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: 90

Скачиваний: 0

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

Для большинства сцинтилляторов, используемых на прак­ тике, 7'«1. При непосредственном контакте сцинтиллятора с фотокатодом коэффициент В ~ 1. При использовании ФЭУ с сурьмяно-щезиевым фотокатодом коэффициент е может быть также принят равным единице. В этом случае формула (IV,9) упрощается и принимает вид

F

(IV, 10)

J — — р- Мэе!электрон.

ng

На практике часто вместо этой формулы пользуются форму­ лой следующего вида

/ =

10_3 Мэе;электрон,

(IV, И)

где — световой выход относительно антрацена.

7. Используя формулы (IV,1), (IV,5), (IV,6) и (IV,7 ),вы­ ражение для I может быть написано в виде

/ = 2,4-10“ 16

-/>(1

а .

(IV, 12)

f 'P c

**Р кт в

 

 

8.При использовании тонких сцинтилляторов, для кото­

рых [ic dc <<. 1, это выражение упрощается и принимает вид

/ =

2,4-10“15 A f iLlV;'У— Р =

2,4' Ю -’5

 

Р а,

 

 

f'Y'Kmt

 

 

f

P * m в

где

Ос- -то же значение,

что и в формуле

(IV,3);

(IV, 13)

 

*ктс

Рс

- массовый коэффициент передачи

энергии гамма-

 

излучений в сцинтилляторе, смР-г

-1

 

 

 

выраже

9. Для немокохроматического гамма-излучения

ние для

/ имеет вид

 

 

 

 

 

I

Cl М Р

S

Рк/нс i П1

а.

(IV, 14)

 

— 2,4-10-15— £— -

----------

 

 

/

i—m

 

 

 

 

2

РкшВ!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i= 1

 

 

В полупроводниковых счетчиках, в отличие от сцинтилляционных счетчиков, осуществляется непосредственное преоб­ разование энергии ионизирующих излучений в электрический

* Значения

i

для

некоторых типов сцинтилляторов

приведены в

табл. 11 приложения.

 

антрацена и йодистого натрия

для различных

** Значения

с для

Е^ приведены

в табл.

10

приложения.

 

38


ток. В настоящее время наиболее широкое применение для дозиметрии ионизирующих излучений получили полупровод­

никовые счетчики с л-р-переходом.

 

 

10. Выражение для

тока

в цепи полупроводникового счет­

чика с л-р-переходом

(при рпб?п<С; 1)

имеет вид:

а) при воздействии на счетчик монохроматического гам­

ма-излучения

 

 

 

 

7 = 2,4-10**16-~-

• ^ - п Л

а,

(IV, 15)

 

г

\\-ть

 

 

где Ga —S„ d„ pn — масса чувствительной

области полупро­

водникового счетчика,

г;

е— работа, затрачиваемая на образование од­ ной пары (электрон-дырка), равная для кремния 3,5-10 —6 Мэе;

Рктп* и Р*тв~~ массовые

коэффициенты

передачи энер­

гии гамма-излучений соответственно в ма­

териале счетчика и в воздухе,

см2-г~';

Р — мощность

дозы гамма-излучений, р-ч-1;

б) при воздействии на счетчик немонохроматического гам­

ма-излучения

f--m

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

г>

1Ал-тп( * ^ i

а,

(IV, 16)

/ — 2,4-10 |5 — ~ -

--------- - Р

еi—m

 

(=1 гкт\н

где

л,-— квантовый выход.

11. Выражение для частоты следования импульсов тока в

цепи

полупроводникового счетчика с л-р-переходом (при

 

I) имеет вид:

а) при воздействии на счетчик монохроматического гам­

ма-излучения

 

 

N - 1,5-10*

-Р,

(IV, 17)

k Е,

kKmB

 

где Gn , pA.mB, Р — те же значения, что и в формуле (V, 15);

k

— коэффициент, определяемый выражением

/Гт

(IV,2),

с заменой в нем dc на dn ;

— энергия

гамма-квантов, Мэе;

массовый коэффициент ослабления гаммаизлучений материалом полупроводникового счетчика, см2-г~1 ;

*Значения ркшп кремния для различных Е^ приведены в табл. 12

приложения.

** Значения ;лтп кремния для различных Я, приведены в табл. 12 Приложения.

39



б) при воздействии на счетчик немонохроматического гам­ ма-излучения

 

 

/—Ш

 

 

г,

Pmn; tl'i

 

 

N = 1,5-10*

------------ р,

(IV,18)

 

к

 

 

где

— квантовый выход;

(=1

 

 

 

m — число гамма-линий.

 

 

§ 2.

Задачи *

 

IV.

1. Определить частоту следования импульсов напря­

жения,

снимаемых с выхода сцинтиллядионного счетчика при

воздействии на него монохроматического гамма-излучения с

=1

Мэе и Р = 10 мр/ч. Сцинтиллятор изготовлен из антра­

цена с размерами 5= 3 см2 и d = 2 мм.

расстоя­

IV.2. Сцинтилляционный

счетчик находится на

нии 1 м от точечного источника с активностью 324 мкюри, из­ готовленного из Cs137. Определить частоту следования им­ пульсов напряжения, снимаемых с выхода счетчика. Матери­ ал и размеры сцинтиллятора те же, что и в предыдущей за­

даче.

IV.3. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоянии 1 м от точечного источника, изготовленного из Ти170. Опреде­ лить активность источника, при которой на выходе счетчика

возникают импульсы напряжения с частотой

12 000 имп/мин.

Сцинтиллятор изготовлен из антрацена с

размерами 5 =

= 1,5 см2, d —2 мм.

IV.4. Сцинтилляционный счетчик находится в поле точеч­ ного источника с активностью 50 мкюри, изготовленного из Со60. Определить расстояние от источника до счетчика, при котором на его выходе возникают импульсы напряжения с

частотой 36 000 ими!мин. Сцинтиллятор изготовлен из

антра­

цена с размерами S=3 см2

и d = 2 мм.

 

IV.5. Сцинтилляционный

счетчик находится на расстоянии

1 м от точечного источника

с активностью 20 мкюри,

изго­

товленного из Na22. Определить объем сцинтиллятора, изго­ товленного из йодистого натрия, при котором на выходе счет­

чика

возникают импульсы

напряжения

с

частотой

60 000 имп/мин.

 

 

расстоя­

IV.6. Сцинтилляционный счетчик находится на

нии

1 м от точечного источника,

изготовленного

из

К40. Оп­

* При решении задач данной главы максимальную энергию электро­ нов, образующихся в сцинтилляторе или в чувствительной области полу­ проводникового счетчика в результате воздействия на них гамма-излу­ чений, следует полагать равной энергии гамма-квантов Е .

40


ределить активность источника, при которой на выходе счет­ чика возникают импульсы напряжения с частотой 600 имп/сек. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с размерами S=3 см2 и d = \ мм.

IV.7. Определить электрический заряд, приходящийся на каждый импульс тока сцинтилляционного счетчика, при воз­ действии на сцинтиллятор, изготовленный из антрацена, мо­

нохроматическим гамма-излучением

с

Е-> =1

Мэе. Коэффи­

циент усиления ФЭУ равен 105.

Толщина

сцинтиллятора

^ = 5 мм.

 

g = 2°/0. Определить

IV.8. Квантовый выход фотокатода

конверсионную эффективность сцинтиллятора, изготовленно­

го из стильбена.

1V.9. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтиллятор, изготовленный из антраце­ на, монохроматическим гамма-излучением с Е1 =1,5 Мэе. Коэффициент усиления ФЭУ равен 105. Толщина сцинтилля­ тора d=4 мм. Частота следования импульсов Ы =\№ сек~\

IV.10. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излуче­ ния с Е1 =1 Мэе и Я=10 р/ч. Сцинтиллятор изготовлен из йодистого натрия с размерами S=3 см2 и d = 2 мм. Коэффи­ циент усиления ФЭУ равен 105.

IV.il. Определить толщину сцинтиллятора, изготовленно­ го из йодистого натрия с площадью S = 3 см2, обеспечиваю­ щего получение среднего значения анодного тока ФЭУ рав­ ным 10 мка при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излучения с Е-, =0 Мэе и Р—10 р!ч. Коэффициент усиления ФЭУ равен 105.

IV.12. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ при воздействии на сцинтилляционный счетчик гамма-излуче­ ния с Е, =1,5 Мэе и Р = 50 р!ч. Сцинтиллятор изготовлен из

антрацена с размерами S = 3 см2

и d = 5 мм.

Коэффициент

усиления ФЭУ равен 105.

 

на расстоя­

IV.13. Сцинтилляционный счетчик находится

нии 0,5 м от точечного источника с активностью

1500 мкюри,

изготовленного из Cs137. Материал

и размеры сцинтиллятора,

а также коэффициент усиления ФЭУ, те же, что и ® преды­ дущей задаче. Определить среднее значение анодного тока ФЭУ.

IV. 14. Сцинтилляционный счетчик находится на расстоя­ нии 1 м от точечного источника, изготовленного из Мп54. Оп­ ределить активность источника, обеспечивающего получение среднего значения анодного тока ФЭУ равным 5 мка. Сцин­

тиллятор

изготовлен из йодистого

натрия

с размерами

S —3 см2 и d—5 мм. Коэффициент усиления

ФЭУ равен 105.

IV.

15. Сцинтилляционный счетчик находится в поле точеч­

ного источника с активностью 2,5

кюри, изготовленного из

41