Radiasi gamma adalah salah satu jenis gelombang pendek dari radiasi elektromagnetik. Karena panjang gelombang yang sangat pendek, radiasi sinar gamma memiliki sifat sel yang menonjol, sedangkan sifat gelombang praktis tidak ada.
Gamma memiliki efek traumatis yang kuat pada organisme hidup, dan pada saat yang sama sangat tidak mungkin untuk mengenalinya dengan indera.
Itu termasuk dalam kelompok radiasi pengion, yaitu, berkontribusi pada transformasi atom stabil dari berbagai zat menjadi ion dengan muatan positif atau negatif. Kecepatan radiasi gamma sebanding dengan kecepatan cahaya. Penemuan fluks radiasi yang sebelumnya tidak diketahui dibuat pada tahun 1900 oleh ilmuwan Prancis Villard.
Huruf-huruf alfabet Yunani digunakan untuk nama. Radiasi, yang berada pada skala radiasi elektromagnetik setelah sinar-X, disebut gamma - huruf ketiga alfabet.
Harus dipahami bahwa batas antara berbagai jenis radiasi sangat arbitrer.
Apa itu radiasi gamma?
Mari kita coba, menghindari terminologi khusus, untuk memahami apa itu radiasi pengion gamma. Setiap zat terdiri dari atom, yang pada gilirannya mencakup nukleus dan elektron. Sebuah atom, dan terlebih lagi intinya, sangat stabil, sehingga diperlukan kondisi khusus untuk pemisahannya.
Jika kondisi ini entah bagaimana muncul atau diperoleh secara artifisial, proses peluruhan nuklir terjadi, yang disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi dan partikel elementer.
Tergantung pada apa sebenarnya yang dilepaskan dalam proses ini, radiasi dibagi menjadi beberapa jenis. Radiasi alfa, beta, dan neutron dibedakan dengan pelepasan partikel elementer, dan sinar aktif sinar-X dan gamma adalah aliran energi.
Meskipun, pada kenyataannya, setiap radiasi, termasuk radiasi dalam kisaran gamma, seperti aliran partikel. Dalam kasus radiasi ini, partikel aliran adalah foton atau quark.
Menurut hukum fisika kuantum, semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi energi kuanta radiasi.
Karena panjang gelombang sinar gamma sangat kecil, dapat dikatakan bahwa energi radiasi gamma sangat tinggi.
Munculnya radiasi gamma
Sumber radiasi dalam kisaran gamma adalah berbagai proses. Ada benda-benda di alam semesta di mana reaksi berlangsung. Hasil dari reaksi ini adalah radiasi gamma kosmik.
Sumber utama sinar gamma adalah quasar dan pulsar. Reaksi nuklir dengan pelepasan energi dan sinar gamma yang masif juga terjadi selama transformasi bintang menjadi supernova.
Radiasi elektromagnetik gamma terjadi selama berbagai transisi di wilayah kulit elektron atom, serta selama peluruhan inti beberapa elemen. Di antara sumber sinar gamma, seseorang juga dapat menyebutkan media tertentu dengan medan magnet yang kuat, di mana partikel elementer diperlambat oleh hambatan media ini.
Bahaya sinar gamma
Karena sifatnya, radiasi gamma memiliki daya tembus yang sangat tinggi. Untuk menghentikannya, Anda membutuhkan dinding timah setebal setidaknya lima sentimeter.
Kulit dan mekanisme pelindung lain dari makhluk hidup bukanlah penghalang radiasi gamma. Ini menembus langsung ke dalam sel, memiliki efek yang menghancurkan pada semua struktur. Molekul dan atom yang disinari dari suatu zat itu sendiri menjadi sumber radiasi dan memicu ionisasi partikel lain.
Sebagai hasil dari proses ini, zat lain diperoleh dari beberapa zat. Mereka membentuk sel-sel baru dengan genom yang berbeda. Tidak perlu dalam pembangunan sel-sel baru, sisa-sisa struktur lama menjadi racun bagi tubuh.
Bahaya terbesar dari sinar radiasi bagi organisme hidup yang telah menerima dosis radiasi adalah bahwa mereka tidak dapat merasakan keberadaan gelombang mematikan ini di luar angkasa. Dan juga fakta bahwa sel hidup tidak memiliki perlindungan khusus dari energi destruktif yang dibawa oleh radiasi pengion gamma. Jenis radiasi ini memiliki dampak terbesar pada keadaan sel germinal yang membawa molekul DNA.
Sel-sel tubuh yang berbeda berperilaku berbeda dalam sinar gamma, dan memiliki berbagai tingkat ketahanan terhadap efek jenis energi ini. Namun, sifat lain dari radiasi gamma adalah kemampuan kumulatif.
Penyinaran tunggal dengan dosis kecil tidak menyebabkan efek destruktif yang tidak dapat diperbaiki pada sel hidup. Itulah sebabnya radiasi telah menemukan aplikasi dalam sains, kedokteran, industri, dan bidang aktivitas manusia lainnya.
Aplikasi sinar gamma
Bahkan sinar mematikan dari pikiran para ilmuwan yang ingin tahu telah menemukan area penerapannya. Saat ini, radiasi gamma digunakan di berbagai industri, untuk kepentingan ilmu pengetahuan, dan juga berhasil digunakan di berbagai alat kesehatan.
Kemampuan untuk mengubah struktur atom dan molekul ternyata bermanfaat dalam pengobatan penyakit serius yang menghancurkan tubuh pada tingkat sel.
Untuk pengobatan neoplasma onkologis, sinar gamma sangat diperlukan, karena mampu menghancurkan sel-sel abnormal dan menghentikan pembelahannya yang cepat. Kadang-kadang tidak mungkin untuk menghentikan pertumbuhan sel kanker yang tidak normal, maka radiasi gamma datang untuk menyelamatkan, di mana sel-sel dihancurkan sepenuhnya.
Radiasi pengion gamma digunakan untuk menghancurkan mikroflora patogen dan berbagai kontaminan yang berpotensi berbahaya. Dalam sinar radioaktif, instrumen dan perangkat medis disterilkan. Juga, jenis radiasi ini digunakan untuk mendisinfeksi produk tertentu.
Sinar gamma bersinar melalui berbagai produk semua logam untuk ruang angkasa dan industri lainnya untuk mendeteksi cacat tersembunyi. Di area produksi di mana kontrol penuh atas kualitas produk diperlukan, jenis verifikasi ini sangat diperlukan.
Dengan bantuan sinar gamma, para ilmuwan mengukur kedalaman pengeboran, memperoleh data tentang kemungkinan terjadinya berbagai batuan. Sinar gamma juga dapat digunakan dalam pembiakan. Tanaman terpilih tertentu diiradiasi dengan aliran dosis ketat untuk mendapatkan mutasi yang diinginkan dalam genom mereka. Dengan cara ini, pemulia mendapatkan jenis tanaman baru dengan sifat yang mereka butuhkan.
Dengan bantuan fluks gamma, kecepatan pesawat ruang angkasa dan satelit buatan ditentukan. Dengan mengirimkan sinar ke luar angkasa, para ilmuwan dapat menentukan jarak dan model jalur pesawat ruang angkasa.
Metode perlindungan
Bumi memiliki mekanisme pertahanan alami terhadap radiasi kosmik, yaitu lapisan ozon dan atmosfer bagian atas.
Sinar-sinar itu, yang memiliki kecepatan luar biasa, menembus ruang terlindung di bumi, tidak banyak membahayakan makhluk hidup. Bahaya terbesar diwakili oleh sumber dan radiasi gamma yang diperoleh dalam kondisi terestrial.
Sumber bahaya yang paling penting dari kontaminasi radiasi tetap perusahaan di mana reaksi nuklir terkendali dilakukan di bawah kendali manusia. Ini adalah pembangkit listrik tenaga nuklir, di mana energi dihasilkan untuk menyediakan cahaya dan panas bagi penduduk dan industri.
Tindakan paling serius sedang diambil untuk menyediakan fasilitas ini bagi pekerja. Tragedi yang terjadi di berbagai belahan dunia, karena hilangnya kendali manusia atas reaksi nuklir, mengajarkan orang untuk berhati-hati dengan musuh yang tidak terlihat.
Perlindungan pekerja di pembangkit listrik
Di pembangkit listrik tenaga nuklir dan industri yang terkait dengan penggunaan radiasi gamma, waktu kontak dengan sumber bahaya radiasi sangat terbatas.
Semua karyawan yang memiliki bisnis perlu menghubungi atau berada di dekat sumber radiasi gamma menggunakan pakaian pelindung khusus dan melalui beberapa tahap pembersihan sebelum kembali ke area "bersih".
Untuk perlindungan yang efektif terhadap sinar gamma, bahan dengan kekuatan tinggi digunakan. Ini termasuk timbal, beton berkekuatan tinggi, kaca timbal, dan jenis baja tertentu. Bahan-bahan ini digunakan dalam konstruksi sirkuit pelindung pembangkit listrik.
Elemen dari bahan ini digunakan untuk membuat setelan anti-radiasi untuk karyawan pembangkit listrik yang memiliki akses ke sumber radiasi.
Di zona yang disebut "panas", timbal tidak dapat menahan beban, karena titik lelehnya tidak cukup tinggi. Di daerah di mana reaksi termonuklir berlangsung dengan pelepasan suhu tinggi, logam tanah jarang yang mahal, seperti tungsten dan tantalum, digunakan.
Semua orang yang berurusan dengan radiasi gamma dilengkapi dengan alat ukur individu.
Karena kurangnya kepekaan alami terhadap radiasi, seseorang dapat menggunakan dosimeter untuk menentukan berapa banyak radiasi yang diterimanya selama periode tertentu.
Dosis yang tidak melebihi 18-20 mikroroentgen per jam dianggap normal. Tidak ada hal yang sangat mengerikan yang akan terjadi jika disinari dengan dosis hingga 100 mikrongen. Jika seseorang telah menerima dosis seperti itu, efeknya mungkin muncul dalam dua minggu.
Saat menerima dosis 600 roentgen, seseorang terancam kematian pada 95% kasus dalam waktu dua minggu. Dosis 700 roentgen mematikan pada 100% kasus.
Dari semua jenis radiasi, sinar gamma adalah yang paling berbahaya bagi manusia. Sayangnya, kemungkinan kontaminasi radiasi ada untuk semua orang. Bahkan berada jauh dari pabrik industri yang menghasilkan energi dengan membelah inti atom, seseorang dapat terkena bahaya paparan radiasi.
Sejarah mengetahui contoh-contoh tragedi semacam itu.
Ini adalah rentang spektrum elektromagnetik terluas karena tidak dibatasi oleh energi tinggi. Radiasi gamma lunak terbentuk selama transisi energi di dalam inti atom, lebih keras - selama reaksi nuklir. Sinar gamma dengan mudah menghancurkan molekul, termasuk molekul biologis, tetapi, untungnya, tidak melewati atmosfer. Mereka hanya dapat diamati dari luar angkasa.
Kuanta gamma berenergi super tinggi dihasilkan oleh tumbukan partikel bermuatan yang tersebar oleh medan elektromagnetik yang kuat dari objek ruang angkasa atau akselerator partikel terestrial. Di atmosfer, mereka menghancurkan inti atom, menciptakan aliran partikel yang terbang dengan kecepatan mendekati cahaya. Saat melambat, partikel-partikel ini memancarkan cahaya, yang diamati oleh teleskop khusus di Bumi.
Dengan energi lebih dari 10 14 eV longsoran partikel menembus ke permukaan bumi. Mereka direkam oleh sensor kilau. Di mana dan bagaimana sinar gamma energi ultra tinggi terbentuk belum sepenuhnya jelas. Energi seperti itu tidak dapat diakses oleh teknologi terestrial. Kuanta paling energik - 10 20 –10 21 eV, sangat jarang datang dari luar angkasa - sekitar satu kuantum dalam 100 tahun per kilometer persegi.
Sumber
Gambar diambil pada tahun 2005 oleh teleskop sinar gamma HESS. Ini menjadi konfirmasi bahwa sisa-sisa supernova berfungsi sebagai sumber sinar kosmik - partikel bermuatan energik yang, berinteraksi dengan materi, menghasilkan radiasi gamma (lihat). Percepatan partikel, tampaknya, disediakan oleh medan elektromagnetik yang kuat dari objek kompak - bintang neutron, yang terbentuk di lokasi ledakan supernova.
Tabrakan partikel bermuatan energik sinar kosmik dengan inti atom medium antarbintang menimbulkan kaskade partikel lain, serta sinar gamma. Proses ini mirip dengan riam partikel di atmosfer bumi, yang terjadi di bawah pengaruh sinar kosmik (lihat). Asal usul sinar kosmik energi tertinggi masih dipelajari, tetapi sudah ada bukti bahwa mereka dapat dihasilkan dalam sisa-sisa supernova.
Disk akresi di sekitar lubang hitam supermasif ( Nasi. artis)
Selama evolusi galaksi besar, lubang hitam supermasif terbentuk di pusatnya, dengan massa dari beberapa juta hingga miliaran massa matahari. Mereka tumbuh karena akresi (jatuhnya) materi antarbintang dan bahkan seluruh bintang ke dalam lubang hitam.
Dengan pertambahan yang intens, piringan yang berputar cepat terbentuk di sekitar lubang hitam (karena kekekalan momentum sudut materi yang jatuh ke lubang). Karena gesekan kental lapisan yang berputar pada kecepatan yang berbeda, ia memanas sepanjang waktu dan mulai memancar dalam rentang sinar-X.
Bagian dari materi selama akresi dapat dikeluarkan dalam bentuk pancaran (jet) di sepanjang sumbu piringan yang berputar. Mekanisme ini memastikan aktivitas inti galaksi dan quasar. Ada juga lubang hitam di inti Galaksi kita (Bima Sakti). Saat ini aktivitasnya minim, tetapi menurut beberapa indikasi, sekitar 300 tahun yang lalu jauh lebih tinggi.
Penerima
Terletak di Namibia, terdiri dari 4 piring parabola dengan diameter 12 meter, ditempatkan di atas platform berukuran 250 meter. Masing-masing memiliki 382 cermin bundar dengan diameter 60 . cm, yang memusatkan bremsstrahlung yang dihasilkan oleh gerakan partikel energik di atmosfer (lihat diagram teleskop).
Teleskop mulai bekerja pada tahun 2002. Ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi kuanta gamma energik dan partikel bermuatan - sinar kosmik. Salah satu hasil utamanya adalah konfirmasi langsung dari asumsi lama bahwa sisa-sisa supernova adalah sumber sinar kosmik.
Ketika sinar gamma energik memasuki atmosfer, ia bertabrakan dengan inti salah satu atom dan menghancurkannya. Dalam hal ini, beberapa fragmen inti atom dan kuanta gamma dengan energi lebih rendah dihasilkan, yang, menurut hukum kekekalan momentum, bergerak ke arah yang hampir sama dengan sinar gamma asli. Puing-puing dan kuanta ini segera bertabrakan dengan inti lainnya, membentuk longsoran partikel di atmosfer.
Sebagian besar partikel ini bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di udara. Akibatnya, partikel memancarkan bremsstrahlung, yang mencapai permukaan bumi dan dapat dideteksi oleh teleskop optik dan ultraviolet. Faktanya, atmosfer bumi sendiri berfungsi sebagai elemen teleskop sinar gamma. Untuk sinar gamma berenergi sangat tinggi, divergensi sinar yang mencapai permukaan bumi adalah sekitar 1 derajat. Ini menentukan resolusi teleskop.
Pada energi sinar gamma yang lebih tinggi, longsoran partikel itu sendiri mencapai permukaan - pancuran udara ekstensif (EAS). Mereka direkam oleh sensor kilau. Sebuah observatorium dinamai Pierre Auger (untuk menghormati penemu EAS) saat ini sedang dibangun di Argentina untuk mengamati radiasi gamma dan sinar kosmik energi ultra-tinggi. Ini akan mencakup beberapa ribu tangki air suling. PMT yang dipasang di dalamnya akan memantau kilatan yang terjadi di air di bawah pengaruh partikel EAS yang energik.
Observatorium orbital yang beroperasi dalam kisaran dari sinar-X keras hingga radiasi gamma lunak (dari 15 keV ke 10 saya), diluncurkan ke orbit dari Baikonur Cosmodrome pada tahun 2002. Observatorium ini dibangun oleh European Space Agency (ESA) dengan partisipasi Rusia dan Amerika Serikat. Desain stasiun menggunakan platform yang sama dengan observatorium sinar-X Eropa XMM-Newton yang diluncurkan sebelumnya (1999).
Perangkat elektronik untuk mengukur fluks lemah radiasi sinar tampak dan ultraviolet. PMT adalah lampu elektronik dengan fotokatoda dan satu set elektroda, di mana tegangan yang meningkat secara berurutan diterapkan dengan penurunan total hingga beberapa kilovolt.
Kuanta radiasi jatuh pada fotokatoda dan melumpuhkan elektron darinya, yang bergerak ke elektroda pertama, membentuk arus fotolistrik yang lemah. Namun, di sepanjang jalan, elektron dipercepat oleh tegangan yang diberikan dan melumpuhkan lebih banyak elektron dari elektroda. Ini diulang beberapa kali - sesuai dengan jumlah elektroda. Akibatnya, aliran elektron yang datang dari elektroda terakhir ke anoda meningkat beberapa kali lipat dibandingkan dengan arus fotolistrik awal. Ini memungkinkan Anda untuk mendaftarkan fluks cahaya yang sangat lemah, hingga kuanta individu.
Sebuah fitur penting dari PMT adalah kecepatan respon. Hal ini memungkinkan mereka untuk digunakan untuk mendeteksi fenomena transien, seperti kilatan yang terjadi di sintilator ketika partikel bermuatan energik atau kuantum diserap.
radiasi penetrasi. Radiasi penetrasi dipahami sebagai aliran sinar gamma dan neutron yang dipancarkan dari zona ledakan nuklir ke lingkungan eksternal.
Di bawah radiasi penetrasi memahami aliran sinar gamma dan neutron yang dipancarkan dari zona ledakan nuklir ke lingkungan. Menurut sifat fisiknya, jenis radiasi ini berbeda satu sama lain, tetapi mereka memiliki kesamaan kemampuan untuk menyebar di udara ke segala arah pada jarak hingga 2,5-3 km. Waktu kerja radiasi penetrasi adalah 15-20 detik dan ditentukan oleh waktu awan ledakan naik ke ketinggian di mana radiasi gamma diserap sepenuhnya oleh udara dan tidak mencapai permukaan bumi. Penting untuk membedakan antara radiasi penetrasi, yang bekerja hanya selama beberapa detik, dan kontaminasi radioaktif pada area tersebut, yang efek merusaknya bertahan untuk waktu yang lama. Sumber utama radiasi gamma adalah fragmen fisi bahan bakar nuklir; neutron yang terletak di zona ledakan dan awan radioaktif selama ledakan nuklir terbentuk selama reaksi fisi (selama reaksi berantai), selama fusi termonuklir, dan juga sebagai akibat dari peluruhan fragmen fisi. Neutron yang dihasilkan dalam reaksi fisi dan fusi dipancarkan dalam sepersekian mikrodetik dan disebut instan, dan neutron yang terbentuk selama peluruhan fragmen fisi - tertinggal. Di bawah pengaruh neutron, beberapa zat non-radioaktif menjadi radioaktif. Proses ini disebut aktivitas yang diinduksi.
Neutron dan radiasi gamma bertindak hampir bersamaan. Meskipun neutron dipancarkan terutama dalam beberapa detik pertama, dan radiasi gamma berlangsung selama beberapa detik lagi, fakta ini tidak penting. Dalam hubungan ini, efek merusak radiasi tembus ditentukan oleh dosis total yang diperoleh dari penambahan dosis radiasi gamma dan neutron. Disebut demikian amunisi neutron, adalah senjata nuklir dengan muatan termonuklir hasil rendah, yang ditandai dengan peningkatan hasil radiasi neutron. Dalam munisi neutron, faktor perusak seperti gelombang kejut, radiasi cahaya, kontaminasi radioaktif di area tersebut adalah kepentingan sekunder, dan faktor perusak utama dalam ledakan munisi neutron adalah radiasi penetrasi. Sebagai bagian dari radiasi penembus dalam amunisi tersebut, fluks neutron mendominasi radiasi gamma.
Efek merusak radiasi penetrasi pada orang tergantung pada radiasi yang diterima. dosis radiasi, yaitu pada jumlah energi yang diserap oleh tubuh dan tingkat ionisasi jaringan yang terkait dengannya. Akibat paparan berbagai dosis radiasi pada seseorang adalah penyakit radiasi akut (ARS) .
Untuk perlindungan terhadap penetrasi radiasi berbagai bahan digunakan yang melemahkan aksi radiasi gamma dan neutron. Kemampuan bahan ini ditandai dengan nilai setengah lapisan redaman . Ini dipahami sebagai ketebalan material, yang melaluinya radiasi gamma dan fluks neutron melemah 2 kali. Dalam hal ini, harus diingat bahwa radiasi gamma semakin dilemahkan, semakin padat zatnya, misalnya timbal, beton, baja. Fluks neutron lebih lemah oleh bahan ringan (air, polietilen, parafin, fiberglass) yang mengandung inti elemen ringan seperti hidrogen, karbon, dll. Diyakini bahwa lapisan air setebal 70 cm atau lapisan parafin 650 cm menipis fluks neutron sebesar 100 kali ( tab. satu).
Objektif
Pekerjaan ini ditujukan untuk pelatihan praktis dalam metode penentuan energi gamma kuanta dengan melemahkan berkas radiasi sempit dalam suatu zat dengan mengukur nilai koefisien atenuasi massa secara eksperimental.
Konsep umum
pengantar
Radiasi gamma adalah radiasi foton dengan spektrum energi diskrit yang terjadi ketika keadaan energi inti atom berubah, transformasi nuklir, dan pemusnahan partikel. Radiasi gamma adalah radiasi pengion elektromagnetik secara tidak langsung. Energi kuanta gamma yang dipancarkan oleh radionuklida berkisar antara 0,01 MeV hingga 10 MeV. Kebanyakan radionuklida menghasilkan radiasi gamma dengan spektrum energi yang kompleks. Beberapa inti (ada beberapa dari mereka) memancarkan radiasi gamma monoenergetik.
Untuk radionuklida dengan spektrum radiasi gamma yang kompleks, energi foton efektif dari radiasi foton monoenergetik tersebut dapat ditentukan secara eksperimental, yang redaman relatifnya dalam penyerap dengan komposisi tertentu dan ketebalan tertentu sama dengan redaman non- radiasi foton monoenergi.
Karakteristik radiasi gamma adalah fluks sinar gamma dan kerapatan fluks.
Fluks kuanta gamma dipahami sebagai rasio jumlah kuanta dN yang menembus permukaan tertentu dalam interval waktu dt terhadap interval ini
Kerapatan fluks kuanta gamma adalah rasio fluks dФ , menembus ke dalam volume bola dasar, dengan luas penampang bola ini dS
Karakteristik serupa yang memperhitungkan energi sinar gamma adalah fluks energi dan kerapatan fluks energi radiasi gamma.
Interaksi radiasi gamma dengan materi dilakukan terutama karena tiga proses dasar: efek fotolistrik, hamburan tidak koheren (efek Compton) dan pembentukan pasangan elektron-positron (efek pasangan). Pada energi rendah sinar gamma, hamburan koheren oleh elektron juga memberikan kontribusi tertentu.
Probabilitas interaksi gamma kuanta dengan materi dicirikan oleh koefisien atenuasi massa. Ini mengacu pada rasio saham 
partikel pengion secara tidak langsung dari energi tertentu yang telah mengalami interaksi saat melewati jalur dasar dl dalam media dengan kerapatan ke panjang jalur ini dan kerapatan media
Untuk radiasi foton, koefisien redaman massa sama dengan jumlah koefisien redaman massa akibat efek fotolistrik, hamburan inkoheren, hamburan koheren, dan pembentukan pasangan elektron-positron. Dalam hal ini, untuk radiasi gamma, hamburan koheren, sebagai suatu peraturan, tidak diperhitungkan:
Seperti dapat dilihat dari definisi di atas, dalam arti fisik, koefisien atenuasi massa adalah probabilitas gamma kuanta untuk berinteraksi dengan materi pada ketebalan massa target satuan.
Perhitungan perisai radiasi sering menggunakan faktor atenuasi gamma linier , yang diperoleh dengan mengalikan faktor atenuasi massa dengan densitas . Menurut arti fisika, koefisien atenuasi linier adalah probabilitas interaksi gamma-kuantum dengan zat pada lintasan satuan panjang. Satuan pengukuran dan dalam sistem SI masing-masing adalah m 2 /kg dan m -1.
Besarnya koefisien atenuasi tergantung secara kompleks pada energi sinar gamma dan bahan pelindung. Ketergantungan ini diberikan dalam buku pegangan dalam bentuk tabel atau grafik (lihat Lampiran 3, Gambar 3-6).
Ekspresi analitis untuk menggambarkan redaman radiasi gamma dengan proteksi dapat diperoleh untuk berkas sempit radiasi gamma monoenergi. Dalam hal ini, sebagai akibat dari setiap tindakan interaksi, kuantum gamma meninggalkan berkas. Akibatnya, jumlah foton yang meninggalkan berkas dN sebanding dengan ketebalan zat dx yang dilewati dan jumlah foton datang N, yaitu.
Untuk radiasi monoenergi, adalah konstan, dan pengintegrasian ekspresi yang dihasilkan memberikan
Jika kita membagi kedua bagian ekspresi ini dengan area target dan waktu penyinaran, kita mendapatkan ekspresi untuk kerapatan fluks sinar gamma
di mana 0 dan adalah kerapatan fluks sinar gamma sebelum dan sesudah penyerap tebal d.
Grafik ketergantungan lgφ=f(d) memiliki bentuk yang ditunjukkan pada gambar. 4.1.
Grafik yang dibuat secara eksperimental berfungsi untuk menentukan nilai koefisien atenuasi linier , dan kemudian, menggunakan grafik referensi =f(E), untuk menentukan energi radiasi gamma. Nilai dari grafik ditentukan baik oleh ketebalan lapisan setengah redaman d 1/2
atau dengan tangen lereng
Saat melakukan pekerjaan, bukan kerapatan fluks yang diukur secara langsung, tetapi sebanding dengannya, laju penghitungan pulsa n.
1.2. Deskripsi pengaturan laboratorium
Diagram blok pengaturan laboratorium ditunjukkan pada gambar. 4.2. Sumber radiasi adalah sediaan 60 Co atau 137 Cs dengan aktivitas sekitar 10 mCu. Sumber ditempatkan dalam pelindung timah, dari mana sinar sinar gamma yang diarahkan muncul, melewati penyerap dalam perjalanannya ke detektor. Kolimator kedua digunakan untuk menyerap sinar gamma yang tersebar di penyerap, jika tidak, nilai koefisien atenuasi radiasi gamma akan diremehkan.
Pengukuran dilakukan pada pengaturan laboratorium yang dikembangkan berdasarkan radiometer KRVP-3B.
Melakukan pekerjaan laboratorium
2.1. Mempersiapkan untuk bekerja dan melakukan pengukuran
Dapatkan sumber radiasi dan satu set pelat penyerap dari asisten laboratorium.
Merakit setup laboratorium seperti yang ditunjukkan pada gambar. 4.2. diagram blok. Berikan perhatian khusus pada keselarasan kolimator. Untuk melakukan ini, sebelum memasang sumber di kolimator, buat "bidik" dengan mengamati melalui kolimator kedua. Pasang sumber radiasi setelah mengukur latar belakang di laboratorium.
Siapkan radiometer KRVP-3B untuk operasi. Hitung latar belakang selama lima menit.
Atur sumber radiasi, ukur laju hitungan tanpa penyerap. Kemudian instal secara bergiliran satu, dua, tiga, dst. pelat penyerap, setiap kali mengukur ketebalannya dan laju hitungan dari sinar radiasi gamma yang melewatinya. Pilih waktu pengukuran laju penghitungan berdasarkan akurasi pengukuran 5%.
Lakukan pengukuran hingga laju penghitungan berkurang 8-10 kali. Catat hasil pengukuran dan perhitungan selanjutnya dalam tabel laporan.
Berdasarkan hasil pengukuran, plot lg n=f(d), tentukan koefisien redaman radiasi gamma dari grafik, dan gunakan untuk menentukan energi sinar gamma.
2.2. Membuat laporan hasil kerja laboratorium
Sebelum mulai bekerja, perlu untuk menyusun deskripsi singkat pekerjaan pada formulir laporan khusus dan menyiapkan tabel untuk mencatat hasil pengukuran. Siapkan sumbu koordinat untuk memplot grafik ketergantungan lg n=f(d).
Tabel 4.1 Hasil pengukuran
N f = pulsa per t = menit
n f = imp/mnt. bahan penyerap
Berdasarkan hasil pengukuran, buatlah grafik ketergantungan lgn=f(d), untuk menentukan nilai . Dari grafik (lihat Lampiran, Gambar 3, 4, 5, 6) tentukan energi -kuanta. Nilai energi -kuanta yang diperoleh dibandingkan dengan nilai tabel (lihat Lampiran 2, Tabel 6) dan tentukan kesalahan pengukuran.
3. Keamanan
Sebelum mulai bekerja, setiap pemain harus menerima dosimeter dari asisten laboratorium untuk mengukur dosis radiasi. Ambil sumber radiasi hanya dengan pinset. Setelah menempatkan sumber di kolimator, tutup sisi belakang kolimator dengan pelindung timah.
Dalam proses melakukan kerja perlu dilakukan tindakan pengurangan dosis radiasi, dengan mengingat bahwa dosis radiasi dari suatu titik sumber sebanding dengan waktu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Setelah bekerja, asisten laboratorium mengukur dosis radiasi, melapor kepada guru dan memasukkannya ke dalam daftar dosis. Karena ada tegangan berbahaya (400 V) di sirkuit listrik unit, DILARANG membuka sirkuit listrik.
pertanyaan tes
Jenis radiasi apa yang sedang dikerjakan?
Apa itu radiasi gamma?
Apa spektrum sinar gamma?
Proses apa yang menentukan redaman radiasi gamma dalam materi?
Apa itu fluks sinar gamma?
Apa itu kerapatan fluks gamma?
Apa faktor redaman massa untuk sinar gamma?
Apa arti fisis dari koefisien atenuasi linier radiasi gamma?
Koefisien atenuasi linier radiasi gamma dalam timbal adalah 0,5 cm -1 . Berapakah energi sinar gamma?
Lapisan setengah redaman radiasi gamma dalam timbal adalah 1,4 cm.Berapa energi sinar gamma?
Koefisien redaman massa radiasi gamma dalam timbal adalah 0,02 m 2 /kg. Berapakah energi sinar gamma?
Hubungan matematis apa yang menggambarkan redaman radiasi gamma dalam materi?
Kondisi apa yang harus dipenuhi agar redaman radiasi gamma dalam suatu zat dijelaskan oleh eksponensial?
Apa bentuk grafik ketergantungan lgφ =f(d)?
Bagaimana menentukan energi radiasi gamma dari grafik lgφ =f(d)?
Mengapa kita membutuhkan kolimator dalam pekerjaan ini?
Apa cara untuk mengurangi dosis radiasi dari sumber titik radiasi gamma?
Bagaimana cara mengubah takaran penyinaran pada jari, jika bukan pinset (R=25cm) sumbernya diambil dengan tangan (R=0,5cm)?
Apa yang menjamin akurasi pengukuran yang dibutuhkan dalam pekerjaan ini?
Radionuklida apa yang dipelajari dalam karya ini?
Berapa energi radiasi gamma dari radionuklida dalam pekerjaan ini?
LAB #5
File instalasi "Gamma-Stream. Perhitungan hidraulik” tersedia berdasarkan permintaan.
Perangkat lunak ini mencakup perjanjian lisensi.
Versi 1.1.0.1 dari paket perangkat lunak Gamma-Stream mencakup perubahan dan penambahan berikut:
1. Bagian "Perhitungan massa gas":
1.1 Jangkauan modul yang diperluas:
- Menambahkan modul 160l. untuk tekanan 60 bar.
- Menambahkan modul dengan volume 80l. dan 100l. untuk tekanan 150 bar dengan diameter ZPU 40mm untuk Freon 23.
- Sederet modul tipe MPU untuk CO2 dengan diameter ZPU 12mm telah diperkenalkan.
1.2. Untuk GOTV Freon FK-5-1-12, dua nilai konsentrasi standar diperkenalkan:
- konsentrasi standar Sn 4.2% sesuai dengan versi SP5.13130-2009 saat ini (amandemen No. 1)
- konsentrasi standar 5,4% sesuai dengan draft SP5.13130 edisi baru sebagaimana telah diubah. 2015
1.3. Memperbaiki tampilan GOTV yang tersisa dalam perpipaan
2. Bagian "Perhitungan hidrolik":
2.1. Memperkenalkan nozel khusus untuk GOTV Freon FK-5-1-12
2.2.Koefisien resistensi hidrolik elemen pipa (putar, tee) telah ditentukan
2.3. Kerugian tambahan di bagian vertikal pipa telah ditentukan.
Perangkat lunak "Gamma-Potok" dapat digunakan dalam waktu 10 hari sejak tanggal pemasangan dalam mode uji tanpa batasan fungsional. Selanjutnya, Anda harus mendaftar untuk menerima Kunci Registrasi.
Algoritma pendaftaran:
- Di jendela "Informasi Pendaftaran", klik tombol "Dapatkan Kunci Pendaftaran".
- Isi bidang data di jendela yang terbuka "Pendaftaran pengguna program Gamma Stream".
Dengan mengklik tombol "OK", Anda mengonfirmasi keakuratan data yang ditentukan dan menyetujui penyimpanan dan pemrosesan data oleh NPO Fire Automation Service LLC.
Selanjutnya, Program akan menghasilkan file registrasi dan menawarkan untuk menyimpannya ke komputer Anda.
Untuk menerima kunci pendaftaran, Anda harus mengirim file ini ke alamat kami. Kami akan mengirimkan Anda kunci program dalam surat balasan.
Penggunaan informasi yang dikumpulkan.
Kami tidak mendistribusikan informasi yang diterima untuk tujuan apa pun, termasuk mentransfernya ke pihak ketiga. Informasi yang diterima dari Anda hanya dapat diungkapkan dalam kasus yang ditentukan oleh undang-undang Federasi Rusia atau atas permintaan tertulis Anda.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Setelah menganalisis pertanyaan yang sering diajukan desainer, spesialis kami telah mengembangkan:
- file untuk menghitung tekanan kerja maksimum untuk pipa dengan ketebalan dinding yang berbeda (xls, ~21Kb);
- file untuk menghitung area pembukaan untuk bantuan tekanan berlebih (xls, ~62Kb) .
1. Pertanyaan: mengapa program ini menggunakan pipa dan fitting yang tidak dapat dibeli di pasaran.
Menjawab:
- Tentang pipa: bermacam-macam pipa menurut GOST 8732 dan GOST 8734 telah ditambahkan ke database perangkat lunak Gamma-Potok Jenis pipa yang direkomendasikan yang dipilih oleh program diberikan dalam laporan untuk perhitungan hidrolik. Namun, pengguna program dapat secara mandiri membuat daftarnya sendiri dengan berbagai pipa, berdasarkan kemungkinan memperolehnya di wilayahnya. Juga, ketika menghubungi kami dengan tugas melakukan perhitungan hidraulik, perancang dapat menunjukkan daftar pipa yang dia butuhkan. Untuk memeriksa kebenaran pilihan ketebalan dinding pipa, perancang dapat menggunakan file "Perhitungan tekanan kerja maksimum untuk pipa dengan ketebalan dinding berbeda" yang diposting di situs web kami.
- Fitting Pro: Dalam laporan untuk perhitungan hidraulik, jenis fitting yang DIREKOMENDASIKAN yang dipilih oleh program diterbitkan. Rentang standar tikungan menurut GOST 17375 dan tee menurut GOST 17376 sangat terbatas dan tidak mencukupi untuk perhitungan desain. Oleh karena itu, berbagai fitting telah dimasukkan ke dalam database perangkat lunak Gamma-Potok, yang mencakup rentang standar tee dan tee sesuai dengan GOST yang ditentukan, dan rentang ukuran fitting (dengan langkah sepanjang diameter dalam 1 mm), yang dapat diproduksi secara individual sesuai dengan persyaratan yang ditentukan oleh GOST oleh perusahaan khusus. Juga, norma tidak melarang penggunaan alat kelengkapan yang dapat diproduksi oleh organisasi instalasi secara independen dari pipa sesuai dengan GOST 8732 dan GOST 8734.
2. Pertanyaan: mengapa software Gamma Potok tidak menyediakan perhitungan luas bukaan untuk relief overpressure sesuai dengan SP 5.13130.2009
Menjawab:
- kami tidak memasukkan perhitungan ini dalam program perhitungan hidrolik secara sadar, karena kami percaya bahwa itu hanya terkait secara tidak langsung dengan perhitungan hidrolik dan membutuhkan pemahaman yang terpisah, pengumpulan data awal yang terkait dengan struktur bangunan.
- untuk membantu perancang melakukan perhitungan ini secara mandiri, kami telah mengembangkan
