепляется
радиоактивный препарат, у источников b-излучения
изготавливают из металла или керамики. В исампутированных источниках b-излучения для герметизации радиоактивного
препарата используют покрытия в виде окисных или металлических пленок.
Источники g-излучения. Известно, что g-излучения возникают при переходах между
различными энергетическими уровнями возбужденных ядер. Кроме этого, существуют
еще два механизма возникновения коротковолнового электромагнитного излучения:
при торможении быстрых электронов и аннигиляции электронно-позитронных пар.
Практически во всех этих случаях спектр g-излучения -
дискретен, а энергия g-квантов - от нескольких
десятков килоэлектрон-вольт до 20 МэВ.
Чаще всего используют радиоактивные источники g-квантов, к числу которых в первую очередь
относятся активные b-препараты. Период
полураспада g-источника определяется периодом b-распада, как правило, энергия g-квантов меньше 3 МэВ, активность 'квантов может
быть порядка 10 16 с-1.
g-источники широко применяются для
градуировки детекторов, при этом особенно ценны источники, спектр которых
состоит из одной или в крайнем случае из двух-трех линий, далеко отстоящих друг
от друга. В табл.2 приведены основные характеристики некоторых радиоактивных g-источников, применяемых для градуировки
дозиметров.
Для градуировки детекторов часто используют g-источники, являющиеся результатом возбуждения
ядра вследствие ядерных реакций. На легких ядрах удобно использовать (р, g) - реакцию при энергии ускоренных протонов около
1 МэВ. Например, в реакции 9Be (pg) 10B
при энергии протона около 991 кэВ возникают g-кванты
с энергией 7,48 МэВ. g-кванты с энергией 20 МэВ
образуются в реакции Т (р, g) 4He.
Благодаря наличию у современных ядерных реакторов
мощных потоков нейтронов плотностью порядка 1018-1019 c-1м-2,
удобно использовать в качестве источника g-излучения (n,g) - реакцию. Образовавшееся в результате
испускания нейтрона новое ядро возбуждается, а затем излучает g-кванты. Поместив образец из подходящего материала
на выходе канала в защите реактора, можно получить источник g-квантов с активностью квантов до 108
с-1.
Зная положение на энергетической шкале и
интенсивность g-линий при захвате, можно сразу произвести
градуировку детектора, например, полупроводникового спектрометра в широком
диапазоне энергий.
Таблица 2
Изотоп |
Период полураспада |
Энергия g-квантов, кэВ |
Выход g-квантов на pаспад |
141Се
|
32.5 суток |
145,4 |
0.67 |
137Cs
|
33 года |
661,1 |
0,92 |
65Zn
|
245 суток |
1112 |
0,455 |
511,006 |
0,03 |
60Со
|
5,25 года |
1173,2 |
1,0 |
1332,5 |
1,0 |
24Na
|
14,9 ч |
1368.5 |
1,0 |
2753,9 |
1,0 |
В качестве источника g-квантов можно использовать также активную зону
реактора, в которой возникают так называемые мгновенные g-кванты деления, g-излучение
продуктов деления и g-излучение из (n, g) - реакции. Интенсивность g-излучение на поверхности активной зоны может
быть около 1018 МэВ/ (м2*с).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |