Лабораторная работа 7, страница 330 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Лабораторные работы - страница 330.

№ 7 Измерение естественного радиационного фона дозиметром (выполняется коллективно под руководством учителя)

Цель работы Измерить мощность дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром.

Приборы и материалы Дозиметр «Сосна» (рис. 216).

Примечание В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания естественных радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для его измерения используют счётчики Гейгера—Мюллера. В бытовых дозиметрах используется счётчик жёсткого (т. е. высокоэнергетического) β- и γ-излучения, способный регистрировать мощность дозы в диапазоне 0,004— 40 мкР/с (микрорентген в секунду).

Указания к работе

1. Положите дозиметр на стол и включите его.

2. Запустите отсчёт импульсов нажатием кнопки «Пуск».

3. Через 40 с подсчёт импульсов будет прекращён (перестанут мерцать точки), на экране высветится значение мощности дозы фонового излучения (в мкР/ч).

Дано:

Время измерения, $t = 40 \text{ с}$.

Диапазон измерения мощности дозы прибора: $0,004 - 40 \text{ мкР/с}$.

Переведем диапазон измерения в единицы мкР/ч, используемые для отображения результата, учитывая, что $1 \text{ час} = 3600 \text{ с}$:

Нижний предел: $0,004 \frac{\text{мкР}}{\text{с}} \times 3600 \frac{\text{с}}{\text{ч}} = 14,4 \frac{\text{мкР}}{\text{ч}}$.

Верхний предел: $40 \frac{\text{мкР}}{\text{с}} \times 3600 \frac{\text{с}}{\text{ч}} = 144000 \frac{\text{мкР}}{\text{ч}} = 144 \frac{\text{мР}}{\text{ч}}$.

Найти:

Мощность дозы естественного радиационного фона, $P$.

Решение:

Задача заключается в выполнении лабораторной работы по измерению мощности дозы естественного радиационного фона с помощью бытового дозиметра «Сосна» и анализе полученных результатов.

Цель работы

Измерить мощность дозы естественного радиоактивного фона в помещении с использованием бытового дозиметра.

Приборы и материалы

Бытовой дозиметр «Сосна» (модель АНРИ-01-02).

Ход работы

Согласно инструкции, приведенной на изображении, порядок действий следующий:

1. Дозиметр необходимо положить на стол и включить.

2. Нажатием кнопки «Пуск» запускается отсчет импульсов. Встроенный в прибор счетчик Гейгера-Мюллера начинает регистрировать ионизирующие частицы (высокоэнергетические β-частицы и γ-кванты).

3. Подсчет импульсов продолжается в течение $t=40$ секунд. В это время на дисплее мигают точки, что сигнализирует о процессе измерения.

4. Спустя 40 секунд подсчет прекращается, и на экране отображается итоговое значение мощности дозы фонового излучения $P$ в микрорентгенах в час (мкР/ч).

Анализ и обработка результатов

Прибор «Сосна» автоматически обрабатывает данные. За 40 секунд он регистрирует определенное количество импульсов $N$ от ионизирующих частиц. Затем это число пересчитывается в мощность дозы $P$ по заложенной в него калибровочной формуле, которая учитывает как чувствительность детектора, так и преобразование единиц времени (измерение за 40 секунд переводится в значение за час). Коэффициент пересчета по времени равен $3600 / 40 = 90$.

Предположим, что в результате измерения на экране дозиметра было получено значение:

$P_{изм} = 15 \text{ мкР/ч}$

Для оценки этого результата сравним его с общепринятыми нормами. Естественный радиационный фон обычно находится в пределах 5-20 мкР/ч. Уровень до 30 мкР/ч считается нормальным и не представляет опасности. Безопасным для длительного пребывания людей считается уровень до 60 мкР/ч.

Полученное гипотетическое значение $15 \text{ мкР/ч}$ находится в пределах нормы для естественного фона и свидетельствует о безопасной радиационной обстановке в месте измерения.

Вывод

В ходе работы была освоена методика измерения мощности дозы радиационного фона с помощью дозиметра «Сосна». Измеренное гипотетическое значение ($15 \text{ мкР/ч}$) показывает, что радиационный фон в месте проведения эксперимента находится на безопасном, нормальном уровне.

Ответ:

Мощность дозы естественного радиационного фона измеряется согласно инструкции к дозиметру «Сосна»: прибор включается, запускается 40-секундный цикл измерения, после чего на экране отображается результат в мкР/ч. Гипотетическое измеренное значение $P = 15 \text{ мкР/ч}$ соответствует нормальному безопасному радиационному фону.