輻射防護(hù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、輻射防護(hù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)： xxx 姓名： xxx 學(xué)號(hào)： 2010xxxx實(shí)驗(yàn)一：Y射線的輻射防護(hù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握X- 丫劑量率儀的使用方法；2、了解環(huán)境中的丫照射水平；3、通過(guò)不同時(shí)間和距離的測(cè)量，獲得丫外照射防護(hù)的直觀認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系。二、實(shí)驗(yàn)原理閃爍探測(cè)器是利用核輻射與某些透明物質(zhì)相互作用，使其電離和激發(fā)而發(fā)射熒光的原理來(lái)探測(cè)核輻射 的。丫射線入射到閃爍體內(nèi)，產(chǎn)生次級(jí)電子，使閃爍體內(nèi)原子電離、激發(fā)后產(chǎn)生熒光。這些光信號(hào)被傳輸 到光電倍增管的光陰極，經(jīng)光陰極的光電轉(zhuǎn)換和倍增極的電子倍增作用而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，它的幅度正比于 該次級(jí)電子能量，再由所連接的電子學(xué)設(shè)備接收、放大、分析和記

2、錄。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)量實(shí)驗(yàn)室丫照射本底環(huán)境；2、測(cè)量一條環(huán)境丫照射劑量率剖面；3、測(cè)量巖石的丫照射劑量率；4、加放射源，測(cè)量并計(jì)算不同測(cè)量時(shí)間情況下的劑量；5、加放射源，測(cè)量不同距離情況下的劑量率。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、Ra-226 源一個(gè)；2、X- y劑量率儀一臺(tái)；3、巖石標(biāo)本。五、實(shí)驗(yàn)步驟布置實(shí)驗(yàn)臺(tái)，注意：嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，首先布置好準(zhǔn)直器、探測(cè)儀，最后放置放射源，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣！ ！實(shí)驗(yàn)步驟如下：1、調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器以及探測(cè)儀器的相對(duì)位置;水箱放射源準(zhǔn)直器探測(cè)器2、 設(shè)置好儀器的測(cè)量時(shí)間為30秒，記錄儀器的本底劑量率 Nd （連測(cè)3次，取平均值）；3、 在探測(cè)儀器對(duì)面布置好放射源，使得射束

3、中軸線和準(zhǔn)直器中軸線重合，源探距離為1米，如上圖所示，測(cè)定并記錄儀器的劑量率N01 （連測(cè)3次，取平均值）；4、 調(diào)整儀器的測(cè)量時(shí)間為 60秒，測(cè)定并記錄儀器的劑量率N02 （連測(cè)3次，取平均值）；5、調(diào)整儀器的測(cè)量時(shí)間為90秒，測(cè)定并記錄儀器的劑量率N0 （連測(cè)3次，取平均值）；6、 暫時(shí)屏蔽放射源，源探距離為0.5米，測(cè)定并記錄儀器的劑量率N1 （連測(cè)3次，取平均值）；7、 暫時(shí)屏蔽放射源，源探距離為2米，測(cè)定并記錄儀器的劑量率N2 （連測(cè)3次，取平均值）；&在校園里測(cè)量一條環(huán)境丫照射劑量率剖面，記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)的儀器的劑量率（連測(cè)3次，取平均值）；9、在博物館前的巖石標(biāo)本處測(cè)量不同巖性巖石的

4、丫照射劑量率，記錄每個(gè)測(cè)量的劑量率（連測(cè)3次,取平均值）；10、數(shù)據(jù)處理。2）在距離放射源數(shù)據(jù)處理如下:13.513.713.713.633331）本底劑量率為:0.5、1、2米處不同時(shí)間計(jì)數(shù)率為:距離m時(shí)間30s60s90s/139.80.5/140.1/140.6平均值/140.242.943.743.6142.743.643.24343.143.7平均值42.86743.46743.5/20.32/20.3/20.2平均值/20.273）從核工樓到博物館伽馬劑量率坡面如下:4）博物館前巖石計(jì)量率如下:砂巖32.131.427.430.3白云巖18.421.621.520.5花崗巖44.6

5、48.743.645.633釩鈦磁鐵礦11.112.812.312.067六、思考與計(jì)算1、 根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)室丫照射本底環(huán)境Nd，計(jì)算在此環(huán)境下的年有效劑量。答：在實(shí)驗(yàn)室本底環(huán)境下年有效劑量為：E=Nd*365*8=13.633*365*8*10-8Gy/h=3.9*10 -4 Gy2、 根據(jù)布置放射源情況下，不同距離測(cè)得的劑量率NO、N1、N2，計(jì)算在此條件下，每天工作八小時(shí)的年有效劑量，并進(jìn)行比較。答：N0 :N0*365*8*10 -8Gy/h =140.2*365*8*10-8Gy/h=4.092*10 -3 GyN1 :N1*365*8*10 -8Gy/h =43.27*365*8*

6、10-8Gy/h=1.264*10 -3 GyN2 :N2*365*8*10 -8Gy/h =20.27*365*8*10-8Gy/h=5.918*10 -4 Gy3、布置放射源情況下，比較不同測(cè)量時(shí)間測(cè)得的劑量率NO、N01、N02，計(jì)算不同時(shí)間內(nèi)所受的有效劑量。答：不同測(cè)量時(shí)間測(cè)得的劑量率基本相等。4、根據(jù)丫照射劑量率剖面，分析測(cè)量值高低情況，并統(tǒng)計(jì)平均值作為環(huán)境本底，計(jì)算在此環(huán)境下的 年有效劑量。答：如圖在 1-1 中在測(cè)量過(guò)程中得到的劑量率剖面基本維持在一個(gè)穩(wěn)定的值附近，其波動(dòng)較大的點(diǎn)引 起的原因是粒子的統(tǒng)計(jì)漲落，沒(méi)有特殊意義。得到平均劑量率為：7.7956年有效劑量為： 7.7956

7、*365*8*10 -8Gy/h=2.276*10 -4Gy5、比較不同巖性巖石的丫照射劑量率大小。答：花崗巖 砂巖白云巖 釩鈦磁鐵礦6、為了更好的防護(hù)丫射線的輻射，應(yīng)該注意什么？答：應(yīng)該注意， 1 保持與放射源的距離， 2 減少受照射的時(shí)間， 3在放射源與人中間最好加入屏蔽層。實(shí)驗(yàn)二：丫射線的輻射屏蔽防護(hù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解各種材料對(duì)給定能量和強(qiáng)度的丫射線的屏蔽防護(hù)能力；2、通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定值與理論計(jì)算值之間的關(guān)系和差別，獲得直觀的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系；二、實(shí)驗(yàn)原理利用寬束X或丫射線的減弱規(guī)律，考慮康普頓散射效應(yīng)造成的散射光子不是被完全吸收而僅僅是能量 和傳播方向發(fā)生改變，從而會(huì)繼續(xù)傳

8、播而有可能穿出物質(zhì)層。圖1、窄束、寬束示意圖在輻射防護(hù)中遇到的輻射一般為寬束輻射，射線束較寬、準(zhǔn)直性差，穿過(guò)的物質(zhì)層也很厚，如上圖 所示，在此情況下，受到散射的光子經(jīng)過(guò)多次散射后仍然可能會(huì)穿出物質(zhì)，到達(dá)觀察的空間位置，此時(shí)考 察點(diǎn)上觀察到的不僅包括那些未經(jīng)相互作用而穿出物質(zhì)層的光子，而且還包括初級(jí)丫射線經(jīng)過(guò)多次散射后 產(chǎn)生的散射光子。窄束、寬束是物理上的概念，而不是由射線束的幾何尺寸決定的，即不是幾何上的概念。窄束可以看作是寬束的特殊情況。寬束條件下X、丫射線的衰減規(guī)律如下:對(duì)積累因子B的數(shù)值可以從各種參考資料查找。K或透射比n的測(cè)量值;三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)量給定厚度的混凝土層對(duì)丫射線的減弱程度

9、，得到減弱倍數(shù)2、 測(cè)量上述混凝土層的厚度，通過(guò)理論計(jì)算給出減弱倍數(shù)K或透射比n的理論值，并與上述測(cè)量值 進(jìn)行比較與分析；3、以上述給出的 K或n的測(cè)量值為準(zhǔn)，測(cè)量得到鐵板、鉛板達(dá)到上述減弱倍數(shù)值時(shí)所需的厚度，如 果沒(méi)有正好合適厚度的材料，則利用由偏厚和偏薄的對(duì)應(yīng)材料測(cè)量得到的減弱倍數(shù)值進(jìn)行線性插值計(jì)算得 到對(duì)應(yīng)材料厚度；4、寬束時(shí)測(cè)量得到鐵板達(dá)到上述減弱倍數(shù)值時(shí)所需的厚度，并分析比較。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、Ra-226 源一個(gè)；2、混凝土、鉛、鐵板若干；3、X- y輻射儀一臺(tái)；五、實(shí)驗(yàn)步驟布置實(shí)驗(yàn)臺(tái)，注意：嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，首先布置好準(zhǔn)直器、探測(cè)儀，最后放置放射源，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣！ ！實(shí)驗(yàn)

10、步驟如下：1、調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器以及探測(cè)儀器的相對(duì)位置，如下圖 2所示，調(diào)節(jié)到儀器的 cps檔，記錄儀器的本底計(jì) 數(shù)率Nd （連測(cè)3次以上，取平均值）；2、 在探測(cè)儀器對(duì)面布置好放射源，使得射束中軸線和準(zhǔn)直器中軸線重合，如下圖3所示，測(cè)定并記錄未加屏蔽材料時(shí)儀器的計(jì)數(shù)率NO （連測(cè)3次以上，取平均值）；3、 暫時(shí)屏蔽放射源，并添加混凝土屏蔽材料，開啟放射源，得到當(dāng)前儀器的計(jì)數(shù)率N1 （連測(cè)3次以 上，取平均值），如下圖4所示；準(zhǔn)直器圖3、未加屏蔽材料，測(cè)量 NO示意圖圖4、添加混凝土屏蔽材料，測(cè)量N1示意圖屏蔽材料K04、利用上述測(cè)定的計(jì)數(shù) Nd、NO N1計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，即減弱倍數(shù)NO NdN1 N

11、d5、暫時(shí)屏蔽放射源，計(jì)算混凝土的厚度d。課后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算得到理論減弱倍數(shù)K1,并與實(shí)驗(yàn)值K0相比較；6、測(cè)定要實(shí)現(xiàn)上述的減弱倍數(shù)K0需要的鉛、鐵的等效厚度 dPb、dFe,基本過(guò)程是：放入足夠厚的材料，使得讀數(shù)小于 N1,然后逐步撤出部分材料，使得儀器讀數(shù)逐漸增大到N1,此時(shí)的材料厚度就是等效厚度。如果沒(méi)有正好合適厚度的材料，則利用偏薄和偏厚的測(cè)定值進(jìn)行線性插值計(jì)算得到。7. 在寬束情況下用進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，求出實(shí)現(xiàn)上述的減弱倍數(shù)K0需要鐵的等效厚度 dFe 。六、思考與計(jì)算1、理論計(jì)算出鉛、鐵等效屏蔽厚度d Pb、d Fe，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值 dPb、dFe進(jìn)行比較，以表格的形式列出對(duì)應(yīng)結(jié)果

12、，給出分析結(jié)論。答：涯nun亠 lu1klu)thiiu.i 宇 u；媲噹kj._.12肺牲客b.k1:點(diǎn)4i.r tsmssIL制蚯332：開2.張ETi側(cè)軋朗對(duì)UUtaT.B內(nèi)IM 2K 盍 iOSSISBliltKV二厠墜MB3L訊lfl：3KW 4但跚16.油期茁站kSIT. 3曲S2T.27譏沁也菟淞:対臉浙JLl? IWrbSWiLTWJKTAft M Ub I IiMjaaas巒*做片IE嚇2?.K回剖0円*【f船越1雎暑，回劃5LE2U5畫沏.巧旳M17.1XMW氧期WT ；IHWIEZNK47二僞刪同帛粘汕理論求的的厚度要比實(shí)際所用的厚度大一些，因?yàn)樵趯?shí)際反應(yīng)過(guò)程中，還有發(fā)生

13、射線的散射以及和介 質(zhì)發(fā)生反應(yīng)等現(xiàn)象。2、 利用計(jì)算得到的混凝土厚度d,利用經(jīng)驗(yàn)理論公式，計(jì)算得到理論減弱倍數(shù)K1。答：d=n* 1/2; n=logk/log2;所以可以求的 K。3、分析寬束和窄束情況下鐵的等效屏蔽厚度的差別原因。答：寬束射線和窄束射線的區(qū)別是：寬束射線中含有散射成分而窄束射線中不含有散射成分，因而對(duì) 于相同數(shù)量入射粒子的寬束射線和窄束射線的能量是不一樣的，窄束射線由于沒(méi)有發(fā)生散射而擁有更高的 能量，因而在等效屏蔽的情況下，窄束需要的鐵的厚度更大一些。4、如果上述幾組結(jié)果差別比較大，分析原因并給出分析結(jié)論。答：我們計(jì)算所得的屏蔽材料的厚度是在理想的狀態(tài)下，而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

14、中入射射線粒子會(huì)與屏 蔽材料原子發(fā)生相應(yīng)的反映，以及會(huì)產(chǎn)生散射，折射，因而實(shí)際在測(cè)量過(guò)程中的厚度和計(jì)算所得厚度是不 一樣的。實(shí)驗(yàn)二：y、B、中子射線的輻射屏蔽一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)不同時(shí)間和距離的測(cè)量，獲得丫外照射防護(hù)的直觀認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系。2 了解不同材料對(duì)給定能量和強(qiáng)度的丫射線和中子的屏蔽防護(hù)能力，以及了解不同材料對(duì)B射線的屏 蔽能力；3、通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定值與理論計(jì)算值之間的關(guān)系和差別，獲得直觀的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系；二、實(shí)驗(yàn)原理閃爍探測(cè)器是利用核輻射與某些透明物質(zhì)相互作用，使其電離和激發(fā)而發(fā)射熒光的原理來(lái)探測(cè)核輻射 的。丫射線入射到閃爍體內(nèi)，產(chǎn)生次級(jí)電子，使閃爍體內(nèi)原子電離

15、、激發(fā)后產(chǎn)生熒光。這些光信號(hào)被傳輸 到光電倍增管的光陰極，經(jīng)光陰極的光電轉(zhuǎn)換和倍增極的電子倍增作用而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，它的幅度正比于 該次級(jí)電子能量，再由所連接的電子學(xué)設(shè)備接收、放大、分析和記錄。利用寬束X或丫射線的減弱規(guī)律，考慮康普頓散射效應(yīng)造成的散射光子不是被完全吸收而僅僅是能量 和傳播方向發(fā)生改變，從而會(huì)繼續(xù)傳播而有可能穿出物質(zhì)層。圖1、窄束、寬束示意圖在輻射防護(hù)中遇到的輻射一般為寬束輻射，射線束較寬、準(zhǔn)直性差，穿過(guò)的物質(zhì)層也很厚，如上圖 所示，在此情況下，受到散射的光子經(jīng)過(guò)多次散射后仍然可能會(huì)穿出物質(zhì)，到達(dá)觀察的空間位置，此時(shí)考 察點(diǎn)上觀察到的不僅包括那些未經(jīng)相互作用而穿出物質(zhì)層的光子，而

16、且還包括初級(jí)丫射線經(jīng)過(guò)多次散射后 產(chǎn)生的散射光子。窄束、寬束是物理上的概念，而不是由射線束的幾何尺寸決定的，即不是幾何上的概念。窄束可以看 作是寬束的特殊情況。寬束條件下X、丫射線的衰減規(guī)律如下：質(zhì)量厚度N BNe d BNe 積累因子質(zhì)量衰減系數(shù)對(duì)積累因子B的數(shù)值可以從各種參考資料查找。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)量放射源和探測(cè)器在不同距離上，丫射線的劑量；2、分別測(cè)量不同材料對(duì)不同能量的丫射線的防護(hù)水平；3、分別測(cè)量不同材料對(duì)B射線的防護(hù)水平；4、分別測(cè)量不同材料對(duì)不同能力中子的防護(hù)水平；四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、PC及相關(guān)輔助軟件。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開軟件，對(duì)軟件進(jìn)行正確的設(shè)定。2、做丫劑量實(shí)驗(yàn)，測(cè)定丫射線

17、在不同的距離下的劑量，列表記錄結(jié)果。3、做丫屏蔽實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)室窄束丫射線，測(cè)量在不同厚度物質(zhì)的條件下，射線通過(guò)不同物質(zhì)的劑量， 列表記錄結(jié)果。4、做B屏蔽實(shí)驗(yàn)，測(cè)量在不同厚度屏蔽物質(zhì)的條件下，射線通過(guò)不同物質(zhì)的劑量，列表記錄結(jié)果。5、做中子屏蔽實(shí)驗(yàn)，用快中子測(cè)量在不同厚度屏蔽物質(zhì)的條件下，射線通過(guò)不同屏蔽物質(zhì)的劑量，列 表記錄結(jié)果。6、關(guān)閉軟件，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 丫計(jì)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：200.00334667300.00276667400.00216333500.00131667600.00087333700.00061334800.00045900.0003466671000.

18、000293333實(shí)驗(yàn)圖像為:計(jì) fflGy/cm0.D04203040 50 60 70 8090 1DO.VT.+1 MGy/cm1-1 丫計(jì)量 Gy/cm2. 丫屏蔽實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：材料粒子數(shù)Fe300000厚度24681012計(jì)量3.03E-042.30E-041.43E-047.61E-052.10E-051.94E-05Pb厚度0.511.522.53計(jì)量3.0762842.605672.154231.422581.2280011.0956814161.60E-056.86E-063.544.558.076945.9754084.185213.017689實(shí)驗(yàn)圖像為:Fe屏蔽學(xué)肘

19、線(Gy/cm)cm Fc痔引1-2 Fe 屏蔽 丫射線（Gy/cm）3.3射線屏蔽實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:1-3 Pb 丫射線屏蔽厚度（cm）劑量厚度（cm）劑量AL鋁錫0.16.01E-050.016.43E-050.24.24E-050.025.13E-050.32.22E-050.034.57E-050.45.30E-060.043.85E-050.54.57E-080.053.25E-050.062.67E-050.072.15E-050.081.63E-050.091.18E-050.18.61E-060.115.97E-060.123.66E-06實(shí)驗(yàn)圖像為:0射線屏蔽占7 00Q-05A

20、I1-43射線屏蔽-Al.OOE-OS5.00 E 仍4.00E-053.OQE)S2.00E-051.OGE-O5 o.ooc*oo0 05cm1-5B射線屏蔽-錫4. 快中子屏蔽實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：厚度(cm) 劑量厚度(cm) 劑量厚度(cm) 劑量pb鉛FeCu55.15E-0554.47E-0554.32E-05104.09E-05103.04E-05102.98E-05153.57E-05152.32E-05152.28E-05203.27E-05201.96E-05201.82E-05253.08E-05251.66E-05251.46E-05302.93E-05301.48E-0

21、5301.16E-05352.79E-05351.36E-05358.99E-06402.66E-05401.25E-05455.09E-06452.56E-05609.44E-06601.90E-06502.45E-05658.74E-06651.32E-06552.35E-05700.00E+00602.25E-05652.15E-05700.00E+00厚度(cm) 劑量厚度(cm) 劑量厚度(cm) 劑量鎢(W水硼砂54.42E-0555.68E-0554.22E-05103.14E-05104.45E-05102.44E-05201.48E-05202.69E-05151.40E-05259.25E-06301.56E-05208.02E-06353.09E-06408.76E-06254.57E-06401.67E-06504.76E-06302.56E-06351.4