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
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