Файл: Кузнецов В.Ф. Сборник задач по основам войсковой дозиметрии учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4. С учетом влияния температуры и давления газа, на полняющего камеру, выражение для /о принимает вид

/ 0 = 0 ,9 2 4 -

273

Р а,

(П, 4)

V-кт в

( 2 7 6 + 1 )

760

 

где / и р — соответственно

температура (°С) и

давление

(мм рт. ст.) газа, наполняющего камеру.

5.Выражение для тока ионизационной камеры с учето

рекомбинации электрических зарядов в ее объеме

имеет вид

 

 

 

 

/ = / / « ,

 

 

 

 

(».

5)

где / — измеренное значение ионизационного тока

камеры;

 

 

/ о — значение

ионизационного

тока

без учета

рекомбина­

 

 

ции ионов;

собирания

ионов — величина, равная

 

/-—эффективность

 

 

доли ионoiB, избежавших

рекомбинации,

 

т. е. доли

 

 

ионов, достигших электродов камеры.

 

 

 

 

6. Выражение для эффективности собирания

ионов имеет

'ВИД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

=

 

 

 

 

 

(II,

6)

 

7.

Величина |, входящая в формулу

(11,6),

определяетс

выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 /

_ л _

d 2

 

 

<£_

 

 

(II,

7)

 

77 V T —760 /

К,К,

U

V

р

 

\

КгК,

 

 

где

а

— коэффициент

рекомбинации,

смг-сек~х ;

 

и

К\

и Ki — подвижности

соответственно

положительных

 

 

отрицательных ионов,

см2-в ~х -сек- 1 ;

 

 

 

U — напряжение между электродами

камеры, в;

 

 

d

— расстояние между электродами

камеры, см;

 

 

q — количество пар ионов, образующихся в 1 см3 в те­

 

 

чение

1 сек,

см~г •сек ~х ;

 

р-ч~'.

 

 

 

Р — мощность дозы гамма-излучений,

 

 

 

8.

Соотношение между напряжениями

на

электродах ка

меры и мощностями доз излучений, при которых эффектив­ ность собирания ионов сохраняется неизменной, определя­

ется

выражением.

 

 

 

ч ±

Pi

( н , fi)

 

и ,

р 1

 

 

9.

Уменьшение напряжения на конденсаторной камере при

22


воздействии на нее гамма-излучений определяется выраже­ нием

_^L_

в>

(11,9)

где п — количество пар ионов, образующихся в объеме каме­ ры в течение всего времени ее облучения;

е — заряд электрона, равный 1,6*10—19 к;

С— емкость камеры, ф.

10.Величина п, входящая в эту формулу, определяется

выражением

n = 2 ,0 8 -1 0 * ^ i

IА Д

 

 

 

(II, 10)

 

\1кт в

 

 

 

 

 

 

где У~ктсг и V-ктв— те же

значения,

что

и в формуле

(11,2);

V — объем

камеры, см3;

 

 

 

 

D —доза излучения, р

 

 

(11,9)

может

11. Используя формулу (11,10),

выражение

быть представлено в виде

 

 

 

 

 

 

M J = 3,328-Ю"10^

1

- -

D

в.

 

(11.11)

 

 

в

С

 

 

 

 

12. С учетом рекомбинации электрических зарядов в объ­

еме камеры выражение для AU имеет вид

 

 

 

MJ = 3,328 ■10~10 Ьшш.. f

d

 

в,

(11,12)

 

I1™,

 

 

с

 

 

 

где / ср— среднее значение эффективности собирания ионов.

§2. Задачи

11.1.Ионизационная камера облучается гамма-излучени­ ем постоянной интенсивности. Определить мощность дозы

(р/сек) гамма-излучения, если известно, что ток насыщения в данной камере равен 10~8 а и объем воздуха между элек­ тродами 50 см3.

11.2. Ионизационная камера с воздухоэквивалентными стенками и эффективным объемом 1200 см3 подвергается воздействию гамма-излучения постоянной интенсивности, вы­ зывающего образование 500 пар ионов в 1 см3 в течение 1 сек. Приняв, что напряжение на камере достаточно для до­ стижения режима насыщения, определить величину тока, да­ ваемого камерой.

11.3. Какова величина тока ионизационной камеры с воз­ духоэквивалентными стенками, объемом 500 см3, заполнен­

23


ной воздухом под давлением 2 атм7 Камера работает в ре­ жиме насыщения в поле гамма-излучения с мощностью дозы

100 мр/ч. Температура 20°С.

 

 

 

если

11.4.

Чему равна мощность дозы гамма-излучения,

ток насыщения в камере с воздухоэквивалентными стенками,

объемом

150 см?, равен 4-10 ~10 а. Камера

негерметична,

в

момент измерения температура воздуха равна 21°С и давле­

ние 740 мм рт. ст.

с

графитовыми,

П.5. Две ионизационные камеры, одна

другая со свинцовыми стенками, объемом

150

см?

каждая,

помещены в поле излучения Со60 (£"т сР *=1,25 Мэе)

с мощно­

стью дозы 2 р/ч. Определить токи насыщения при темпера­ туре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. Графит полагать возду-

хоэк'вивалентным материалом.

11.6. Две ионизационные камеры, одна с алюминиевыми, другая со свинцовыми стенками, объемом 200 смг каждая, по­ мещались сначала в поле гамма-излучателя с Ет =0,1 Мэе, а затем в поле гамма-излучателя с =1 Мэе с мощностью дозы 5 р/ч. Камеры негерметичны. Определить токи насыще­ ния при температуре воздуха 20°С и давлении 760 мм рт. ст.

11.7.Определить отношение ионизационных токов камеры, изготовленной из алюминия, при воздействии на нее гаммаизлучением одной и той же мощности дозы с энергией гаммаквантов, равной 0,1; 0,5 и 1,25 Мэе.

11.8.Определить отношение ионизационных токов камеры, изготовленной из свинца, при воздействии на нее гамма-из­ лучением одной и той же мощности дозы с энергией гаммаквантов, равной 0,1; 0,5 и 1,25 Мэе.

11.9.Две ионизационные камеры одинакового объема, од­ на со свинцовыми, другая с алюминиевыми стенками, поме­ щались сначала в поле гамма-излучателя с £’т =0,1 Мэе, а затем в поле гамма-излучателя с £\ =1 Мэе с одинаковой мощностью дозы излучений. Определить отношение токов на­ сыщения для обеих камер при указанных значениях энергии гамма-квантов.

11.10. Какое напряжение необходимо приложить к элек­ тродам камеры, чтобы эффективность собирания ионов при мощности дозы 100 р/ч была такой же, как и при мощности дозы 1р/ч, измеряемой при напряжении 150 в?

11.11.Эффективность собирания ионов в камере при на­

пряжении на ее электродах 25 в и при мощности дозы гаммаизлучения 30 мр/сек равна 0,8. Как изменится эффективность

собирания ионов, если напряжение на камере увеличить

до

50 в, а мощность дозы уменьшить до 15 мр/сек?

из­

11.12. Определить мощность дозы гамма-излучения,

меряемую ионизационной камерой с воздухоэквивалентными стенками, объемом 15 см3, при атмосферном давлении и тем­ пературе 20°С, если ионизационный ток равен 5-10 ~9 а, а на-

24


пряжение, приложенное к камере, таково, что при мощности дозы, равной 0,3 р/сек, эффективность собирания ионов рав­

на 0,9.

11.13. Определить ток ионизационной камеры при воздей­ ствии на нее излучением с мощностью дозы ^=400 р/ч. Объ­

ем камеры \/=200 см5, расстояние между

электродами

d —

=40 мм. Напряжение, приложенное к

электродам камеры,

<7=400 в. Коэффициент рекомбинации

а = 1,6-10 ~6 см5/сек.

Подвижность положительных ионов

в

воздухе

Кг =

= 1,3 см2/в-сек, отрицательные /<2= 1,9 см2/в-сек.

11.14. Определить напряжение, которое необходимо при­

ложить

к электродам

ионизационной

камеры,

расстояние

между

которыми

d = 30 мм, чтобы

обеспечить

эффектив­

ность собирания

ионов f, равной 0,9,

при

мощности

дозы

,Р = 400 р/ч. Значения a,

Кг и К2 приведены в задаче 11.13.

11.15. Определить напряжение, которое необходимо

при­

ложить

к электродам

ионизационной камеры,

расстояние

между которыми d = 30 мм, чтобы при мощности

дозы

Р =

=200 р/ч обеспечить ток в цепи камеры

равным

3-10~9 а.

Объем камеры К=200 см5. Значения а, Кг и Кг приведены в задаче 11.13.

11.16. Определить ток ионизационной камеры объемом К = 200 см5 при мощности дозы Р = 400 р/ч, если напряжение между электродами камеры равно 100 в. Расстояние между электродами d=- 30 мм. Значения а, Кг и Кг приведены в за­

даче 11.13.

ионизационной камеры объемом

V=

11.17. Ток в цепи

200 см5 равен 10~9 а.

Напряжение между электродами

<7=

=50 в, расстояние между электродами d = 40 мм. Опреде­ лить мощность дозы излучений, воздействующих на камеру.

Значения а, Кг и К2 приведены в задаче 11.13.

 

 

 

11.18. Определить эффективность собирания ионов в ка­

мере объемом V’=200 см5, если ток в цепи

камеры

равен

10~9 а. Напряжение между электродами <7=100 в,

расстоя­

ние между электродами d = 30 мм. Значения

а, Кг и

К2 при­

ведены

в задаче 11.13.

 

 

 

11.19.

Какова величина тока ионизационной камеры своз-

духоэквивалентными стенками, объемом 500 см5,

заполнен­

ной воздухом под давлением 10 атм? Температура окружаю­

щей среды 20°С. Камера находится на расстоянии

1 м отто­

ченного гамма-источника с активностью 324 мкюри, изготов­ ленного из Cs!37.

11.20. Негерметнчная ионизационная камера с

воздухо­

эквивалентными стенками, объемом 500 ел3,

находится на

расстоянии

1 м от точечного гамма-источника, изготовленно­

го из Ти170.

Температура воздуха равна

20°С,

давление

760

мм рт. ст. Определить активность источника, при которой

ток

в цепи камеры равен 10

а.


11.21. Ионизационная камера с воздухоэквивалентными стенками, объемом 500 см3, находится на расстоянии 1 м от точечного гамма-источника с активностью 500 мкюри, изго­ товленного из Со60. Температура воздуха 20°С. Определить необходимое давление в камере, обеспечивающее ток в ее це­

пи равным 10 а.

11.22. Негерметичная ионизационная камера с воздухоэк­ вивалентными стенками, объемом 200 см3, находится на рас­ стоянии 2 я от точечного гамма-источника, изготовленного из Na22. Температура воздуха 20°С, давление 740 мм рт. ст. Оп­ ределить активность источника, при которой ток в цепи каме­ ры равен ,10 ~10 а.

11.23. Определить активность источника, изготовленного из К40, если ток в цепи негерметичной ионизационной каме­ ры с воздухоэквивалентными стенками равен 10~10 а. Объем камеры 200 см3. Камера находится на расстоянии 1 м от ис­

точника.

Температура

воздуха

равна

—20°С,

давление

750 мм рт. ст.

 

источника,

изготовленного

11.24. Определить активность

из Со60,

если ток ионизационной камеры объемом V=200 см3,

находящейся на расстоянии R = 50 см от

источника,

равен

10~9 а. Эффективность собирания

ионов /

принять

равной

0,9.

 

камера объемом 200 см3

находится

11.25. Ионизационная

на расстоянии 0,5 м от точечного гамма-источника с актив­ ностью 50 кюри, изготовленного из Cs137. Расстояние между электродами камеры d = 40 мм. Напряжение, приложенное к электродам камеры, U = 20 в. Определить ток камеры. Значе­ ния а, К\ и Кг те же, что и в задаче 11.13.

11.26. Карманный дозиметр, изготовленный из воздухоэк­ вивалентного материала, имеет емкость 3 пф и полностью заряжен. Объем камеры равен. 1 см3. Определить дозу излу­ чения, поглощенную камерой при уменьшении напряжения на камере на 20 в, полагая / ср~ 1.

11.27. Камера карманного дозиметра с воздухоэквивалент­

ными стенками, объемом

1,2 см3, собирает электрический за­

ряд 3-10-11 к за 10 сек.

Определить мощность дозы излуче­

ний, в поле которых

находится камера, полагая / ср=0,96.

11.28. Определить

остаточное напряжение на электродах

ионизационной камеры индивидуального дозиметра после об­ лучения его дозой 50 мр. Начальное напряжение на камере 195 в, / ср~1. Камера изготовлена из воздухоэквивалентного материала и имеет размеры: длина 40 мм, диаметр 10 мм. Емкость камеры равна 1,4-10~6 мкф.

11.29. Камера карманного дозиметра с воздухоэквивалент­ ными стенками, объемом 1 см3, емкостью 3 пф, находится в течение 30 мин на расстоянии 1 м от источника Со60 с ак­ тивностью 0,5 кюри. Определить остаточное напряжение на

26