Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Ноября 2013 в 11:23, контрольная работа
Ядерные технологии и промышленное использование источников ионизирующего излучения находят все более широкое применение в различных отраслях производства.
Одной из важных областей использования источников ионизирующих излучений является ядерная энергетика.
ВВЕДЕНИЕ
3
1
Принцип работы детектора
4
1.1
Выбор детектора
9
2
Расчет чувствительности детектора
10
3
Расчет энергетической зависимости чувствительности сцинтилляционного детектора, работающего в импульсном режиме
12
4
Заключение
16
Приложение 1
17
Приложение 2
18
Список литературы
19
В первую очередь производят расчет ЭЗЧ без отверстий в фильтре. Затем считают ЭЗЧ при разных соотношениях отверстий и площади фильтра. Фотонов мягкое излучения на детектор будет попадать все равно меньше, но за счет высокой чувствительности они регистрируются. Но при этом погрешность увеличивается на 10 ‒ 20% по сравнению с фильтром без отверстий.
В данном случае, как видно из таблицы и графика, энергетическая зависимость чувствительности для «голого» детектора находится в пределах допустимой погрешности. Но поскольку детектор находиться в медном корпусе для обеспечения светонепроницаемости и уменьшения влияния электромагнитного излечения на ФЭУ, то был произведен расчет ЭЗЧ для сцинтиллятора с «фильтром» из слоя меди 1мм. При этом значительно уменьшилась погрешность за счет ЭЗЧ, особенно при малых значениях энергии гамма ‒ излучения: от 0.01 до 0.13 МэВ.
При дальнейшем увеличении энергии ЭЗЧ мало отклоняется от «голого» детектора.
Как видно из расчетов, приведенных в таблице1 ЭЗЧ необходимо производить даже тогда, когда ее значение не выходит для детектора за заданные пределы. Но необходимо учитывать чехлы, применяемые для защиты от света, и другие устройства, которые могут изменить погрешность, обусловленную ЭЗЧ [1].
Таблица 1 ‒ Энергетическая зависимость чувствительности
Eγ |
ЭЗЧо |
К.Cu 1мм |
K.Fe4мм+5% отв. |
ЭЗЧо +КСu |
ЭЗЧо. +КСu,КFe, |
0,010 |
15,57318 |
5,26E-84 |
0,062067 |
8,19E-83 |
5,08162E-84 |
0,015 |
37,14081 |
3,52E-29 |
0,062067 |
1,31E-27 |
8,11188E-29 |
0,020 |
68,6799 |
1,31E-13 |
0,062067 |
9E-12 |
5,58607E-13 |
0,030 |
146,5159 |
9,46E-05 |
0,062067 |
0,01386 |
0,000860248 |
0,040 |
269,539 |
0,017015 |
0,062092 |
4,58626 |
0,284771106 |
0,050 |
349,735 |
0,119397 |
0,065996 |
41,75724 |
2,755798706 |
0,060 |
359,9896 |
0,2832 |
0,062067 |
101,9489 |
6,327694971 |
0,080 |
244,7949 |
0,57374 |
0,278526 |
140,4485 |
39,11851603 |
0,100 |
135,1954 |
0,73823 |
0,477029 |
99,80527 |
47,60996968 |
0,145 |
40,9308 |
0,882731 |
0,705013 |
36,1309 |
25,47276992 |
0,150 |
36,07508 |
0,890746 |
0,736767 |
32,13375 |
23,6750745 |
0,200 |
14,251 |
0,937558 |
0,83241 |
13,36115 |
11,12194818 |
0,300 |
4,619491 |
0,969541 |
0,90596 |
4,478786 |
4,057602231 |
0,400 |
2,425774 |
0,982776 |
0,946216 |
2,383992 |
2,255770997 |
0,500 |
1,59184 |
0,991002 |
0,971797 |
1,577517 |
1,533025801 |
0,600 |
1,166308 |
0,996992 |
0,990627 |
1,162799 |
1,151900462 |
0,662 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,800 |
0,748882 |
1,005741 |
1,01903 |
0,753181 |
0,767513985 |
1,000 |
0,541319 |
1,011718 |
1,039623 |
0,547662 |
0,56936246 |
1,250 |
0,403247 |
1,016811 |
1,057456 |
0,410026 |
0,433583893 |
1,500 |
0,337488 |
1,021417 |
1,073986 |
0,344716 |
0,370220356 |
2,000 |
0,230703 |
1,026868 |
1,093688 |
0,236901 |
0,259096221 |
2,750 |
0,167787 |
1,031416 |
1,111241 |
0,173058 |
0,19230908 |
3,000 |
0,156116 |
1,032452 |
1,114196 |
0,161182 |
0,179588562 |
4,000 |
0,122973 |
1,034944 |
1,124388 |
0,12727 |
0,143101156 |
5,000 |
0,10499 |
1,036192 |
1,129522 |
0,10879 |
0,122880528 |
6,000 |
0,092421 |
1,036921 |
1,132958 |
0,095833 |
0,108574839 |
8,000 |
0,077096 |
1,037441 |
1,135542 |
0,079982 |
0,090823076 |
10,000 |
0,066979 |
1,037129 |
1,135542 |
0,069466 |
0,078881154 |
Заключение
В соответствии с заданием, был выполнен проект блока детектирования на основе сцинтилляционного счетчика.
В ходе выполнения курсового проекта было получено следующие результаты:
1.Расчитана площадь сцинтиллятора S= .
2. Рассчитанная минимальная и максимальная измеряемая мощность дозы блоком детектирования ; , ;
3. Определена минимальная и максимальная погрешность 10 и 12,9 %.
4. Рассчитана энергетическая зависимость чувствительности голой ионизационной камеры и ионизационной камеры с фильтрами.
Благодаря применению фильтров с материалов: меди и железа погрешность ЭЗЧ уменьшилось. [2]
Результаты занесены в таблицу расчетов
Приложения
Приложение 1. Линейные коэффициенты передачи энергии. [1] | |||||||||
Eγ |
возд |
Al |
Pb |
Sn |
Fe |
C |
NaI |
Cu |
Ti |
0,010 |
6010 |
68,6 |
1390 |
955 |
1080 |
4,5 |
484 |
1360 |
447 |
0,015 |
1680 |
19,8 |
1000 |
316 |
387 |
1,22 |
161 |
527 |
148 |
0,020 |
681 |
8,26 |
774 |
143 |
178 |
0,486 |
73,9 |
252 |
65,7 |
0,030 |
194 |
2,31 |
285 |
110 |
56,7 |
0,144 |
23,5 |
83,4 |
19,9 |
0,040 |
86,7 |
0,953 |
136 |
72,9 |
24,7 |
0,073 |
31 |
37,2 |
8,55 |
0,050 |
52,2 |
0,489 |
75,5 |
46,6 |
12,7 |
0,053 |
21 |
19,6 |
4,33 |
0,060 |
38,9 |
0,292 |
46,5 |
31,1 |
7,48 |
0,047 |
14,4 |
11,5 |
2,51 |
0,080 |
30,9 |
0,146 |
21,5 |
15,5 |
3,21 |
0,046 |
7,33 |
4,96 |
1,08 |
0,100 |
30 |
0,101 |
25,3 |
8,75 |
1,7 |
0,048 |
4,18 |
2,62 |
0,58 |
0,145 |
31,9 |
0,076 |
13,8 |
3,21 |
0,668 |
0,054 |
1,61 |
0,973 |
0,252 |
0,150 |
32,2 |
0,075 |
12,9 |
3,05 |
0,618 |
0,055 |
1,5 |
0,911 |
0,238 |
0,200 |
34,5 |
0,073 |
7,09 |
1,46 |
0,376 |
0,06 |
0,733 |
0,514 |
0,165 |
0,300 |
37,1 |
0,076 |
2,94 |
0,606 |
0,263 |
0,065 |
0,307 |
0,332 |
0,135 |
0,400 |
38,1 |
0,077 |
1,93 |
0,378 |
0,238 |
0,066 |
0,194 |
0,279 |
0,129 |
0,500 |
38,4 |
0,078 |
1,08 |
0,294 |
0,23 |
0,067 |
0,151 |
0,264 |
0,126 |
0,600 |
38,1 |
0,076 |
0,811 |
0,253 |
0,223 |
0,067 |
0,129 |
0,254 |
0,124 |
0,662 |
37,8 |
0,076 |
0,73 |
0,24 |
0,22 |
0,066 |
0,122 |
0,249 |
0,122 |
0,800 |
37,2 |
0,075 |
0,55 |
0,212 |
0,214 |
0,065 |
0,108 |
0,24 |
0,119 |
1,000 |
36,1 |
0,072 |
0,429 |
0,19 |
0,204 |
0,063 |
0,097 |
0,229 |
0,115 |
1,250 |
34,4 |
0,069 |
0,363 |
0,176 |
0,196 |
0,06 |
0,089 |
0,217 |
0,11 |
1,500 |
32,8 |
0,066 |
0,313 |
0,165 |
0,187 |
0,057 |
0,084 |
0,208 |
0,104 |
2,000 |
30,2 |
0,061 |
0,277 |
0,153 |
0,174 |
0,053 |
0,078 |
0,194 |
0,098 |
2,750 |
27,4 |
0,056 |
0,269 |
0,149 |
0,163 |
0,048 |
0,076 |
0,182 |
0,092 |
3,000 |
26,6 |
0,055 |
0,268 |
0,149 |
0,161 |
0,046 |
0,075 |
0,181 |
0,09 |
4,000 |
24,2 |
0,051 |
0,281 |
0,154 |
0,156 |
0,042 |
0,076 |
0,178 |
0,086 |
5,000 |
22,5 |
0,049 |
0,299 |
0,161 |
0,156 |
0,039 |
0,08 |
0,179 |
0,085 |
6,000 |
21,3 |
0,047 |
0,313 |
0,168 |
0,157 |
0,036 |
0,083 |
0,183 |
0,085 |
Приложение 2. Линейные коэффициенты ослабления γ-излучения. [1] | |||||||||
Eγ |
возд |
Al |
Pb |
Sn |
Fe |
C |
NaI |
Cu |
Ti |
0,01 |
6220 |
69,9 |
1390 |
977 |
1330 |
4,82 |
499 |
1910 |
490 |
0,015 |
1870 |
20,2 |
1210 |
322 |
440 |
1,55 |
165 |
653 |
157 |
0,02 |
876 |
8,61 |
939 |
145 |
196 |
0,83 |
74,8 |
296 |
68,8 |
0,03 |
393 |
2,7 |
323 |
292 |
61,3 |
0,495 |
24,2 |
92,9 |
21,1 |
0,04 |
283 |
1,33 |
151 |
138 |
26,8 |
0,419 |
66,7 |
41,2 |
9,27 |
0,05 |
243 |
0,861 |
82,1 |
75,1 |
14,2 |
0,389 |
37 |
21,8 |
4,95 |
0,06 |
224 |
0,656 |
50,8 |
45,8 |
87,2 |
0,371 |
22,8 |
13,2 |
3,1 |
0,08 |
204 |
0,489 |
23,6 |
20,9 |
4,22 |
0,349 |
10,4 |
6,17 |
1,62 |
0,1 |
193 |
0,424 |
60,3 |
11,4 |
2,6 |
0,333 |
5,68 |
3,66 |
1,09 |
0,145 |
174 |
0,362 |
24,6 |
4,5 |
1,51 |
0,302 |
2,26 |
1,88 |
0,7 |
0,15 |
172 |
0,356 |
21,8 |
4,07 |
1,39 |
0,299 |
2,06 |
1,79 |
0,68 |
0,2 |
158 |
0,321 |
10,7 |
2,17 |
1,06 |
0,274 |
1,11 |
1,28 |
0,55 |
0,3 |
137 |
0,278 |
4,25 |
1,1 |
0,833 |
0,238 |
0,565 |
0,946 |
0,45 |
0,4 |
123 |
0,248 |
2,44 |
0,787 |
0,717 |
0,214 |
0,403 |
0,811 |
0,4 |
0,5 |
112 |
0,226 |
1,7 |
0,647 |
0,646 |
0,196 |
0,332 |
0,728 |
0,39 |
0,6 |
104 |
0,209 |
1,33 |
0,566 |
0,595 |
0,181 |
0,289 |
0,668 |
0,36 |
0,662 |
100 |
0,201 |
1,18 |
0,531 |
0,57 |
0,173 |
0,271 |
0,638 |
0,32 |
0,8 |
91 |
0,184 |
0,952 |
0,473 |
0,52 |
0,159 |
0,241 |
0,581 |
0,29 |
1 |
82 |
0,165 |
0,771 |
0,414 |
0,467 |
0,143 |
0,211 |
0,522 |
0,26 |
1,25 |
73 |
0,148 |
0,658 |
0,368 |
0,422 |
0,128 |
0,187 |
0,472 |
0,24 |
1,5 |
67 |
0,135 |
0,577 |
0,334 |
0,381 |
0,116 |
0,179 |
0,427 |
0,22 |
2 |
57 |
0,116 |
0,508 |
0,297 |
0,333 |
0,1 |
0,15 |
0,374 |
0,19 |
2,75 |
47 |
0,099 |
0,476 |
0,272 |
0,291 |
0,083 |
0,136 |
0,33 |
0,16 |
3 |
46 |
0,096 |
0,486 |
0,266 |
0,284 |
0,08 |
0,134 |
0,32 |
0,16 |
4 |
40 |
0,084 |
0,472 |
0,259 |
0,26 |
0,068 |
0,128 |
0,296 |
0,14 |
5 |
36 |
0,076 |
0,481 |
0,257 |
0,248 |
0,061 |
0,127 |
0,284 |
0,13 |
6 |
33 |
0,072 |
0,494 |
0,26 |
0,24 |
0,056 |
0,127 |
0,277 |
0,13 |
8 |
29 |
0,066 |
0,52 |
0,269 |
0,234 |
0,049 |
0,13 |
0,272 |
0,12 |
10 |
26 |
0,063 |
0,55 |
0,281 |
0,234 |
0,044 |
0,134 |
0,275 |
0,12 |
Использованная литература
[1] Афанасьев А.В., Гуманный В.В., Мясоедов «Основы Ядерной Физики и Дозиметрии»
[2] И.В.Савченко «Теоретические Основы Дозиметрии»
[3] Б.П.Голубев «Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений».
[4] В.А.Москаленко, В.В.Смоленцев «Теоретические основы корабельной дозиметрии». Часть 1. Ионизационный метод излучений.
[5] В.Е.Левин, А.П.Хамьянов «Измерение ядерных излучений».
[6] www.referatua.net
[7] www.bestreferat.ru
[8] www.cultinfo.ru
[9] И. И. Смола «Основы ядерной электроники». Часть 2. Схемотехника средств радиационного контроля.
[10] Пушкин С.Б. «Основы дозиметрии»