Лаборатория физики высоких энергий

Учебные дисциплины

Для кого проводится практикум

Кафедра ИТФ проводит лабораторные работы для студентов кафедры АЭС по курсу "Защита от ионизирующих излучений" и для студентов-теплофизиков в магистратуре по курсу "Физика ионизирующих излучений".

Кафедра АЭС · бакалавриат

ТФ-11(12)-ХХ

7-й семестр. Курс «Защита от ионизирующих излучений». Для этих групп отдельно выполняется лабораторная работа № 2 по фактору накопления.

Кафедра ИТФ · магистратура

ТФ-10(15)м-ХХ

1-й семестр магистратуры. Курс «Физика ионизирующих излучений». Для этих групп отдельно выполняется лабораторная работа № 3 по радиометрическому определению плотности.

Физические методы

Что исследуют студенты

Каждая карточка показывает отдельный метод измерения или анализа — от статистики регистрации до гамма-спектроскопии и контроля аэрозолей.

Регистрация излучения

Активность и статистика

Измерение активности β-источника и сравнение газоразрядного и сцинтилляционного детекторов.

Защитные материалы

Фактор накопления

Сравнение широкого и узкого пучков и оценка вклада рассеянных гамма-квантов.

Радиометрия

Плотность вещества

Определение плотности по ослаблению гамма-излучения и сравнение с весовым методом.

Гамма-спектроскопия

Идентификация нуклидов

Калибровка спектрометра и распознавание продуктов распада Th-232 по энергиям линий.

Радиационный контроль

Активность аэрозолей

Отбор пробы воздуха на фильтр и измерение активности радона, торона и продуктов их распада.

Ослабление излучения

Коэффициент ослабления

Исследование экспоненциального ослабления гамма-квантов в алюминии, меди или свинце.

Лабораторный практикум

Лабораторные работы

Все шесть работ выполняются. Для работ № 2 и № 3 дополнительно указаны учебные группы.

Активность источника β-излучения и статистика детекторов

По измеренной плотности потока β-частиц от источника Sr-90 определяется регистрируемая активность. Во второй части сравниваются статистические характеристики газоразрядного и сцинтилляционного блоков детектирования.

ОборудованиеМКС-15ЭЦ, Sr-90, два блока детектирования

ИзмеряетсяПлотность потока и мощность эквивалентной дозы

РезультатАктивность, гистограммы и статистическая оценка

Измерение фона

Измерение на разных R

Расчет активности

Статистический анализ

Экспериментальное определение фактора накопления

Для групп ТФ-11(12)-ХХ кафедры АЭС

По гамма-спектрам Cs-137 или Na-22 оценивается вклад рассеянных квантов в широкий пучок. Фактор накопления определяется как отношение суммарного числа зарегистрированных импульсов к числу импульсов нерассеянной компоненты.

ОборудованиеМКС-15ЭЦ, Cs-137 / Na-22, вода или Al₂O₃

ОбрабатываетсяПик полного поглощения и область рассеяния

РезультатФактор накопления для защитного материала

Калибровка спектрометра

Съемка спектров

Разделение компонент

Расчет BN

Определение плотности веществ радиометрическим методом

Для групп ТФ-10(15)м-ХХ кафедры ИТФ

Плотность воды или порошка корунда определяется по ослаблению гамма-излучения. Рассеянная составляющая отделяется по форме спектра, после чего результат сравнивается с плотностью, полученной весовым методом.

ОборудованиеМКС-15ЭЦ, Cs-137 / Na-22, весы

ИзмеряетсяСпектры, масса и геометрические размеры образца

РезультатПлотность двумя независимыми методами

Фоновый спектр

Спектры N₀ и N

Расчет плотности

Сравнение с весами

Идентификация продуктов распада Th-232

Спектрометр калибруется по двум линиям Na-22, затем снимается рабочий спектр Th-232. Пики полного поглощения сопоставляются с характерными энергиями нуклидов ториевого ряда.

ОборудованиеМКГБ-01 «РАДЭК», Na-22, Th-232

ОбрабатываетсяЭнергетическая калибровка и положение пиков

РезультатИдентифицированные нуклиды ториевого семейства

Калибровка по Na-22

Съемка спектра Th-232

Поиск пиков

Идентификация нуклидов

Определение объемной активности радиоактивных аэрозолей

Воздух прокачивается через аэрозольный фильтр, после чего прибор «Альфарад+» определяет объемную и эквивалентную равновесную объемную активности радона, торона и дочерних продуктов распада.

Оборудование«Альфарад+», воздуходувка, фильтр АФА-РСП-3

ИзмеряетсяОА, ЭРОА и временная зависимость активности

РезультатРадиационный мониторинг воздуха кафедры

Отбор воздуха

Накопление на фильтре

Измерение активности

Анализ зависимости от времени

Определение линейного коэффициента ослабления металлов

Узкий пучок гамма-квантов Cs-137 проходит через набор металлических пластин. По зависимости логарифма относительной скорости счета от суммарной толщины определяется коэффициент ослабления.

ОборудованиеCs-137, коллиматор, счетчик ДРГБ-01

МатериалыАлюминий, медь или свинец

РезультатЛинейный коэффициент μ и его погрешность

Измерение фона

Добавление пластин

Построение ln(n₀/n)

Определение μ

Характерная зависимость

Экспоненциальное ослабление

Качественная схема показывает снижение интенсивности узкого пучка при увеличении толщины защитного материала.

График иллюстративный и не содержит искусственно заданных экспериментальных данных.

Результаты обучения

Что осваивает студент

Практикум объединяет работу с источниками, детекторами, спектрами и статистической обработкой результатов.

01

Подготовка дозиметров, радиометров и спектрометров к проведению измерений.

02

Измерение фона, активности, мощности дозы и скорости счета импульсов.

03

Калибровка гамма-спектрометра и идентификация нуклидов по энергетическим линиям.

04

Статистическая обработка серий измерений, построение гистограмм и оценка погрешности.

05

Определение характеристик защитных материалов и анализ рассеянного излучения.

06

Контроль радиоактивных аэрозолей и интерпретация результатов мониторинга воздуха.

Практикум по физике ионизирующего излучения

Пособие 2024 года содержит теоретические основы взаимодействия излучения с веществом, схемы установок, порядок выполнения опытов и методы обработки результатов всех шести лабораторных работ.

Скачать PDF