文档介绍：该【【实验名称】放射性涨落误差测量 】是由【泰山小桥流水】上传分享，文档一共【11】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【【实验名称】放射性涨落误差测量 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。【实验名称】放射性涨落偏差的丈量
一、实验目的
观察、认识放射性涨落放射性涨落偏差的规律,认识放射性涨落偏差的丈量方法。经过对放射性涨落偏差的观察,加深对放射性的衰变特征的认识,增添感性的认识。
二、放射性的涨落偏差
放射性的原子核衰变是个随机过程,一种射性元素原子核不是同时所有衰变,而是:有先有后。对每一原子核不知在何时衰变,但从大批的观察、统计来看,它依据着某一规律就是说是微世界里的自然现象。我们将放射性的这类由放射性涨落引起的偏差,称之为涨落偏差,或称之为放射性统计偏差。这类偏差拥有有时偏差的性质。所以,我们平时取它的均方根偏差作为标准偏差。由下式表式。
M2
NN1
i1
M
式中:
Ni——第1次的计数;
——重复丈量的次数:
——M次丈量均匀值。相对偏差由下式表示
N
1
1
N
N
N
从公式上可以看出
N越大,相对偏差就越小。如要求相对偏差<1%,则计数N应不小于
1000。而欲使偏差<%,则计数N应大于106。
三、丈量步骤
()。
B4型放射性测井仪
图3-1
放射性测井实验仪器联接
,即可开启仪器电源按钮,使测试仪器预热
15~30分钟,
以达到稳固的工作状态。
.预热达成,按测试仪器的操作步骤进行地面测试面板的校正。
,即可开启仪器面板上“下井”电源开关,“校准”档位变换至“测井”档
位,“地面”档位变换至“测井”档位,其他旋钮旋至相应的档位,即可以开始丈量。
,到30秒,仪器即报响,测值稳
定的显示在仪器面板上的计数显示器上,读值作好记录即可。
四、数据整理及计算
按统计要求,应进行1000次的丈量读值。实验中,主要以认识、观察放射性涨落偏差的变化规律。学****掌握基本的放射性仪器的操作、丈量方法。所以,只进行合适的丈量次数。
整理计算以下
一次丈量所得的计数为
X、X出现的次数即它的频数为
UX,频数与观察次数M之比,即
Ux/M是计数为X这一事件出现的频率。最后将丈量计算的数值制成表格
(见表3-1)
表:3-1
放射性丈量数据
X
Ux
X
ux
X
Ux
X
Ux
27
2
38
2l
49
56
60
16
28
0
39
23
50
54
6l
6
29
O
40
23
51
5l
62
15
30
2
4l
23
52
52
63
8
3l
3
42
36
33
33
64
7
32
5
43
36
48
48
65
1
33
5
44
37
40
40
66
3
4
10
45
54
34
34
67
2
35
9
46
8
17
17
68
l
36
ll
47
63
19
19
69
0
37
11
48
9
15
15
70
1
由表中的数值可以计算出均匀计数为:
u
0
次
秒
/20
u
0
注:实验采纳的实验仪器为:
84型放射性测井仪。
将上边表格中的数值用直方图表示,即:频数分布图
(见图3-2)
图3-2频数分布图
由频数UX的分布图可看出以下规律:
1.
在1000次丈量中,读数在均匀值周边出现的次数多,
离均匀值越远出现的次数越少,
且小于
27和大于
70的数一次也未出现。
2.
频数随计数
X的分布对称于X的均匀值。
附录:放射性丈量中常用的单位及放射性防范
一、居里——放射性强度的单位
必定量放射性核素(核素是在其核内拥有确立数目的中子和质子的一种原子
)的放射性
强定义为:单位时间内该核素中发生自觉核变化的次数
(这里“核变化”一词,是指该核素
的衰变或同质异能跃迁)。这样,放射性强度就以简单而又正确的方式,对放射性核素的主
要特色——放射性衰变,作出了定量的描述。
放射性强度的专用单位为居里
(记作Ci);
l居里=×1010~秒-1)
放射性核素的放射性强度
(居里)和该核素的数目(克)之间存在简单的关系,可以相互换
算,若核素的放射性强度是
1居里,其相应的原子数以
1
λ表示,则
N表示,衰变常数以
(
λN1)=×1010~秒-1)
(1)
由此获取相当于
1居里放射性强度的同位素核的数目是
N1
1010
T
(2)
由阿伏伽德罗常数
(1克原子的任何物质含有
×1023个原子)可以求出相当于
1居
里强度的质量(克)是:
M1
N1A
AT
(3)
1023
1023
式中:
——原子量:
T——半衰期(以秒为单位)。
当T以天为单位时,相当于1居里放射性物质的克数的关系式为:
(4)
居里单位太大,常用它的导出单位:
毫居里=1×10-3居里
微居里=1×10-6居里
(注:1975年国际计量委员会作出决定,为使放射学的研究方便,采纳国际单位制。用贝克勒尔(符号BG)取代居里,一贝克勒尔定义为放射性核素每秒衰变一次。并改称放射性强度为活度)。
二、毫克镭当量
1910年在国际会议上确立,按γ射线强度的比较来确立镭的数目,并表示成毫克镭当
量。
确立的过程是这样的:在同一丈量条件下丈量样品和已知镭含量的标准源的
γ辐射强
度,利用下式定出样品中镭的数目。
m标准
I样
(5)
I标
式中:
——待测样品中镭的数目,以毫克镭当量表示:
m标准——标准源的镭毫克数;
I样和I标——分别表示样品和标准源r辐射强度。
60
γ放射性物质的γ射线在空气等效电离室中所产生的电离度,与1毫克镭和它的衰变产物达
到均衡时,在完整相同的状况下所产生的电离度相同,那么,这类γ射性物质的放射量就称
为1毫克镭当量。
所以,毫左镭当量这个单位,对与其衰变产物处于均衡的镭来说,它表征了镭的数目(毫
克);而对其他放射性同位向来说,它只表征了在必定的详尽条件下γ辐射的作用。
三、放射性物质的浓度单位
对于固体物质中放射性元素的含量,
常常用重量浓度作单位,
即1克岩石或矿石中放射
性物质所占的克数,用“克放射性物质/克岩石”表示。或用百分数表示。比方矿石中含有
1%的铀,,或1000克矿石中含有1克铀。
液体或气体中放射性物质的浓度以体积浓度表示,即单位体积中放射性物质的数目或强度,如克/升、毫克/升、居里/升、微居里/升等。
液体平和体中氡的浓度以居里/升表示。在实质工作中这样的单位太大,常用其导出单位爱曼表示:
爱曼=10-10居里/升
四、胸襟辐射的物理量和单位
放射性物质的重要特色之一是不停地放出射线,所以不仅要胸襟放射性物质,并且量它们所产生的幅射。能流量密度率,照耀量和照耀量率就是描述这方面特色的几个物连
(一)能流量密度率
以单位时间经过该点单位截面积上所有粒子能量的总和(不包含静止能)来定义。即:
ni
i
(6)
I
t
ds
式中:
ni——在时间△t内经过截面积为
ds的第i种粒子的数目;
∑i——第i种粒子的能量。
能流量密度率常常以兆电子伏/厘米
2·秒、尔格/厘米
2·秒为单位,它适用于各种致
辐射,只要指出所有各点的能流量密度率,使可以对辐射场作基本的物理描述。
(二)照耀量和照耀量率
γ射线(或x射线)与空气相互作用,因为光电汲取,康普顿一点有训散射和生成对三种效应,产生次级电子。这些次级电子可使空气电离,形成正负离子,明显,辐射强,形成的
离子多,辐射弱,形成的离子少。照耀量(x)就是对x或γ辐射依据其产生电离子的领而作出的一种量度,用来表x或γ辐射源在空气中形成的辐射场。
照耀量x定义为:
dQ
dm
(7)
此中dQ是当光子在质量为
dm的某一体积元内的空气中开释出来的所有电子
(负电子和
正电子)被完整阻挡于空气中时,在空气中形成的一种符号的离子总电荷的绝对值。
照耀量的量纲是库仑/千克,专用单位是伦琴,
1
伦琴=×10-4
库仑·千克-1
(8)
因为一库仑=3×109CGSE,所以
1给琴
104
3
109CGSE
1000克
=1CGSE/
克
这表示在
1伦琴照耀量的作用下,1千克空气中形成任何一种符号
(正或负)离子的总电
×10-4库仑;
克空气中(标准状态下体积为一立方厘米
)形成
任何一种符号(正或负)离子的总电荷为一个静电单位。
己知一个离子的电荷等于
×10-10CGSE,则一个静电单位电量的离子对数目等于,
1/×10-10=×109y离子对
空气中形成一对离子所耗费的均匀能量约为
34eV:则一伦琴时,一克空气汲取的能量
为:
E
(MeV/克伦琴)
(尔格/克伦琴)
XE——称为伦琴的换算要素。
照耀量率()是单位时间里照耀量,表示成微商的形式
dx/dt
(10)
dx
——时间间隔dt内照耀量的增量。
照耀量率常用的单位是伦琴/小时,微伦琴/小时
(即伽马)及微伦琴/秒等。
(三)照耀量与能流量密度率的关系
先考虑单能γ辐射的简单状况。在空气中
A处取一截面积为ds,厚
度为dx的一小体积元,如图
。假如在时间△t内,经过ds
的光子数为n,光子的能量为
hv,那么A点的能流量密度率是
I
nh
(兆电子伏·厘米
-2·秒-1)
(11)
ds
t
与能流量刻度关系
而A处的照耀量率是
dQ/dm
t
由前述伦琴的换算因数
XE可知,照耀量与空气汲取的辐射能量直接有关,因为
d
dE/dm,则
E
dE/dmtE
(12)
因为
adm/EdxdEaEdx
dmpdssx
代入上式,有
aEd
1anh
(13)
dsdtE
1
I
E
dst
E
式中:
——△t时间经过体积元的光子总能量,等于n·hv;
dE——相应时间里该体积元汲取的能量:
-1
——空气的密度;
XE——伦琴的换算要素。
以上关系可以推行到放射多种能量γ光子的一般状况。依据Inh(
dst
米--1)式,对于能量为hvi的第i种光子,应该有
1anihvi
(14)
E
tds
总照耀量率应该是各种光子照耀量率乞降
1
1
aiihvi
(15)
i
Epdst
,当能量在
~,空气的汲取系数可以近似地以为是一常数(u
a=×10-5±×10-5
厘米-1),于是式(12)中的μi可以从总和符号中提出为,
这就表示,
在上述的能量区间里照耀量率与能流量密度率有近于正比的关系。
(四)点源γ辐射照耀的量率的计算
由式(15)
,强度为m居里的点源在距离为R处的γ辐射照耀量可以表示为
m
nihvi
i
1(伦琴/
秒)
(16)
4R2
E
式中:
m××1010——每秒衰变数(秒-1):
ni——每次衰变放出能量为
hv量子的几率;
μi——能量为hV的量子在空气中的汲取系数
(厘米-1):
πR2——半径为R的球面积(厘米2)。
若hV以兆电子伏为单位,时间以小时为单位,则有
m
1010
nihviai
4
R2
3600伦琴/小时
niai伦琴/小时
(17)
R2
由上式可知,点源的照耀量率与放射率性强度(m)成正比,与距离的平方成反比。
五、放射性防范
放射性辐射对人体的危害是不行忽视的,工作中一定注意防范,为了保证工作人员的安在《放射性防范规定》中提出了各项安全措施,下边依据规定,对最大允许剂量、最大允许
浓度和防范的基根源则作以介绍。
一、最大允许剂量和最大允许浓度
射线对生物机体的危害程度与物体汲取的辐射能量直接有关。
物体单位质量所汲取的能
量称为汲取剂量。汲取剂量的专用单位为拉德
(rad)
,一拉德=102焦耳/千克:
100尔格/
克。
在相同的汲取剂量下,因为射线性质和照耀条件的不一样,对生物机体的危害程度也不一样。
比方在汲取剂量相同时,α射线的危害性要比
γ射线大十倍。为此在防范中平时采纳剂量当
量来一致衡量各种射线的危害性。剂量当量的专用单位为雷姆
(rem),计算公式为H=DQN,
式中D为汲取剂量,单位是拉德;
Q为性质系数,对β或γ射线内外照耀而言Q=1,对二射
线内照耀而言Q=10;N为其他修正系数,对外照耀而言
N=1;H为剂量当量,单位为雷姆。
明显接受的剂量当量越大对人体的伤害也就越明显。
为了保证安全,拟定了一个可以容
许人体接受剂量,即最大允许剂量。它是依据射线对人体伤害的资料和对动物进行实验的结
墨而确立的。从现代科学知识来看,这样大的剂量在人的一世中不会引起人体的明显伤害。
依据当前规定,最大允许剂量有年积累剂量和周累剂量等,如与雷姆/年,
雷姆/周。
这些规定不是一模一样的,跟着科学技术的发展和对幅射防范知识的不停深入,
可以规定新
的合理的标准。
依据最大允许剂量可以算出放射性物质在水或空气中的最大允许浓度。
最大允许浓度是
指在该浓度下的放射性物质,
进入人体后在器官中或在整个机体中所产生的剂量均在允许剂
量范围以内。按当前规定,坑道或矿井中氡的最大允许浓度为
1×10-10居里/升。
二、防范基根源则
依据辐射对人体产生危害的门路,
辐射防范的基根源则是:
减少体外照耀和防范放射性
物质进入体内。
(一)减少体外照耀
不一样射线采纳不一样方法。
对α射线可用工作服或橡皮手套挡住。
β射线可用
右的有机玻璃或铝等物质挡住。
γ射线则一定用必定厚度的铅屏来减弱其辐射。
其他对γ射线而言,缩短照耀时间和增大放射源与工作人员之间的距离也是减少体外照
射的两种重要方法,因为γ射线平时不可以完整障蔽,
采纳这些方法可以有效地减少
γ射线对
人体的照耀,使工作时接受的剂量当量不超出最大允许剂量。
(二)防范放射性物质进放人体内
放射性物质可以经过(1)
吸入放射性气体和尘埃,
由呼吸器官进入体内。(2)
吞入射性物
质污染的水或食品,由消化器官进入人体内。
(3)放射性物质由伤害的皮肤伤口,经过血液
循环进入人体内。为了防范放射性物质进入人体内一定注意以下几点:
.工作地点空气中放射性物质的浓度不可以超出最大允许浓度。为此,工作场所要有可
靠的通风装置。使空气新鲜,实验室中能引起放射性尘埃或气体的操作应在通风橱内进行。
。衣服可将α射线所有挡住。配带有效的防尘口罩,
防范氡子体等有害物质进入体内。这是矿山工作人员一项必需的防范措施。
,在坑道、矿井和实验室中禁止吸烟、吃东西和饮水。
.从事放射性物质的操作要当心,防范放射性物质泼、溅、散。接触放射性物质时要戴上手套,事后手要冲刷干净。
.注意安全生产、防范伤害。带有伤口的手不要接触放射性物质,应等伤口愈合后再
进行工作。
三、其他问题
要进行有效的防范,一方面要认识工作地点放射性物质的浓度和辐射强度,另一方面要认识工作人员的健康状况,所以一定进行按期的剂量丈量和健康检查。
检查中发现的问题,一定依据放射性防范规定采纳有效措施,及时办理。
工作中只要注意防范、遵守各项规定,辐射对人体的危害是可以防范的。
附录一
γ射线在空气中的汲取系数
射线能量
μ空
射线能量
μ空
射线能量
μ空
MeV
MeV
MeV
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
60.
×10-5
附录二
不一样时期花岗岩中Ra、Th、K含量
岩石(芬兰花岗岩)
Ra(10-10%)
Th(10-4%)
K(%)
1.
最古老的
2.
中等的
3.
最新的
附录三岩石中放射性元素的含量
附录四
几种物质的密度
资料
密度(克/厘米3)
资料
密度(克/厘米3)
空气
石墨
成肤
--
玻璃
—
纸
—
铝
塑料
钢
—
橡皮
--
铁
硬橡皮
铜
石英
铅
混凝土
—
附录五
几种常用同位素的Y常数(KY)和半衰期(T)表
元素
Kγ
T
元素
Kγ
T
24Na
140Ba
天
59Fe
天
144Ce
天
60CO
年
154Eu
年
64Cu
时
155Eu
年
65Zn
244
天
170Tm
天
95Zr
65天
192Ir
天
106Rh
30秒
198Au
天
113Sn
118
天
210pb(Rad)
年
124
60天
210
-5
天
Sb
PO
×10
125Sb
226Ra
年
13lI
228Th
年
133Xe
天
234Th
天
134Cs
年
241Am
年
137Cs
30年
伦琴厘米2
Kγ的量纲为:
小时毫居里
-