В.И. Иванов, В.П. Машкович Сборник задач по дозиметрии и защите от ионизирующих излучений (1980 г.).
ЗАЩИТА ОТ НЕЙТРОНОВ.
(15.1) В центре бака с водой размером 2*2*2 м помещен точечный изотропный источник моноэнергетических нейтронов с энергией Ео=14 МэВ мощностью 10^8 нейтр./с. Определить мощность дозы нейтронов с энергией, большей 0,33 МэВ, на расстоянии 45 см от источника.
Решение: мощность дозы нейтронов в точке детектирования без защиты Ро=(Qh(Ео))/4pr^2 =(10^8 39 ×10^ -3 )/4p45^2 =154 мкбэр/с,
Где Q-мощность источника (Q=10^8 нейтр/с);
h(Ео)-коэффициент перевода плотности потока нейтронов в мощность дозы; h=39 нбэр/с на 1 нейтр/(см^2 ×с);
r-расстояние от источника до детектора.
Мощность дозы с учетом ослабления нейтронов в воде:
Р =Ро×exp(-d/L)f=154×exp (-45/14,2)×3=19,4 мкбэр./с, где
L - длина релаксации;
f - коэффициент, учитывающий отклонение от экспоненциальной формы кривой ослабления на начальном расстоянии от источника (в рассчетах использован коэффициент для плотности потока детектируемых нейтронов с энергией, большей 1,5 МэВ) .
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ОБЛУЧЕНИЯ.
(11.4) Рассчитать поглощенную годовую дозу внутреннего облучения гонад естественным источником внутреннего облучения-нуклидом К(40) с удельной активностью в гонадах 2,2×10^-6 мкКи/г. Эффективная поглощенная энергия Еэф=0,47 МэВ/расп.
Решение: поглощенная доза внутреннего облучения
D=(q3,7×10^4Еэю1,6×10^-6t3?15×10^7)/100,рад,
Где q-удельная активность источника в данном органе, мкКи/г;
Еэф-эффективная поглощенная энергия, МэВ/расп. 1,6×10^-6-энергетический эквивалент 1МэВ, эрг;
100-энергетический эквивалент 1рад, эрг/г;
t-время экспозиции, годы; 3,15×10^7-число секунд в году.
Таким образом
D=(2,2×10^-6×3,7×10^4)×0,47×1,6×10^-6×1×3,15×10^7)/100=
=1,9×10^-2рад=19 мрад.
(16.4) Рассчитать, какой должна быть минимальная энергия a-частиц, чтобы их можно было зарегистрировать счетчиком, имеющим входное окно из нержавеющей стали толщиной 6 мг/см^2.
Решение: пробег a-частицы в нержавеющей стали Ra связан с пробегом в воздухе Rв формулой Ra=(0,56RвА^1/3)/10^3×r cм.(1). Подставляя в формулу (1) значение пробега в воздухе в виде Rв=0,309Ео^3/2см и разрешая полученное соотношение относительно энергии a-частицы, находим, что минимальная энергия, которая может быть зарегистрирована счетчиком,
Ео=(Ra/0,56А^1/3×0,309)^2/3=4,35 МэВ,
Где А-относительная атомная масса материала окошка счетчика (А=56); r-плотность вещества, г/см^2, Ra-пробег в нержавеющей стали, мг/см^2.
(16.7) Определить максимальный пробег в воздухе b-частиц с максимальной энергией 0,535 МэВ.
Решение. Максимальный пробег b-частиц с энергией 0,535МэВ в воздухе может быть вычислен по формуле Rz=R(Al)(г/см^2)-пробег электронов, выраженный в единицах массы на единицу площади, не зависит от порядкового номера z поглотителя, при этом R(Al) определяется из соотношения R=0.407Eo^1.38, 0.15<Eo<0,8Мэв. Таким образом, Rв=(0,407Ео^1,38)/r см, где Ео-в МэВ, r=0,001293 г/см^3. Отсюда находим Rв=133 см.
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЙ.
(1.9) Чему равна плотность тока частиц направленного излучения с энергией 2,5МэВ через площадку, нормаль к которой расположена под углом 30 град. К направлению распространения излучения, если плотность потока энергии излучения равна 1,2 Вт/М^2?
Решение: абсолютное значение плотности тока частиц J через площадку, находящуюся под углом q к направлению распространения излучения , связано с плотностью потока Ф соотношением J=Фcosq. Если энергия частиц Е, то плотность потока определяют по известной интенсивности излучения I: Ф=I/E. В нашем случае Е=2,5 МэВ, I=1,2 Вт/м^2. Вычисления с учетом размерности единиц дают J=2,6×10^8 1/см/с^2.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ИОНИЗАЦИОННЫХ КАМЕРАХ.
(3.2) Какое необходимо приложить напряжение на электроды камеры, чтобы эффективность собирания ионов при мощности экспозиционной дозы 10^4 Р/с была такой же, как и при мощности экспозиционной дозы 1Р/с, измеряемой при напряжении 200 В ?
Решение: Эффективность собирания ионов при равных условиях уменьшается с увеличением мощности дозы Р. Чтобы эфф-ть собирания ионов осталась неизменной, необходимо увеличить напряжение U, при этом должно быть U=aP^1/2, где а-постоянный коэффициент. Следовательно, U1/U2=(P1/P2)^1/2, в нашем случае Р1=1 Р/с, U1=200B, Р2=10^4 P/c. Отсюда U2=2×10^4 В.
ЗАЩИТА ОТ НЕЙТРОНОВ.
(15.7) Определить кратность ослабления плотности потока тепловых нейтронов плоского мононаправленного источника (нормальное падение ) листом кадмия толщиной 1мм.
Решение. Кратность ослабления плотности потока тепловых нейтронов:
к=exp(r(Na/A)×s^-24×d)
где r-плотность (г/см^3) и А-относительная атомная масса кадмия;
Na-постоянная Авогадро; s-сечение захвата тепловых нейтронов, б;
d-толщина кадия, см. Подставляя значения в выражение для к, определяем к= 8,5×10^4.
ЗАЩИТА ОТ g-ИЗЛУЧЕНИЯ.
(14.41) Какую толщину свинцовой защиты требуется предусмотреть, чтобы снизить в 2*10^6 раз мощность экспозиционной дозы g-излучения радия в равновесии с основными дочерними продуктами распада ,если слой половинного ослабления для геометрии широкого пучка равен 1.3см? В чем приближенность решения задачи по слоям половинного ослабления?
Решение. Кратность ослабления излучения к связана с требуемым числом слоев половинного ослабления n соотношением К=2^n. Отсюда для к=2×10^6 n@21. Следовательно, необходимая защита толщиной d=nD1/2, где D1/2-толщина слоя половинного ослабления, d-=21×1,3 см=27,3 см
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
