Рабочая программа дисциплины "Дозиметрия ионизирующих излучений" (Содержание разделов дисциплины. Лабораторный практикум)

Определение максимального пробега альфа частиц и электронов в среде. Экстраполированный пробег электронов.

Взаимодействие фотонного излучения с веществом. Фотоэлектрическое поглощение, комптоновское рассеяние и эффект образования пар, зависимость парциальных сечений от энергии и эффективного атомного номера. Закон ослабления фотонного излучения в геометрии узкого пучка. Линейный и массовый коэффициенты ослабления. Коэффициенты передачи и поглощения энергии.  Эффективный атомный номер сложного вещества.

Взаимодействие нейтронов с веществом, классификация нейтронов. Виды взаимодействия нейтронов с веществом. Замедление быстрых нейтронов. Коэффициент замедления. Радиационный захват, зависимость сечения захвата от энергии. Основные процессы взаимодействия нейтронов с биологической тканью.    

Раздел 4. Нормирование дозовой нагрузки  на человека

Биологическое действие излучений. Первичные механизмы действия ионизирующего излучения. Возможные последствия облучения людей. Соматический и генетический эффекты. Облучение людей в малых и больших дозах. Лучевая болезнь, лучевые ожоги. Чувствительность различных органов к радиации, взвешивающий фактор.

Принципы подхода к нормированию  уровней облучения. Линейная беспороговая концепция. Эволюция подходов к нормированию дозовой нагрузки. Рекомендации международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) 1990 г. по нормированию уровней облучения профессионально работающих с излучением и остального населения. Закон РФ «О радиационной безопасности населения». Основные принципы радиационной безопасности.

Нормирование внутреннего облучения. Концепция критического органа. Регламентируемые величины, характеризующие внутреннее  облучение: допустимые объемные активности (ДОА), предел годового поступления (ПГП), допустимая удельная активность (ДУА) и др. Использование дозовых коэффициентов при оценках внутреннего облучения. Условия оценки дозовой нагрузки при сочетании внутреннего и внешнего облучения.

Фоновое облучение человека от естественных природных источников и космического излучения. Техногенный радиационный фон. Дозы от медицинских  диагностических процедур. Глобальные радиоактивные выпадения.

Нормы радиационной безопасности НРБ-99. Категории облучаемых лиц. Три класса нормативов. Основные пределы доз. Допустимые плотности потока частиц и допустимые уровни загрязнения. Планируемое повышенное облучение. Требования к ограничению облучения населения. Основные отличия от НРБ -76/87.

     Раздел5. Защита от ионизирующих излучений 

Защита от фотонного излучения. Закон ослабления излучения в веществе с учетом многократного рассеяния в защите. Факторы накопления. Расчет защиты от гамма- излучения точечных гамма источников с использованием слоев половинного ослабления. Метод конкурирующих линий. Защита от рентгеновского излучения. Защита от  a-излучения. Алгоритм расчета защиты от бета-излучения. Расчет защиты от тормозного излучения электронов и бета-частиц. Особенности обеспечения защиты на ускорителях электронов. 

Защита от  нейтронов, основные принципы. Алгоритм расчета водной защиты от (a-n)-источников с использованием номограмм. Активация при облучении тепловыми нейтронами. Использование сечений выведения при проектировании защиты. Выбор защитных материалов.

        Раздел6. Дозиметрия фотонного излучения

Классификация методов дозиметрии. Средняя энергия ионообразования. Ионизационные методы дозиметрии. Ионизационные камеры, принцип работы, классификация. Теория Брэгга- Грея. Соотношение между ионизационным током и мощностью дозы.  Зависимость чувствительности ионизационных камер от энергии гамма- квантов (ЭЗЧ). Воздухоэквивалентные ионизационные камеры.

Газовые счетчики (пропорциональные, Гейгера- Мюллера). Вольт-амперная и счетная характеристики. Эффективность счетчиков в зависимости от материала катода и энергии гамма- квантов. Определение мощности дозы с помощью газоразрядных счетчиков. ЭЗЧ счетчиков Гейгера-Мюллера.

Полупроводниковые детекторы. Принцип работы, классификация. Преимущества и недостатки.

Люминесцентные методы дозиметрии, принцип, классификация. Радио-фото-люминесцентные (РФЛ) дозиметры. Сцинтилляционный метод. Принцип действия сцинтилляционного детектора. Требования к сцинтиллятору. Зависимость между величиной  анодного тока и мощностью дозы. ЭЗЧ для органических и неорганических сцинтилляторов.

Термолюминесцентные (ТЛД) дозиметры. Принцип действия, требования к материалу дозиметра. Дозовая характеристика, типы ТЛД- дозиметров, преимущества.

Дозиметры, основанные на окрашивании стекол и пластиков. Калориметрический метод.

Фотографический метод дозиметрии. Связь между дозой и степенью почернения пленки. Компенсация ЭЗЧ. Индивидуальный дозиметр ИФКУ.

Химический метод дозиметрии. Ферросульфатный дозиметр. Цериевый дозиметр.

Сравнение параметров индивидуальных дозиметров различного типа.

      Раздел7. Нейтронная дозиметрия

Методы регистрации нейтронов. Измерения плотности потока нейтронов с использованием сцинтилляционной и ионизационной методик. Всеволновый детектор нейтронов. Трековые детекторы для индивидуальной дозиметрии. Аварийный трековый дозиметр. Активационный метод дозиметрии нейтронов.  Дозиметрия нейтронов в смешанных гамма- нейтронных полях.

         Раздел8. Измерение концентрации радиоактивных газов и аэрозолей

Характеристика радиоактивных аэрозолей. Методы определения активности аэрозолей. Естественные радиоактивные аэрозоли - продукты распада радона. Радиометрический и спектрометрический методы определения концентрации в воздухе дочерних продуктов распада радона. Определение концентрации в воздухе смеси гамма- излучающих нуклидов. Радиоактивные газы. ПДК радиоактивных газов, измерения концентрации с помощью газоразрядных счетчиков и ионизационных камер.

5.   Лабораторный практикум

Наименования лабораторных работ с указанием разделов дисциплины, к которым они относятся, приведены в таблице 3.

Таблица 3.Распределение лабораторных работ по разделам дисциплины

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература

1.  Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. М.: Энергоатомиздат, 2000. 516 с.

2.  Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). М.: Минздрав России, 2000. 97 с.

3.  Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). М.: Минздрав России, 1999. 115 с.

4.  Иванов В.И. Курс дозиметрии. Учебник для вузов. 4-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1988. 398 с.

5.  Машкович В.П., Панченко А.М. Основы радиационной безопасности. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990. 175 с.

6.  Дозиметрия ионизирующих излучений. Метод. руководство к лабораторному практикуму. Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006.

7.  Голубев Б.П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений.  М.: Энергоатомиздат. 1986.

б) дополнительная литература

1.  Ободовский И.М. Сб. задач по экспериментальным методам ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1987. 280 с.

2.  Прикладная метрология ионизирующих излучений. Ю.И.Брегадзе, Э.К.Степанов, В.П.Ярина. Под ред. Ю.И.Брегадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990. 264 с.

3.  Крайтор С.Н. Дозиметрия при радиационных авариях М.: Атомиздат, 1979.

4.  Периодические научные журналы (Атомная энергия, АНРИ, Радиационная биология, Радиоэкология  и др.).

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

1.  Подготовка студентов к лекциям и лабораторным работам. Выдача задач для самостоятельной работы студентов.

2.  Сдача коллоквиума по теме лабораторной работы, защита отчета по выполненной работе. Сдача теста по курсу после выполнения лабораторных работ.

3.  Образцы детекторов и приборов, наглядные пособия.

4.  Учебно-методический комплекс по курсу (на компакт-диске, в кафедральной сети)

5.  Программный пакет ORIGIN обработки результатов измерений (на компакт