Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения

Реферат: Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения
РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

При работе различных источников ионизирующих частиц взаимодействие первичного, вторичного и рассеянного излучения с элементами воздуха может приводить к образованию в нем радионуклидов. В воздухе возможно образование большого числа радионуклидов, но основной вклад в наведенную активность воздуха дают радионуклиды, приведенные в табл. 15.1. В четвертом столбце этой таблицы указан основной тип… Читать ещё >

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Наведенная активность воздуха

При работе различных источников ионизирующих частиц взаимодействие первичного, вторичного и рассеянного излучения с элементами воздуха может приводить к образованию в нем радионуклидов. В воздухе возможно образование большого числа радионуклидов, но основной вклад в наведенную активность воздуха дают радионуклиды, приведенные в табл. 15.1 [6, 9, 11]. В четвертом столбце этой таблицы указан основной тип распада радионуклида, символ К соответствует К-захвату орбитального электрона. В пятом столбце указаны значения энергий групп наиболее интенсивных частиц, испускаемых при распаде, а в шестом — энергии основного гамма-излучения. В скобках в пятом и шестом столбцах указаны квантовые выходы соответствующего излучения (анн — соответствует аннигиляции).

Таблица 15.1.

Основные характеристики радионуклидов, образующихся в воздухе

Радионуклид.

^½.

X, 1 /ч

Тип распада.

Е, МэВ (квантовый выход, %).

Частицы.

у-излучение.

" с.

0,34 ч.

2,04.

р+;К.

0,959 (99).

0,511 (200 анн).

':с.

5730 л.

1,38 • 10-8

Р".

0,156(100).

>

9,96 м.

4,18.

Р+

1,25 (100).

0,511 (200 анн).

*N.

7,13 с.

Р"; у;

а.

  • 10,42 (26); 4,29 (68); 3,3 (4,9)
  • 1,7 (0,06)

2,75(1); 6,13(69); 7,11(5).

'•7 N.

4,16 с.

Р"; у;

п

  • 8,68(1,6); 7,81 (2,6); 4,1 (95)
  • 0,4(45); 1,21 (45); 1,81 (5)

0,87 (3); 2,19(0,5).

150 8 W

2,05 м.

20,3.

р+

1,74(100).

0,511 (200 анн).

  • 41 Аг
  • 18 АГ

1,82 ч.

0,382.

Р"; у;

2,49 (08).

1,294 (99).

В габл. 15.2 приведены допустимые объемные активности (ДОА) радиоактивных веществ из табл. 15.1 для персонала и населения [5, 8]. В тех случаях, когда в воздух выделяется несколько различных радиоактивных веществ, среднее значение ДОА смеси радионуклидов можно найти по формуле где 8, — доля /-го радионуклида в общей активности.

Значения допустимой среднегодовой активности в воздухе некоторых радионуклидов для персонала и населения

Радионуклид.

Бк ДОапер,—.

м.

Бк ДОАидс,—.

м.

" С.

2,5 • 106

14р

1,4 104

13 N.

7,4−104

«N.

2,2 -104

7,4 104

«о.

3,7 -104

" Аг.

7,4 104

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения.

Таблица 15.2.

Пример 1. Количество радионуклидов, поступающих в воздух в течение одного часа, составляет: ПС — 0,05 мКи; |4С — 0,4 мКи; 41 Аг — 1 мКи. Найти ДОА( |> смеси радионуклидов в рабочем помещении.

Решение

1) Находим суммарную активность смеси.

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения.

2) Определяем долю каждого радионуклида в общей активности:

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения.

3) По табл. 15.2 находим значения ДОА персонала для каждого радионуклида и, подставляя эти значения в формулу (15.1), получаем.

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения.

Если точный процентный и изотопный состав смеси радионуклидов в воздухе неизвестен, то следует использовать наименьшее значение ДОА из табл. 15.2 или из табл. П1 и П2 НРБ-99/2009 [8].

Будем в дальнейшем рассматривать активацию воздуха под действием излучения электронных ускорителей на энергии менее 100 МэВ, которые яв;

ляются самым распространенным классом ускорителей. Активация воздуха в этом случае определяется тормозным излучением ускорителей (за счет фотоядерных реакций [1]) и фотонейтронами, если энергия электронов более ЮМэВ. Основным источником фотонейтронов таких ускорителей являются материалы мишени-конвертора тормозного излучения и коллиматор, которые изготавливаются из материалов с большим атомным номером, имеющим большое сечение фотоядерных реакций. В табл. 15.3 приведены основные данные по образованию радионуклидов в воздухе под действием фотонов, а в табл. 15.4 — под действием нейтронов [7, 10, 11].

Таблица 15.3.

Некоторые характеристика фотоядерных реакций, приводящих к активации воздуха (Етах — энергия, при которой сечение фотоядерной реакции имеет максимальное значение — Отах)

Радионуклид.

Реакция.

^пор '.

МэВ.

Е

max '.

МэВ.

^max '.

мб.

Концентрация ядер мишени в воздухе, см-3

" С.

'2С (у, д)" С.

18,7.

22,7.

7,3.

6,45−1015

" С.

|3С (у, 2″)" С.

23,6.

0,5.

7,12−1013

l3N.

l4N (y,/7)l3N.

10,5.

23,3.

4,13-Ю19

l3N.

15N (y, 2″)'3N.

21,7.

1,0.

1,55 • 1016

|50.

lf'0(y,")l50.

15,8.

22,3.

9,0.

1,12 -1019

|50.

170(у, 2л)150.

19,8.

0,9.

4,50 -1015

Таблица 15.4.

Некоторые характеристики реакций, приводящих к активации воздуха нейтронами (в третьей колонке т.н. означает, что реакция идет на тепловых нейтронах, в четвертой колонке приведены сечения реакций на тепловых нейтронах)

Радионуклид.

Реакция.

^пор '.

МэВ.

a,.

мб.

Концентрация ядер мишени в.

?3.

воздухе, см.

14 С.

, JC (u, y)l4C.

T. H.

0,9.

7,12 • 1013

14 С.

'АЩп, р)иС

T. H.

4,13−1019

l3N.

14 N (/7,2л)13 N.

11,3.

;

4,13 • 1019

16N.

15 N (/7, у)16 N.

T. H.

1,55 -1016

l6N.

l60(/7,/7)l<'N.

10,2.

;

1,12 • 1019

, 7N.

, 70(/7,//)l7N.

2,0.

;

4,50−1015

l50.

l60(/7,2/7)l50.

17,3.

;

1,12 • 1019

41 Ar.

*Ar (i7,y)4lAr.

T. H.

2,51 1017

Концентрации ядер нуклида X в воздухе, приведенные в табл. 15.3 и 15.4, рассчитывались по формуле.

Лекция 15. Защита от радиоактивных веществ, образующихся в воздухе под действием тормозного излучения.

где N А — число Авогадро, Ах — масса грамм-атома нуклида X, р = 1,29 • КГ3 г/см3 — плотность воздуха, wx — массовая доля атомов данного элемента в воздухе (N-0,755; 0 — 0,232; Аг-0,013; С-0,0001), 5Л, — доля атомов данного нуклида в натуральной смеси нуклидов [7, 11].

Как следует из табл. 3, основной вклад в активацию воздуха за счет фотоядсрных реакций дают реакции (у, л) с нуклидами l4N и |60. Их относительная концентрация в воздухе много выше, чем концентрация других нуклидов, а, кроме этого, сечение реакций (у, 2л) примерно на порядок меньше, чем у реакций (у, л) (см., например, [12]).

Из табл. 4 видно, что основной вклад в активацию воздуха нейтронами должны вносить реакции: 14N (w,/;) 14С и 4(1 Аг (л, у)41 Аг, которые протекают под действием нейтронов любых энергий. У остальных реакций или велика пороговая энергия нейтронов, или слишком мала концентрация материнских ядер.

Расчеты методом Монте-Карло активации воздуха тормозным и фотонейтронным излучением электронных ускорителей показывают'', что для энергий несколько десятков МэВ скорость генерации радионуклидов фотонейтронами на два-три порядка меньше, чем тормозным излучением в фотоядерных реакциях.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!