Вивчення розподілу гама-поля над рудним тілом

 

Мета і задачі роботи

 

Метою роботи є ознайомлення студентів з еталонуванням сцинтиляційного радіометра, вивчення за його допомогою розподілу гама-поля над рудним тілом.

Завданням роботи є: вивчення і еталонування радіометра, вимірювання потужності експозиційної дози гамма-випромінювання, вивчення гамма-поля на моделі рудного об’єкту, оцінка точності знімання, побудова карт радіоактивності і виділення аномальної зони.

В результаті виконання роботи студент повинен:

отримати знання з теорії похибок вимірювання і побудови результативних карт; уміти виконувати вимірювання потужності експозиційної дози гама-випромінювання, проводити гамма-знімання, обробляти первинний матеріал, будувати карти радіоактивності, визначати аномальні зони; отримати навики роботи з сцинтиляційним радіометром і радіоактивними еталонами.

 

Короткі відомості про радіометр СРП-68-01

 

Для пошуків радіоактивних руд (зон) за їх гамма-випромінюванням у теперішній час використовується сцинтиляційний радіометр СРП-68-01, СРП-88. Прилад виготовлений у вигляді двох частин: пульта (РГП-01) і блока детектування (БДГ4), що з’єднані кабелем. Функціональна схема блоків і вузлів радіометра показана на рис.3.1

Прилад дозволяє виконувати вимірювання потоку гамма-випромінювання в межах від 0 до 10000 с^-1 і потужності експозиційної дози (ПЕД) гамма-випромінювання в межах від 0 до 2200 фА/кг (від 0 до 3000 мкР/год).

 

БЛОК-СХЕМА СРП-68-01

Блок детектування БДГ4-01

Вузол ФЕП Емітерний

NaJ+ФЕП повторювач

 

 

Випрамляч високої Підсилювач

напруги

 

 

Генератор високої Дискримінатор

напруги

 

корпус 5В сигнал

 

 

Стабілізоване Каскад

джерело живлення узгодження

 

 

Допоміжний Нормалізатор

пристрій амплітуди

 

 

Вимірювач Блок дозових

швидкості лічби конденсаторів

Пульт приладу

РГП-01

Рисунок 3.1 – Блок-схема СРП-68-01

 

Кожний діапазон розбитий на 5 піддіапазонів.

Підготовка приладу до роботи та робота з ним.

1 Вихідне положення перемикача меж вимірювання – «3 тис.мкр/г», перемикача режиму роботи - «Викл.».

2 Увімкнути прилад, для чого перевести перемикач режиму роботи в положення «Бат.». Напругу елементів живлення визначають за показом приладу, стрілка якого повинна знаходитись в межах від 8 до 15 вольт (межа вимірювання 15 вольт).

3 Перевести перемикач режиму роботи в положення «5В». В цьому положенні контролюється вихідна напруга стабілізатора, яка повинна бути 5 0,3 вольта (межа вимірювання 10 вольт).

4 Перевести перемикач режиму роботи в положення «5». Прилад при цьому показує відповідно потужність експозиційної дози в точці розміщення блока детектування.

5 Перевірити працездатність приладу за допомогою контрольного джерела, яке входить в комплект і знаходиться в комірці пульта, і закрита кришкою. При цьому натиснути кнопку «Контр.» на пульті приладу. Покази не повинні зменшуватися більше, ніж на10 %.

6 Закрити контрольне джерело кришкою.

7 Для вимірювання потужності -поля перемикач меж вимірювання перевести в положення, яке відповідає потужності -поля в точці виміру, і вибирають таку, щоб покази приладу були не менше 30 % усієї шкали.

8 В маршруті встановлюють постійну часу 2,5 с.

9 Відлік знімають з приладу через (20 с, 10 с) як середнє, навколо якого коливається стрілка. Похибку можна суттєво зменшити, якщо вирахувати покази в даній точці як середнє арифметичне з 5 10 відліків за 30 60 секунд спостереження.

При вимірюванні потужності експозиційної дози -ви-промінювання основна похибка (в мкР/год) радіометра визначається рівнянням

 

, (3.1)

де - розраховане значення ПЕД (потужність експозиційної дози) в точці вимірювання в мкР/год;

- кінцеве значення границі вимірювань, в якій взято відлік, в мкР/год.

 

Перевірка діапазонів проводиться шляхом еталонування, суть якого зводиться до знімання відліків в 4 6 точках діапазону в межах 0,2 0,9 границі вимірювання при постійному часі 5 с. Різна інтенсивність опромінення створюється розміщенням радієвого еталону на різну віддаль від центра кристала. Цю віддаль визначають за формулою (в метрах з точністю до 0,01м)

 

, (3.2)

 

де - вміст радію в еталоні (0,1мг);

- потужність експозиційної дози -випромінювання в мкР/год.

 

При еталонуванні радіометрів датчик, крім первинних гамма-квантів від еталону, піддається впливу розсіяного -випромінювання, яке приводить до значної похибки при розрахунках перевідних коефіцієнтів. Щоб виключити такий вплив існує декілька способів еталонування. Найчастіше на практиці при еталонуванні радіометрів з сцинтиляційними лічильниками користуються методом «свинцевої гармати». При цьому -випромінювання являє собою вузенький пучок, який попадає на гільзу радіометра; в пучку відсутнє розсіяне випромінювання. Для поглинання розсіяного випромінювання від поверхні порід або поля можна використовувати свинцевий циліндричний екран, який оточує датчик, або екран у вигляді листа, який підкладають під датчик випромінювання. У цій роботі використовується перший спосіб. Для еталонування гільзу радіометра розміщують на підставці в горизонтальному положенні, направивши торець в сторону еталона. Вісь «свинцевої гармати» і гільзи радіометра повинні знаходитись обов`язково на одній прямій.

Еталонування проводиться в такій послідовності.

Вимірюється фон при відсутності еталона. Потім прилад ставлять на тих віддалях, які були розраховані за формулою (8.2), від еталону і фіксується відлік по шкалі приладу.

В процесі еталонування бажано будувати криву залежності відліків приладу від інтенсивності випромінювання еталону. Це дозволяє своєчасно побачити і виправити незакономірний хід еталонної кривої, що зумовлений помилками знімання відліків по шкалі приладу або геометрії установки.

 

 

 

Рисунок 3.2 – Графік градуювання

 

 

Через те, що відлік показів приладу обумовлений не тільки -випромінюванням еталону , але і фоном місця еталонування, нуль абсциси еталонованої кривої зміщується вліво на величину . Величина визначається шляхом екстраполяції (продовження) початкової лінійної частини градуйованої кривої до вісі абсцис.

Віддаль від точки перетину екстрапольованої частини кривої з віссю абсцис до вибраного раніше початку координат, який подано в масштабі вісі абсцис, дорівнює шуканому фону місця еталонування (в мкР/год).

Гамма-знімання відбувається по площі, на якій попередньо розмічена сітка згідно до мерила знімання.

Для визначення точності знімання проводяться контрольні виміри 3 5 %. В нашому випадку провести повторний вимір в точках по одній із діагоналей. Точність визначають за формулою

 

, (3.3)

 

де - рядовий вимір;

- контрольний вимір;

- кількість контрольних точок.

 

Радіометрична карта будується з перетином ізоліній гама-інтенсивності .

 

3 Запитання для самоперевірки

 

3.1 Коротко назвіть основні технічні дані радіометра СРП-68-01.

3.2 Вирахуйте абсолютні і відносні значення похибки радіометра в середині шкали стрілочного приладу на всіх діапазонах.

3.3 В чому суть перевірки чутливості (еталонування прилада), за якою формулою розраховується віддаль для забезпечення заданої експозиційної дози опромінення лічильника?

3.4 Напишіть формулу оцінки точності знімання за результатами контрольних вимірювань.

3.5 Що лежить в основі вибору перетину ізоліній при побудові карти радіоактивності?