CC BY
3
К ВОПРОСУ ИЗМЕРЕНИЯ ДОЗЫ ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ МЕТОДОМ АКТИВАЦИИ
М. В. Алферов, А. Д. Туркин (Москва)
Задачей настоящей работы являлось изучение возможности использования метода активации для определения дозы тепловых нейтронов. В качестве активируемых материалов наиболее подходящими элементами являются европий (£ы151) и индий (//г115). Необходимо отметить, что применение индиевой фольги наиболее целосообразно в тех случаях, если операции с возможным воздействием тепловых нейтронов являются сравнительно кратковременными (не более 1 — IV2 часов). Использование же европия делает возможным проведение индивидуального дозиметрического контроля тепловых нейтронов практически в течение всего рабочего дня. В этом случае ошибка в определении дозы будет значительно меньшей, чем при использовании индия. В нашей работе мы имели возможность использовать, для указанных целей индиевую фольгу.
Для определения общего количества тепловых нейтронов, прошедших через фольгу, следует иметь в виду, что объект за время экспозиции может подвергаться как непрерывному, так и дробному облучению. При непрерывном облучении в постоянном потоке тепловых нейтронов доза определяется по формуле (1):
А-и ■ е>*
Dt. H.=û- (/_,_»9.)î.« ' (1>
где DT.H.— доза тепловых нейтронов (в бэр); а=1,54-10-'
бэр.
т н ^см2 —коэффициент перехода от количества тепловых нейтронов к дозе (1 бэр = 6,5 : 108 т. «/см2). А = А общ.—Аэ. , где А°вщ. и Лэ.— активность фольги в распадах в секунду без экрана и с кадмиевым экраном соответственно; /9.— время экспозиции; t — время от конца экспозиции до момента счета фольги; — сечение активации (барн);
w .,г < . 0,693 п — число атомов /л115 в фольге; л= —---постоянная распада наведенной активности.
Для /л115: 0=145 -10-« см2, л = 5 • -Г = 54 минутам
(для /л11в, образующегося из /л115 при захвате нейтрона).
Оценим теперь возможность использования формулы для приближенного расчета дозы при дробном облучении. Для этой цели необходимо определить максимально возможные ошибки, которые могут возникать при расчетах,- Эти ошибки определяются тем, что объект может облучаться за короткий промежуток времени в самом начале или в конце экспозиции.
На рисунке приведена зависимость величины максимально возможной ошибки (о) как функция—при условии, что расчет дозы
производится по формуле (1).
Как видно на рисунке, максимально возможная ошибка равна
нулю при /э.= 0 и растет с увеличением — . Так, при ~ = 1. ошибка
составляет примерно +40% (для индия при /э.=54 минутам). Таким образом, метод активации позволяет с заведомой степенью точности определять дозу тепловых нейтронов при любых комбинациях непрерывного и дробного облучения, если известно время экспозиции и время от конца экспозиции до момента счета фольги. Нетрудно пока-
4 Гигиена и санитария, M 2
49
зать, что чувствительность метода с использованием индиевой фольги является вполне достаточной. Так, фольгой весом 15 мг можно определять дозу тепловых нейтронов начиная с 2-10~3 бэр.
Для измерения дозы тепловых нейтронов нами была использована фольга из индия площадью 1 см2 и весом 15 мг. Для определения доли резонансных нейтронов часть фольги экранировали кадмием толщиной 0,25 мм. Фольгу необходимой толщины готовят из листового индия путем раскатки его на стальных валиках. После раскатки нарезают диски диаметром 10—15 мм, которые затем взвешивают на аналитических весах. Толщина диска должна составлять 15—20 мг/см2.
Для удобства в работе и для предотвращения деформации полученные диски фиксируют при помощи клея БФ-2 на алюминии толщиной 0,05—0,07 мм. Как уже отмечалось, часть фольги экранируют кадмием.
Готовую фольгу помещают в кассеты, выполненные из тонкой органической пленки или материи. Экранированную и неэкранирован-ную фольгу располагают поочередно в отдельные ячейки кассеты. Кассеты с фольгой выдают обслуживающему персоналу перед началом проведения той или иной операции. Фиксируют время начала и конца операции (¿э.)-Определение активности фольги производится на установке Б-2 с торцовым счетчиком.
Поправку на распад определяют по интервалу времени между концом операции и началом измерения Поочередно измеряют
активность экранированной и неэкранированной фольги. Расчет дозы тепловых нейтронов производится по формуле (1). Приводим пример расчета дозы от тепловых нейтронов.
Предположим, что толщина фольги составляет 20 мг/см2, площадь— 1 см2. Время экспозиции = 30 минутам. Интервал времени между концом операции и началом измерения /=20 минутам. Измеренная активность фольги безкадмиевого экрана Лобщ.=20 расп/сек. Измеренная активность фольги с кадмиевым экраном Аэ. = 10 расп/сек.
Производим расчет дозы от тепловых нейтронов по формуле (1);
Молш. — . . „-9
Зависимость величин максимальной воэможиой ошиб-
К.
ми от -•
Т
£>т
а•
= 1,54-10
(20— 10) 1800-е
+ 2.14 10 4.1200
•0,0078 бэр.
145 - 10 24 • 5-10 21 -2-10 2
(. -2,14.10 .1800 \ [1-е )
Максимальная ошибка определяется по кривой (см. рисунок).
При —'=0,38 она будет составлять поимерно + 12%.
Исследования с применением описанного метода были проведены нами на одном из экспериментальных реакторов. Полученные при этом данные позволили выявить ряд операций, при которых возможно облучение обслуживающего персонала нейтронами.
ЛИТЕРАТУРА
Ю з Д. Нейтронные исследования на ядерных котлах. М., 1954 — Власов Н. А. Нейтроны, 1955,—Гусев Н. Г. Справочник по радиоактивным излучениям и защите. М., 1956.— Санитарные правила перевозки, хранения, учета и работы с радиоактивными веществами. М., 1957.
Поступила 23/VII 1958 г.
•¿г -йг "¿Г
