4 Описание лабораторного стенда

На лабораторном стенде (рис. 4.1) нанесена принципиальная схема установки для исследования способов защиты от радиоактивных излучений.

Установка состоит из свинцово вольфрамового сейфа 1, в котором размещены капсулы 2, 3, 4 соответственно с радиоактивными изотопами калий - 42 (К⁴² ), кобальт - 60 (Со⁶⁰ ), полоний - 210 (Ро²¹⁰), спрессованный с порошком металлического бора. Стенки капсулы 4 выполнены двойными из графита, между которыми залита вода.

Каждая капсула с радиоактивными изотопами при помощи переключателя П₂ через канал 8 соединяется с атмосферой. В канал 8 устанавливаются переключателем П₃ защитные экраны 5.

Перед каналом 8 установлен приемник 6 радиоактивных излучений, расстояние от которого до канала сейфа изменяются переключателем П₄.

Сигнал от приемника радиоактивных излучений 6 усиливается в специальном устройстве и подается на прибор 7, шкала которого отградуирована в мощности доз (мкР/с). по верхней шкале прибора измеряют мощности доз нейтронного излучения (Рп), по нижней мощности доз β (Р_β) и γ- излучений (Р_γ) .

Массы изотопов в капсулах регулируются переключателем П₁ , а энергию γ-излучений переключателем П₅.

5 Методика и результаты исследований

5.1 Задание для эксперимента

Исследовать способы защиты от β, γ и нейтронного излучений. Установить эффективность экранов из различных материалов для защиты от радиоактивных излучений.

5.2 Методика исследования

1. При исследовании мощности дозы , проходящей через экран, линейного коэффициента ослабления и длины свободного пробега от энергии γ-квантов подготовить таблицу 1 и внести в нее заданные параметром Б значения.

Позицию переключателя П₁ при исследовании всех зависимостей принять в соответствии с параметром А.

Переключателем П₅ (табл. 5.1) регулируется энергия гамма квантов излучения.

Таблица 5.1 - Мощности доз, линейный коэффициент ослабления и длина свободного пробега гамма- излучения в зависимости от энергии γ-квантов при П₁=….= const, П₂=….= const, П₄=….= const, P_0γ=….

№№ п/п	Задано			Измерить	Вычислить
	Позиция переключателя П3	Позиция переключателя П5	Энергия γ-квантов, εγ, МэВ	Мощность дозы Рγ , мкР/с	Линейный коэффициент ослабления , µ , см	Длина свободного пробега γ-квантов в материале, Zс.п., см
1		П5-1	2,0
2		П5-2	1,5
3		П5-3	1,25
4		П5-4	1,0
5		П5-5	0,6
6		П5-6	0,4
7		П5-7	0,3
8		П5-8	0,2
9		П5-9	0,15
10		П5-10	0,1

Привести стенд в исходное положение: переключатели П₁, П₂, П₄ поставить в заданное положение. Переключатель П₅ - в начальное положение в соответствии с параметром Б (позиция 1).

Поставить переключатель П₃ в позицию «0» (отсутствие экрана в канале), одновременно нажать кнопки К₁ и К₃, снять показания прибора 7 , результат записать над таблицей 5.1 (P_0γ =… этим самым произведено измерение мощности дозы излучения без экрана при энергии γ-квантов ε_γ = 2 МэВ).

После этого поставить переключатель П₃ в заданную параметром Б позицию , одновременно нажать кнопки К₁ и К₃, снять показания прибора 7, результат записать в таблицу 5.1 под порядковым номером 1 (произведено измерение мощности дозы после экрана при энергии γ-квантов ε_γ = 2 МэВ).

Затем поставить переключатель П₅ в позицию 2 и произвести измерения мощности дозы после экрана при энергии γ-квантов ε_γ = 1,5 МэВ. Для остальных позиций переключателя П₅измерения производятся по методике указанной выше.

2. Для исследования зависимости ослабления мощности доз β-излучения экранами подготовить табл. 5.2 и внести в нее заданные параметром Г значения.

Переключателем П₃ (табл. 5.2) изменяется материал и его толщина в защитном экране.

Таблица 5.2 - Ослабление мощности доз β-излучений экраном при П₁ =….= const, П₂ =….= const, П₄ =….= const.

№№ п/п	Задано				Измерить	Вычислить
	Позиция переключателя П3	Наименование материала экрана	Плотность материала экрана ρ, г/см^3	Линейный коэффициент ослабления I^µ см	Мощность дозы Рβ, мкР/с	Толщина экрана d, см
0	П3-0	Без экрана	-	-	P0β=….	-
1	П3-1	Вода	1,0	4,8
2	П3-2	Плексиглас	1,2	5,8
3	П3-3	Бетон	2,3	12,8
4	П3-4	Алюминий	2,7	13,2
5	П3-5	Сталь	7,9	36,6
6	П3-6	Свинец	11,3	52,8
7	П3-7	Алюминий	2,7	13,2
8	П3-8	Алюминий	2,7	13,2
9	П3-9	Алюминий	2,7	13,2
10	П3-10	Алюминий	2,7	13,2

Привести стенд в исходное положение: переключатели П₁, П₂, П₄ поставить в заданное положение

Поставить переключатель П₃ в позицию «0» (отсутствие экрана в канале), нажать кнопку К₁ , снять показания прибора 7 , результаты записать в табл. 5.2 (порядковым номером 0).

После этого поставить переключатель П₃ в позицию 1 , нажать кнопку К₁, снять показания прибора 7 , результат записать в таблицу 5.2

Для остальных позиций переключателя П₃ измерения производятся по методике указанной выше.

3. Для исследования зависимости ослабления мощности доз γ-излучения экранами подготовить табл. 5.3 и внести в нее заданные параметром К значения

Переключателем П₃ (табл. 5.3) изменяется материал и его толщина в защитном экране.

Таблица 5.3 - Ослабление мощности доз γ-излучений экраном при П1 =….= сonst, П2 =….= const, П4 =….= const, П5 =….= const

№№ п/п	Задано				Измерить	Вычислить
	Позиция переключателя П3	Наименование материала экрана	Плотность материала экрана ρ , г/см^3	Линейный коэффициент ослабления I^µ см	Мощность дозы Рγ, мкР/с	Толщина экрана d, см
0	П3-0	Без экрана	-	-	P0β=….
1	П3-1	Вода	1,0	0,493
2	П3-2	Бетон	2,3	0,104
3	П3-3	Алюминий	2,7	0,117
4	П3-4	Сталь	7,9	0,333
5	П3-5	Свинец	11,34	0,525
6	П3-6	Уран	18,7	0,916
7	П3-7	Свинец	11,34	0,525
8	П3-8	Свинец	11,34	0,525
9	П3-9	Свинец	11,34	0,525
10	П3-10	Свинец	11,34	0,525

Привести стенд в исходное положение: переключатели П₁, П₂, П₄ и П₅ поставить в заданное положение.

Поставить переключатель П₃ в позицию «0» (отсутствие экрана в канале), нажать кнопку К₁ , снять показания прибора 7, результаты записать в табл. 5.3 (порядковым номером 0).

После этого поставить переключатель П₃ в позицию 1, нажать кнопку К₁, снять показания прибора 7 , результат записать в таблицу 5.3

Для остальных позиций переключателя П₃ измерения производятся по методике указанной выше.

4. Для исследования зависимости ослабления мощности доз n-излучения экранами подготовить табл. 5.4 и внести в нее заданные параметром И значения

Переключателем П₃ (табл. 5.4) изменяется материал и его толщина в защитном экране.

Таблица 5.4 - Ослабление мощности доз γ-излучений экраном при П₁ =….= = const, П₂  =….= const, П₄ =….= const.

№№ п/п	Задано				Измерить	Вычислить
	Позиция переключателя П3	Наименование материала экрана	Плотность материала экрана ρ , г/см^3	Длина релаксации λ , см	Мощность дозы Рγ, мкР/с	Толщина экрана d, см
0	П3-0	Без экрана	-	-	P0п=….
1	П3-1	Литий	0,53	20
2	П3-2	Свинец	11,3	15
3	П3-3	Бетон	2,3	11
4	П3-4	Сталь	7,9	7,6
5	П3-5	Полиэтилен	0,92	5,5
6	П3-6	Вода	1,0	4,5
7	П3-7	Вода	1,0	4,5
8	П3-8	Вода	1,0	4,5
9	П3-9	Вода	1,0	4,5
10	П3-10	Вода	1,0	4,5

Привести стенд в исходное положение: переключатели П₁, П₂, П₄ поставить в заданное положение.

Поставить переключатель П₃ в позицию «0» (отсутствие экрана в канале), нажать кнопку К₁ , снять показания прибора 7, результаты записать в табл. 5.4 (порядковым номером 0).

После этого поставить переключатель П₃ в позицию 1, нажать кнопку К₁, снять показания прибора 7, результат записать в таблицу 5.4

Для остальных позиций переключателя П₃ измерения производятся по методике указанной выше.

5. Для исследования зависимости ослабления мощности доз γ- и β-излучений в воздухе подготовить табл. 5.5 и внести в нее заданные параметром 1 значения

Переключателем П₄ (табл. 5.5) изменяется материал и его толщина в защитном экране.

Таблица 5.5 - Ослабление мощности доз γ- и β-излучений в воздухе при П₁  =….= const, П₃ =….= const, П₅ =….= const.

β-излучений				γ-излучений
№№ п/п	Задано		Измерить	№№ п/п	Задано		Измерить
	Позиция переключателя П4	Расстояние от приемника до канала , х, м	Мощность дозы Рβ, мкР/с		Позиция переключателя П4	Расстояние от приемника до канала , х, м	Мощность дозы Рγ, мкР/с
1	П4-1	0,25		1	П4-1	1,0
2	П4-2	0,5		2	П4-2	10
3	П4-3	1,0		3	П4-3	50
4	П4-4	2,0		4	П4-4	100
5	П4-5	3,0		5	П4-5	200
6	П4-6	4,0		6	П4-6	300
7	П4-7	5,0		7	П4-7	400
8	П4-8	6,0		8	П4-8	500
9	П4-9	7,0		9	П4-9	600
10	П4-10	8,0		10	П4-10	700

Привести стенд в исходное положение: переключатели П₁, П₃, П₅ поставить в заданное положение.

Поставить переключатель П₄ в позицию 1,а переключатель П₂- в позицию «β»,одновременно нажать кнопки К₁ и К₂, снять показания прибора 7 и записать их под порядковым номером 1 для β-излучений. Затем П₂ поставить в позицию «γ», снова одновременно нажать кнопки К₁ и К₂, снять показания прибора 7 и записать их под порядковым номером 1 для γ-излучений.

Для остальных позиций переключателя П₄ измерения производятся по методике указанной выше.