pobierz plik

- ĆWICZENIA Radioaktywność w środowisku naturalnym
K. Sobianowska, A. Sobianowska-Turek,
Ćwiczenie A
Wyznaczanie napięcia pracy licznika
Ćwiczenie B
Pomiary próbek naturalnych (gleby, wody)
Ćwiczenie C
Pomiary próbek żywności i leków
1.
CZĘŚĆ TEORETYCZNA
Polska, będąc krajem Unii Europejskiej, podpisała Traktat Ustanawiający Europejską Wspólnotę Energii
Atomowej [1]. Rozdział 3 Traktatu w całości został poświęcony tematyce „Ochrony zdrowia i bezpieczeństwa”,
gdzie w art. 35 jest zapisane, że „każde państwo członkowskie instalacje niezbędne do stałego kontrolowania
poziomu promieniotwórczości powietrza, wód i gleby oraz do kontrolowania przestrzegania podstawowych
norm”. Dodatkowo Komisja zastrzega sobie prawo do „kierowania do państw członkowskich zaleceń
dotyczących poziomu promieniotwórczości w powietrzu, wodach i glebie”. Opracowanie krajowego systemu
promieniowania jonizującego powierzono Państwowej Agencji Atomistyki (PAA). A placówki wykonujące
badania w tym zakresie, określone są w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 17 grudnia 2002 r. w
sprawie stacji wczesnego wykrywania skażeń promieniotwórczych i placówek prowadzących pomiary
skażeń promieniotwórczych [2]. Skażeń promieniotwórczych środowiska i artykułów rolno-spożywczych, m.
in.: w próbkach wody przeznaczonej do picia, w żywności i paszach, prowadzone są w 29 placówkach
podstawowych i 9 specjalistycznych. Przeprowadza się pomiary następujących pierwiastków w podziale na
badania podstawowe: Cs-137, Cs-134, Sr-90 oraz specjalistyczne: Cs-137, Cs-134, Sr-90, H-3, Am-241, Pu-239.
Napięcie pracy licznika Geigera-Müllera (G-M) [5]
Praca licznika G-M zależy od wartości przyłożonego napięcia. Dla napięć małych impuls prądowy jest
bliski zeru, gdyż zjonizowane elektrony i jony połączą się zanim dotrą do elektrod. Powyżej pewnego
napięcia (tzn. napięcia progowego) można zauważyć szybki wzrost wartości. Świadczy to o tym, że
zjonizowane elektrony i jony docierają już do katody. Powyżej tej wartości przyrost liczby zliczeń wraz
ze wzrostem napięcia jest znacznie wolniejszy. W tym zakresie napięć jony ulegają przyśpieszeniu w
polu elektrostatycznym, uzyskując energie umożliwiającą jonizację kolejnych atomów. Obszar ten,
nazywany zakresem plateau. Kolejny zakres pomiarowy rozpoczyna się powyżej wartości
przyłożonego napięcia, gdzie następuje gwałtowny wzrost liczby zliczeń. Przy tak wysokich napięciach
dochodzi do wzbudzenia wyładowania ciągłego, które może doprowadzić do zniszczenia licznika [5].
2. Literatura (do zapoznania przez studenta):
[1] ttps://www.msw.gov.pl/ftp/OCK/dokumenty_Prawo_MPH/1996_10_XI_Traktat_o_calkowitym_
zakazie_prob_jadrowych, data wejścia 10.02.2015: Traktat o całkowitym zakazie prób jądrowych, Druk sejmowy nr 663
z 15 października 1998 r.
[2] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 17 grudnia 2002 r. w sprawie stacji wczesnego wykrywania skażeń
promieniotwórczych i placówek prowadzących pomiary skażeń promieniotwórczych, Dz. U. 2002 nr 239 poz. 2030
[3] DYREKTYWA RADY 2013/51/EURATOM z dnia 22 października 2013 r. określająca wymogi dotyczące ochrony zdrowia
ludności w odniesieniu do substancji promieniotwórczych w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi,
[4] Dyrektywa Rady 98/8/WE z dnia 3 listopada 1998 r. w sprawie jakości wód przeznaczonej do spożycia przez ludzi
[5] http://ilf.fizyka.pw.edu.pl/instrukcje/geiger/
CZĘŚĆ BADAWCZA
5.1.
ĆWICZENIE A
Wyznaczanie napięcia pracy licznika
Cel ćwiczenia
Wyznaczenie napięcia pracy licznika
Wykonanie ćwiczenia




Ustawić początkowe napięcie pracy licznika na 50 V
Ustawić pomiar na 100 s
Następnie włączyć pomiar
Zmieniać napięcie licznika co 50 V
Obliczenia



Uzyskane wyniki należy przeliczyć na jednostkę imps/min
Wykreślić wykres
Wyznaczyć napięcie pracy licznika
ĆWICZENIE A
KARTA PRACY A:
1.
3.
5.
Rodzaj licznika …..
2.
4.
6.
Rodzaj źródła ……
Czas połowicznego rozpadu źródła …….
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Napięcie pracy
[V]
Wartość szczytna
[ ]
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
Obliczona wartość napięcia pracy
U = (V1+V2)/2
U = ……………………
[imp/min]
% wag.
5.2.
ĆWICZENIE B
Pomiary próbek naturalnych
Cel ćwiczenia
Oznaczenie aktywności całkowitej próbki
Wykonanie ćwiczenia:



Pomiar wzorca KCl
przygotowanie próbki do pomiaru
pomiar próbki:
o czas pomiaru 300 s – powtórzeń 3
Obliczenia

ogólne obliczenia:
o sumaryczna radioaktywność w próbkach
wartość podać w jednostce imp/min/kg

dodatkowo dla gleby:
o sumaryczną aktywność beta analizowanej próbki gleby, korzystając z
następującego wzoru:
 A
Nsr. próbki  WKCl
, Bq kg-1
mpróbki
gdzie:
A – sumaryczna aktywność beta próbki,
Nśr. próbki – średnia wartość liczby zliczeń próbki,
W KCl – współczynnik kalibracyjny, który należy obliczyć wg wzoru:
WKCl 
3,7
, Bq min imp -1
Nsr. KCl
ĆWICZENIE B
KARTA PRACY B:
1.
2.
RODZAJ PRÓBKI
RODZAJ
STAN SKUPIENIA
Napięcie pracy
Rodzaj sondy
Masa próbki, kg
--- --- , --- --- --Tło
Próbka [
]
Wzorzec KCl [
]
Wynik końcowy
RODZAJ PRÓBKI
RODZAJ
STAN SKUPIENIA
Napięcie pracy
Rodzaj sondy
Masa próbki, kg
--- --- , --- --- --Tło [
]
Próbka [ ]
Wzorzec KCl [
Wynik końcowy
]
2.3 . ĆWICZENIE C
Pomiary próbek żywności i leków
Cel ćwiczenia
Oznaczenie aktywności całkowitej próbki
Wykonanie ćwiczenia:


przygotowanie próbki do pomiaru
pomiar próbki
Obliczenia
o
o
podać wartość w jednostce imp/min/kg
ĆWICZENIE C
KARTA PRACY B:
1.
2.
RODZAJ PRÓBKI
RODZAJ
STAN SKUPIENIA
Napięcie pracy
Rodzaj sondy
Masa próbki, kg
--- --- , --- --- --Tło
Wynik – [ ]
Wynik końcowy
RODZAJ PRÓBKI
RODZAJ
STAN SKUPIENIA
Napięcie pracy
Rodzaj sondy
Masa próbki, kg
--- --- , --- --- --Tło [
]
Próbka [ ]
Wynik końcowy