Радионуклидов: 137Cs, 40K, 226Ra, 232Th

1. Целью работы: является измерение активности γ-излучающих нуклидов (¹³⁷Cs, ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰К) в объектах окружающей среды с использованием гамма-радиометра РУГ-91М «АДАНИ».

2. Приборы и принадлежности: Гамма-радиометр РУГ-91М «АДАНИ», объект исследования (счетный образец).

3. Описание экспериментальной установки (устройство и принцип работы):

Гамма-радиометр «АДАНИ» имеет моноблочную конструкцию и состоит из сборного шасси, внутри которого расположен электронный блок, и закрепленного на верхней плите шасси защитного свинцового экрана толщиной 40 мм и общей массой 35 кг, состоя­щего из двух отсеков цилиндрической формы различного диаметра, предназначенного для уменьшения воздействия внешнего радиационного фона на сцинтилляционный детектор (Сцинтиллятор – кристалл CsI (Tl) - 40×40 мм).

Отсек большого диаметра, снабженный поворотной свинцовой крышкой, предназначен для установки кюветы с исследуемой пробой и размещен на верхней плите шасси. Снаружи свинцовый контейнер закрыт стальным корпусом, внутрен­няя поверхность контейнера защищена пластмассовой вставкой.

Клавиша включения сети выведена с наружной стороны панели.

Гамма-радиометр «АДАНИ» предназначен для измерения парциальных удельных (массовых) активностей радионуклидов: ^134/137Cs, ⁴⁰K, ²²⁶Ra, ²³²Th (с индикацией абсолютных статистических погрешностей измерения и вычислением суммарной эффективной удельной активности) для широкого класса исследуемых образцов.

Принцип действия радиометра основан на анализе амплитуд­ного распределения световых импульсов, возникающих в сцинтилляционном детекторе при попадании в него гамма-квантов.

Для повышения эффективности регистрации световых импульсов исследуемый образец помещается в специальную кювету – «сосуд Маринелли - 0,5 литра». Кювета с пробой устанавливается в свинцовый защитный экран, уменьшающий влияние внешнего фонового излу­чения. Экран закрывается сверху свинцовой крышкой. Световые вспышки, возникающие в сцинтилляторе, через световод попадают на фотокатод фотоэлектронного умножителя и преобразуются в электрические импульсы, которые после усиления поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Устройство обработки анализирует амплитудные распределения и вычисляет активности радионуклидов.

Устройство индикации и управления задает режимы работы гамма-радиометра и индицирует на табло результаты измерения.

Режим работы задается с помощью 14 кнопок, располо­женных на передней панели радиометра, а результаты измерений индици­руются на расположенных там же двух четырехразрядных, семисегментных жидкокристаллических индикаторах.

Диапазон измерений удельной активности (для геометрии «сосуд Маринелли – 0,5 литра» в стандартной защите):

¹³⁷Cs (3 ¸ 10000) Бк/кг,

²²⁶Ra (3 ¸ 10000) Бк/кг,

²³²Th (3 ¸ 10000) Бк/кг,

⁴⁰К (35 ¸ 10000) Бк/кг.

4. Последовательность измерений:

1. Включить питание гамма-радиометра «АДАНИ» и прогреть его в течении 30 мин.

2. Провести измерение фона.

2.1. Внутрь свинцового экрана установить на блок детектирования заполненный дистиллированной водой «сосуд Маринелли – 0,5 л» и закрыть защитную крышку.

2.2. Нажать кнопку "Background" (ФОН). Проконтролировать включение режима по загоранию светодиода над кнопкой и звуковому сигналу.

2.3. Нажать кнопку "Time, min" (ВРЕМЯ) - 20 мин. В процессе измерения фона в правом окне индицируется обратный отсчет времени измерения, а в левом - заданное время измерения фона. Измеренные значения заносятся в память гамма-радиометра и хранятся в ней до следующего измерения фона.

3. Получив значения массы пустого «сосуда Маринелли – 0,5 л» и заполненного пробой, взвесив их на весах, установить счетный образец на блок детектирования и закрыть защитную крышку.

4. Занести в прибор значения массы пустого «сосуда Маринелли – 0,5 л» и заполненного пробой.

4.1. Нажать клавишу "Таге". При этом над ней загорается
светодиод и звучит зуммер. Убедиться, что в левом окне индицируется значение массы, равное «О». Каждое дальнейшее нажатие клавиши "Таге" приводит к изменению показаний индикатора на величину + 0,005 кг. Уменьшение набранного значения с тем же шагом осуществ­ляется нажатием клавиши "Mass". Набранное значение массы пустого сосуда будет сохраняться до выключения прибора. Выход из режима набора массы тары осуществляется нажатием клавиши "On".

4.2. Нажать клавишу "Маss". При этом над ней загорается све­тодиод и звучит зуммер. Убедиться, что в левом окне индицируется значение массы, равное 0,500 кг. Произвести набор значения массы пробы и сосуда, исполь­зуя клавиши "Таге" и "Mass".

4.3. Выйти из режима набора значения массы пробы по нажатии клавиши "On".

5. Провести измерение удельной активности исследуемой пробы.

5.1. Нажать кнопку "On" (ВКЛ). Проконтролировать включение режима по загоранию светодиода над кнопкой и звуковому сигналу. Если не был зарегистрировал фон или не производился учет массы тары» то светодиод не загорается и звуковой сигнал отсутствует.

5.2. Нажать одну из трех кнопок соответствующую необходимому времени измерения. Над нажатой кнопкой загорается светодиод, раздается звуковой сигнал и начинается измерение удельной массовой активности пробы. ВНИМАНИЕ! Измерение активности пробы не будет проводиться, если для него было выбрано время меньшее, чем время измерения фона.

5.3. По окончании измерения звучит сигнал. На индикаторы выводится величина удельной активности и погрешности измерения эффективной активности или активности изотопа, на который указывает светящийся светодиод в группе кнопок "Activity". При необходимости повысить точность измерения необходимо нажать на одну из кнопок "Time, min.", задающую большую величину времени измерения. При этом производится измерение удельной активности с учетом ранее полученных значений.

6. По окончании работы выключить гамма-радиометр, извлечь из свинцового экрана кювету, освободить ее от пробы и тщательно промыть дистиллированной водой или этиловым спиртом.

5. Задания для самостоятельной работы:

5.1. Получите у преподавателя счетный образец (пробу).

5.2. Выполните последовательность действий, указанных в п. 4.

5.3. Полученные результаты измерений удельной активности γ-излучающих радионуклидов занесите в таблицу.

Наименование показателя, ед. измерения	Результат измерений
Удельная Активность ^137Cs, Бк/кг Удельная Активность^226Ra, Бк/кг Удельная Активность^232Th, Бк/кг Удельная Активность^40K, Бк/кг Эффективная удельная активность Аэфф, Бк/кг

Контрольные вопросы

1. Предназначение экспрессного метода определения удельной эффективной активности ЕРН в минеральном сырье и строительных материалах.

2. Предназначение лабораторного метода определения удельной эффективной активности ЕРН в минеральном сырье и строительных материалах.

3. Назначение прибора РУГ-91М.

4. Принцип действия прибора РУГ-91М.

5. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки материнского радионуклида ²³⁸U; какой тип распада при этом происходит?

6. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки материнского радионуклида ²²⁶Ra; какой тип распада при этом происходит?

7. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки материнского радионуклида ²³²Th; какой тип распада при этом происходит?

8. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки дочернего радионуклида радона ; какой тип распада при этом происходит?

9. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки материнского радионуклида ²²²Rn; какой тип распада при этом происходит?

10. Приведите пример изобарной (радиоактивной) цепочки дочернего радионуклида радона ; какой тип распада при этом происходит?

Дата добавления: 2015-07-07