Sugárvédelmi és dozimetriai gyakorlatok. Rakyta Péter. Bornemisza Györgyné. leadás időpontja: május 9.

Hasonló dokumentumok
Mag- és szilárdtestfizika laboratórium

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Abszolút és relatív aktivitás mérése

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Modern fizika laboratórium

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Mikroszkóp vizsgálata és folyadék törésmutatójának mérése (8-as számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Modern fizika laboratórium

Abszorpciós spektroszkópia

Radon-koncentráció relatív meghatározása Készítette: Papp Ildikó

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

Ionizáló sugárzások dozimetriája

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

RADIOKÉMIAI MÉRÉS Laboratóriumi neutronforrásban aktivált-anyagok felezési idejének mérése

2. Rugalmas állandók mérése jegyzőkönyv javított. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

SUGÁRVÉDELMI EREDMÉNYEK 2014-BEN

Beltéri radon mérés, egy esettanulmány alapján

SUGÁRVÉDELMI EREDMÉNYEK 2016-BAN. Dr. Bujtás Tibor

Deme Sándor MTA EK. 40. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, április

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Kibocsátás- és környezetellenırzés a Paksi Atomerımőben. Dr. Bujtás Tibor Debrecen, Szeptember 04.

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Hőmérsékleti sugárzás

A mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Newton-gyűrűkkel Folyadék törésmutatójának mérése Abbe-féle refraktométerrel

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Modern Fizika Labor. 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Fizika BSc. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: nov. 15.

Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

17. Diffúzió vizsgálata

Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

Bevezetés a laboratóriumi gyakorlatba és biológiai számítások GY. Jegyzőkönyv írása. Vajna Balázs 2019

RADIOKÉMIAI MÉRÉS. Laboratóriumi neutronforrásban aktivált-anyagok felezési idejének mérése. = felezési idő. ahol: A = a minta aktivitása.

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

1. Gauss-eloszlás, természetes szórás

Rugalmas állandók mérése

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia március 18.

5. Fajhő mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Peltier-elemek vizsgálata

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Modern fizika vegyes tesztek

Mágneses szuszceptibilitás mérése

5. Laboratóriumi gyakorlat

Röntgendiagnosztikai alapok

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Radonmérés és környezeti monitorozás

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

Rugalmas állandók mérése

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 11. Spektroszkópia

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Atomi er mikroszkópia jegyz könyv

Jakab Dorottya, Endrődi Gáborné, Pázmándi Tamás, Zagyvai Péter Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

SUGÁRVÉDELMI HELYZET 2003-BAN

Mérési jegyzőkönyv. 1. mérés: Abszorpciós spektrum meghatározása. Semmelweis Egyetem, Elméleti Orvostudományi Központ Biofizika laboratórium

Félvezetk vizsgálata

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Automatikus irányzás digitális képek. feldolgozásával TURÁK BENCE DR. ÉGETŐ CSABA

Modellkísérlet szivattyús tározós erőmű hatásfokának meghatározására

A hallgató neve Minta Elemér A NEPTUN kódja αβγδεζ A tantárgy neve Fizika I. vagy Fizika II. A képzés típusa Élelmiszermérnök BSc/Szőlész-borász

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 8. Alkáli spektrumok

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

A Mössbauer-effektus vizsgálata

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

ODE SOLVER-ek használata a MATLAB-ban

Általánosan, bármilyen mérés annyit jelent, mint meghatározni, hányszor van meg

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

A levegõ radonkoncentrációjának meghatározása

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

A mérés. A mérés célja a mérendő mennyiség valódi értékének meghatározása. Ez a valóságban azt jelenti, hogy erre kell

A fény tulajdonságai

Cs radioaktivitás koncentráció meghatározása növényi mintában (fekete áfonya)

Modern műszeres analitika szeminárium Néhány egyszerű statisztikai teszt

A munkavállalók személyi dozimetriai ellenőrzésének aktualitásai

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

A mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói. Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság. mérés. mérési elv

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Átírás:

Mérési jegyzőkönyv: Sugárvédelmi és dozimetriai gyakorlatok Rakyta Péter mérőtársak: Mezei Márk és Pósfai Márton mérés időpontja: 27. április 26. leadás időpontja: 27. május 9. Mérésvezető: Bornemisza Györgyné Pávó Gyula

2

1. Bevezetés A mérés során az egyik legelterjedtebb dózismérési eljárással, a film-doziméter szűrőanalízisével ismerkedtünk meg. Ezzel párhuzamosan egy szobában lévő radon aktivitását is mértük: egy szivattyúval levegőt vezettünk át egy szűrőn, melyen a levegőben lévő aeroszolok egy része megtapadt együtt az aeroszolokra kondenzálódott bomlástermékkel. A filmek kalibrációjakor a 6 Co sorozatból az 1 6 pontokat használtam, az ismeretlen filmek közül pedig a 471-est és a 485-öst értékeltem ki. 2. Film-dozimetria 2.1. Bevezetés A feladat két részből állt: először a rendelkezésünkre bocsátott dózis-feketedés és energiasorozat kimérésével kalibráltuk a mérőskáláinkat, majd ennek segítségével ismeretlen filmek dózisát és besugárzási energiáját határoztuk meg. A módszerünk a filmek feketedésének mérése volt: egy fényforrással átvilágítottunk a filmek különbözőszűrők árnyékolásával besugárzott részein. Az átengedett fényt egy fotométerrel mértük. Minél több sugárzás érte a film vizsgált részét, annál feketébb, azaz annál kevesebb fényt enged át. Vagyis az átengedett fény mérésével jellemezhetjük a filmet ért sugárzást. A mérés során 18 lux megvilágítást alkamaztuk. Ez talán egy kicsit nagy fényerősség volt, a mérés eredményét a filmek telítődési folyamatai könnyen befolyásolhatják. A feketedést az alábbi összefüggés adja meg: ( I ) S = ln, (1) I ahol I afátyol-fimen átjutófény intenzitása, I pedig a film megvilágított részén átjutó intenzitás. Az alábbi táblázat a fátyol-fimen átjutófény intenzitásának mért értékeit szemlélteti: Afátyol-film intenzitása [lux] 974. 997. 982. 961. 998. 982. 954. 997. 979. 971. 996. 983. 972. 999. 985. Ebből: I = (982 ± 14) lux adódik. Az intenzitás hibája a sataisztikus szórással becsülhető. Az értékeket a mérés során,,véletlenszerű időpillanatokban,, vettük fel. A kis szórás arra utal, hogy a mérés során a fényforrás intenzitása állandónak vehető.

2.2. A dózis-feketedés sorozat A fimek egyes részei három fajta szűrővel voltak a besugárzás során árnyékolva: plasztik (Pl), durál (Du) és ón-ólom (SnPb)szűrők. 6 Co forrással ismert dózisokkal besugárzott filmek feketedését megmérve mindhárom szűrőre meghatároztuk a feketedést (S (D)). Az átengedett fény megvilágítását az összes filmre az alábbi táblázat szemlélteti: film száma dózis [mgy] Pl szűrő Du szűrő SnPbszűrő besugárzás energiája [kev] 321.26 98. 98. 929. 125 322.8 829. 822. 841. 125 323 1.4 752. 759. 753. 125 324 2.3 651. 685. 678. 125 325 4.1 473. 485. 475. 125 326 8.5 24. 274. 264. 125 327 11. 17. 186. 171. 125 328 17. 63.3 83.2 82.3 125 33 4. 3.64 5.59 4.99 125 A 6 Co bomlása során két közeli energiájú foton keletkezik (1173 kev és 1333 kev), ezeket egy effektív energiájú fotonként vesszük figyelembe (125 kev). Az (1) összefüggés segítségével meghatárotam az egyes feketedés értékeket. A számolt adatok a mellékelt táblázatban szerepelnek. Az egyes szűrők vonatkozó kalibrációkat egyenesek illesztésével határoztuk meg. Az illesztéseket az 1., 2. és 3. ábrák szemléltetik. Az illesztett egyenesek egyenletei: Feketedés S 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 5 1 15 2 25 dózis D [mgy] 1. ábra. A dózis-feketedés görbe Pl szűrő esetén és az 1-6. pontokra való illesztés. Pl szűrő: S = ad + b ahol: a = (16.2 ±.6)1 2 mgy 1 b =.4 ±.2 (2) Du szűrő: S = ad + b ahol: a = (15 ± 1)1 2 mgy 1 b =.5 ±.5 (3) SnPbszűrő: S = ad + b ahol: a = (15. ± 1.5)1 2 mgy 1 b =.3 ±.6 (4) 2

Feketedés S 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 5 1 15 2 25 dózis D [mgy] 2. ábra. A dózis-feketedés görbe Du szűrő esetén és az 1-6. pontokra való illesztés. Feketedés S 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 5 1 15 2 25 dózis D [mgy] 3. ábra. A dózis-feketedés görbe SnPbszűrő esetén és az 1-6. pontokra való illesztés. 2.3. Az energia sorozat Amérés kiértékeléséhez bevezetjük a D fogalmát. D az a 6 Co dózis, amely az adott film adott szűrője alatt ugyanakkora feketedést hozna létre, mint az eredeti besugárzás. Az energiasorozat filmjeire az átengedett megvilágításból kiszámoltam az S feketedést. Ezeket az értékeket behelyettesítettem az előző szakaszban meghatározott kalibrációs (lineáris) összefüggésekbe, így kiszámoltam a D értékeit az egyes filmekre és szűrőkre. A fotométerrel mért értékeket az alábbi táblázat szemlélteti: film száma dózis [mgy] Pl szűrő Du szűrő SnPbszűrő besugárzás energiája [kev] 47.4 266. 469. 963. 21 463.4 17. 218. 953. 38 456.4 23. 246. 88. 64 443.75 183. 193. 85. 92 441.75 488. 56. 812. 123 326 8.5 239. 272. 262. 125 3

A számított feketedés- és D értékeket a mellékelt táblázat szemlélteti. Hogy tovább haladhassunk a kiértékeléssel, bevezetünk még két mennyiséget: a relatív érzékenységet és a kontrasztkülönbséget. A relatív érzékenység definíciója: N Pl = D Pl D (E) N D = D D D (E) A kontrasztkülönbséget pedig az alábbi módon definiáljuk: N Sn+Pb = D Sn+Pb (E). (5) D K 1 = D Pl D (E) K 2 = D D D D (E). (6) Sn+Pb Aérzékenységek és kontraszkülönbségek számolt értékei a mellékelt táblázatban láthatóak. Az egyes mennyiségeket a 4., 5. és 6. ábrák, illetve a 7. és 8. ábrák szemléltetik. 4

3 25 Érzékenység NPl 2 15 1 5 2 4 6 8 1 12 14 (a) Érzékenység lineáris skálán. A fekete pontok az általam kiértékelendő ismeretlen filmeket jelentik. 3 25 Érzékenység NPl 2 15 1 5 1 2 1 3 (b) Érzékenység logaritmikus skálán. 4. ábra. Érzékenység a Pl szűrő esetén. 5

25 Érzékenység NDu 2 15 1 5 2 4 6 8 1 12 14 (a) Érzékenység lineáris skálán. A fekete pontok az általam kiértékelendő ismeretlen filmeket jelentik. 25 Érzékenység NDu 2 15 1 5 1 2 1 3 (b) Érzékenység logaritmikus skálán. 5. ábra. Érzékenység a Du szűrő esetén. 6

Érzékenység NSnPb 1.4 1.2 1.8.6.4.2.2.4 2 4 6 8 1 12 14 (a) Érzékenység lineáris skálán. A fekete pontok az általam kiértékelendő ismeretlen filmeket jelentik. Érzékenység NSnPb 1.4 1.2 1.8.6.4.2.2.4 1 2 1 3 (b) Érzékenység logaritmikus skálán. 6. ábra. Érzékenység a SnPbszűrő esetén. 7

Kontraszt K 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.9 2 4 6 8 1 12 14 (a) Kontraszt lineáris skálán. A fekete pontok az általam kiértékelendő ismeretlen filmeket jelentik. Kontraszt K 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.9 1 2 1 3 (b) Kontraszt logaritmikus skálán. 7. ábra. Kontraszt a Pl Du szűrő esetén. 8

Kontraszt K 25 2 15 1 5 5 1 15 2 2 4 6 8 1 12 14 (a) Kontraszt lineáris skálán. A fekete pontok az általam kiértékelendő ismeretlen filmeket jelentik. Kontraszt K 25 2 15 1 5 5 1 15 2 1 2 1 3 (b) Kontraszt logaritmikus skálán. 8. ábra. Kontraszt a Du SnPb szűrő esetén. 9

2.4. Az ismeretlen filmek Az ismeretlen filmek kiértékelésénél lineáris interpolációt használtam. A mérési eljárás teljesen analóg az előzőekkel: Megmértük az egyes filmek áteresztett megvilágítását, majd ezekből feketedést, D -t, érzékenységeket és kontrasztkülönbségeket (K 1 és K 2 )számoltam. A mért megvilágításokat az alábbi táblázat szemlélteti: film száma Pl szűrő Du szűrő SnPbszűrő 5 52.5 191.4 973. 485 43.3 43.8 422. 471 39.1 91.6 935. 475 45. 64. 651. Az ezekből az adatokból meghatároztt értékeket a mellékelt táblázat szemlélteti. Mivel a kontrasztkülönbség csak az energiától függ, az ismeretlen filmeket ért sugárzás energiáit ezekből az értékekből az energia sorozatnál számolt adatokra interpolálva határozhatjuk meg. Ezután a relatív érzékenységeket felhasználva, meghatározhatjuk a filmeket ért dózist is. A kiértékelés során gondot jelentettek a grafikonok túlságosan lapos részei, mert ezekre a lineáris interpoláció túl nagy hibát adhat. Továbbá a jegyzet szerint az egyes szűrőpárok csak bizonyos tartományokban megbízhatóak: K 1 megbízhatóságának felső határa 45 kev, míg K 2 megbízhatóságának alsó határa 45 kev. (Az esetleges negatív értékeket természetesen nem tekintjük a továbbiakban mérési pontoknak. Ezek a negatív értékek abból adódhatnak, hogy a fátyolfilmeket nem takarta a szűrőket tartalmazó tok.) A dózis meghatározásakor az érzékenységeket használhatjuk. Mivel ezek számolásakor fel kell használnunk au energiaértékeket, csak azokat a számolt dózisértékeket fogadjuk el megbízhatónak, melyeket megbízható energiaértékekből számítottuk ki. A számolt értékeket a mellékelt táblázat szemlélteti. Benne kékkel jelöltem azokat az értékeket, melyek nem megbízhatóak. Én a számolások során a 471-es és 485-ös filmeket értékeltem ki. A rájuk vonatkozó eredmények: 485-es film E = 123 kev, D = 3.9 (±.1) mgy, 471-ös film E = 33.1 kev, D =.78 (±.3)mGy. Az értékekben jelölt hibák csak arra utalnak, hogy az egyes szűrőkre meghatározott dózisok mennyire térnek el egymástól, nincs releváns jelentésük. A filmeket viselő dolgozók által kapott dózist könnyen kiszámolhatjuk, felhasználva, hogy az egyenérték dózis számolásakor az alkalmazott súlyozótényező fotonok és elektronok esetén 1: H = 11 2 D (7) Ez a 471-es film esetén H = 4.29 mgy-nek adódik, amely a sugárveszélyes munkahelyen dolgozók korlátjának csupán 1 -e. A 475-ös film esetén H = 22.22 mgy. Ezazérték már eléri a 5 dóziskorlát határát. 1

3. Radon koncentrációjának mérése A mérés során az egyik laboratóriumi helyiség levegőjének radon-koncentrációját határoztuk meg. A szoba levegőjét egy szivattyú segítségével egy membránszűrőn szívtuk át (a lyukátmérője.45 mm volt). A szívási sebességet két 3 perc-es mérésből határoztuk meg: lemértük, hogy ez alatt a szivattyú egygázórán mekkora térfogatot szív át. Két mérés során.73 m 3 és.67 m 3 térfogatot mértünk. Ezekből a szívás sebességére Q = (1.4 ±.8) m 3 /hadódik. A szűrőn 2.5 h után az aktivitást szcintillációs detektorral mértük: 5 perc-es időkülönbségenként leolvastuk a beütési számot. A hátteret gyengének találtuk, 5 min alatt egyetlen beütést sem regisztráltunk. A radioaktív bomlás elméletéből: A = A e λt, ahol A az aktivitás. A mi eset-nkben egzsyerre mérjük a RaA és RaC α bomlását, így az előbbi összefüggés csak egyfajta effektív felezési idővel igaz. (A két izotópnak különböző a felezési ideje.) Az aktivitást az alábbi módon számíthatjuk ki az adatokból: N(n + 1) N(n) A(n) =, 5 min ahol N abeütésszámot jelenti. Az értékek hibáit az alábbi módon számolhatjuk ki: N(n + 1) + N(n) ΔA =. 5 min Az aktivitások értékeit időben kettő-kettő adatfelvétel közé raktuk. A számolt értékeket az alábbi táblázat szemlélteti: idő [min] aktivitás [min 1 ] hiba [min 1 ] 2.5 19.2 4.7 7.5 11.8 11.3 12.5 96.6 14.6 17.5 91.2 17. 22.5 78.2 18.9 27.5 72.6 2.4 32.5 69.2 21.8 37.5 65.8 23. 42.5 59.4 24. 47.5 51. 25. 52.5 53.2 25.8 Az adatsorra a bomlási törvény által előírt függvényt illesztünk. Az illesztést a 9. ábra szemlélteti. Az illesztésből: A = (118 ± 5) min 1 λ = (2.7 ±.3) 1 4 s 1 adódik. A felezési idő ekkor T = (42±5) min. A minta aktivitása kezdetben (a szűrőkivételének időpontja t = 6 min): A( 6 min) = (13 ± 12) min 1. Ennek a hibáját az alábbi összefüggéssel számoltam (Gauss-hibaterjedés): ( ) ΔA =ΔA e λt +Δλ A te λt +ΔtA λ e λt ΔA = A +Δλt +Δtλ (8) 11 A

9. ábra. A radon aktivitásának időfüggése. 14 12 aktivitás A [min 1 ] 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 idő t [min] A jegyzetben lévő képletbe helyettesítve (μ =, 98, ε =, 27) a szoba radon-koncentrációja: A Rn = (4, 6 ±, 8) Bq (9) m 3 Ez az érték alacsony a sugárveszélyes munkahelyen dolgozók számára meghatározott egészségügyi határértékhez viszonyítva (11 Bq ). m 3 12