ФОС - Защита от ионизирующего излучения. Элемент образовательной
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
. 6. Детерминированные (пороговые, соматические) и стохастические (генетические) эффекты действия радиации. Основные категории облучаемых лиц, основные пределы доз и их значения для этих категорий по НРБ-99/2009. Допустимые мощности дозы по ОСПОРБ-99/2010 при проектировании защиты. Санитарно-защитная зона, зона наблюдения. Цель радиационной защиты. Оценочные мероприятия Примеры типовых контрольных заданий 7. Гамма-постоянная радионуклида: определение, дифференциальная, полная, формула для вычисления, связь с мощностью дозы. Керма-эквивалент: определение, размерность, связь с активностью нуклида. Радиевый гамма-эквивалент: определение, размерность, связь с гамма-постоянной, мощностью поглощенной и экспозиционной дозы. 8. Фактор накопления: определение, виды ФН, основные закономерности ФН, формула Тейлора для ФН. Мощность поглощенной и эквивалентной дозы на расстоянии R от точечного изотропного моноэнергетического источника фотонов с мощностью q (формула 3-х сомножителей). 9. Защита временем, количеством, расстоянием. Практические методы расчета защиты от фотонов: универсальные таблицы Гусева, номограммы, защиты по слоям ослабления, метод конкурирующих линий. Описание методов, основные соотношения с учетом метода итераций. 10. Альбедо излучений: положительная и отрицательная стороны, основные альбедные задачи, типы альбедо. Альбедо фотонов: энергетическое распределение, зависимость от угла падения, угла отражения, энергии источника, от атомного номера и толщины рассеивателя. Скайшайн. Расчет защиты от рассеянного излучения радионуклидов: основные соотношения с учетом метода итераций. 11. Что называют рентгеновским излучением, каков его спектральный состав? Как получают рентгеновское излучение и где оно используется? Что такое радиационный выход рентгеновской трубки? Какими методами можно рассчитать защиту от первичного рентгеновского излучения? Как рассчитать защиту от рассеянного рентгеновского излучения? 12. Тормозное излучение. Каков спектральный состав и угловое распределение тормозного излучения? Изобразить графически потери энергии на столкновения и излучение для электронов. Что такое критическая энергия? Основные особенности эффекта аннигиляция позитронов. Пробеги электронов. Что такое экстраполированный пробег и как его определяют? Что называют максимальным пробегом заряженных частиц? Защита от электронов и бета-частиц. Методы расчета защиты от тормозного излучения -частиц. 13. Методы расчета защиты от тормозного излучения электронов низких и больших энергий. 14. Расчет лабиринтной защиты: алгоритм расчета, схема распространения излучения, рисунок лабиринта и выражение для мощности дозы на входе от одного пути. 15. Радиолиз: что называют радиолизом, три стадии радиолиза, зависимость структуры трека от ЛПЭ. Радиолиз воздуха: основные составляющие, расчет равновесной концентрации токсических веществ в воздухе от источников заряженных частиц и фотонов, расчет запретного периода. 16. Основные процессы взаимодействия электронов и позитронов с веществом, кратко, что происходит. Упругое рассеяние электронов. Сечение Мотта. Что называют экранированием? Нарисовать графики дифференциального сечения упругого рассеяния с учетом и без учета экранирования. Многократное рассеяние электронов. Ионизационные столкновения электронов. Ионизационные потери энергии, формула Бете-Блоха. Нарисовать зависимость тормозной способности по формуле Бете-Блоха от энергии частицы. Указать физические причины такой зависимости. Что называют эффектом плотности? Оценочные мероприятия Примеры типовых контрольных заданий 17. Основные процессы взаимодействия протонов и альфа-частиц в веществе при низких энергиях. (с описанием закономерностей каждого процесса). Формула Бете-Блоха. Пробеги протонов и альфа- частиц. Как влияет упругое рассеяние на траектории легких и тяжелых заряженных частиц в веществе? Какова основная роль ядерных реакций в области небольших энергий протонов и альфа-частиц? Нарисуйте коэффициенты пропускания по числу частиц для электронов и протонов. В чем заключается основная причина их сильного отличия? Защита от протонов и альфа-частиц. 18. Группы нейтронов по энергии. Взаимодействие нейтронов с веществом: упругое рассеяние, неупругое рассеяние. Неупругое взаимодействие с поглощением нейтронов и вылетом заряженных частиц и нейтронов 19. Взаимодействие нейтронов с веществом: радиационный захват нейтронов, деление ядер. 20. Особенности (этапы) расчета защиты от нейтронов. Расчет защиты от нейтронов по слоям ослабления. Расчет защиты от нейтронов с помощью метода длин релаксации. 21. Метод сечения выведения и его использование для расчета защиты от нейтронов. Коэффициенты накопления подпороговых нейтронов. 22. Защита от смешанного фотонного и нейтронного излучения. Активация материалов в поле нейтронов. Защитные материалы от нейтронного излучения: основные требования к выбору материала, защита стационарных и передвижных установок. Примеры задач на экзамен: 1. Оператор выполняет работы с точечным изотропным источником 137 Cs активностью 1,5 ГБк за защитным экраном ручным захватом. Сколько часов в неделю он может работать, чтобы не превысить ПДД для рук, если длина рукоятки захвата 80 см. 2. Для работ используется точечный изотропный источник 60 Co активностью 1 ГБк. Сколько времени в день (при 6 дневной раб. неделе) можно работать персоналу без защиты, если расстояние от источника до рабочего места 4 м? 3. Рассчитать (по слоям ослабления всеми методами) защиту из железа в барьерной геометрии, ослабляющую в 6000 раз поглощенную дозу в воздухе от точечного изотропного источника с энергией 5 МэВ. 4. Определить объемную активность 19 40 K в коровьем молоке, если на 1 л молока приходится 1,7 г естественного калия , в котором содержится по массе 0,013 % радиоактивного 19 40 K 5. В опытах по определению энергетического распределения фотонов в бесконечной водной среде детектор помещали на расстоянии 36 см от точечного изотропного источника 27 60 Со активностью 2 Ки. Определить мощность поглощенной дозы в точке расположения детектора (мкГр/с). Оценочные мероприятия Примеры типовых контрольных заданий 6. С точечным изотропным источником (энергия 1 МэВ) работали 6 ч в неделю без защиты. При этом оператор получал предельно допустимую недельную дозу. Объем работ увеличился до 30 ч в неделю. Какая толщина бетонной защиты необходима, чтобы доза не превышала прежней величины? 7. Защита из свинца толщиной 12 см при работе с точечным изотропным источником 27 60 Co обеспечивала ПДУ облучения персонала. Время работы увеличили в 3 раза, активность источника возросла в 20 раз. Найти дополнительную толщину защиты, чтобы сохранить ПДУ для персонала. 8. В пункт, находящийся на расстоянии 190 км от завода, на автомашине транспортируется точечный изотропный источник 1 Ки с эффективной энергией гамма-излучения 1,5 МэВ и гамма-эквивалентом 3 мг-экв Ra на 1 мКи. Источник находится на расстоянии 0,7 м от сопровождающего лица. Средняя скорость автомобиля 50 км/ч. Определить толщину стенки свинцового контейнера, где находится источник, если доза при перевозке не должна превышать дневной дозы для персонала при шестидневной рабочей неделе. 9. Рассчитать защиту из бетона от первичного излучения 137 Cs активностью 8000 Ки 1) таблицы Гусева, 2) метод слоев ослабления ). Расстояние до защиты 2 м, за стеной гр. А персонала. 10. В гамма-дефектоскопии используется радионуклид с керма-эквивалентом 2 1700 нГр×м с с эффективной энергией 0,6 МэВ. Определить толщину бетонной и железной защиты, снижающей мощность эквивалентной дозы первичного излучения на расстоянии 1,5 м до предельно допустимой для персонала гр. А. 11. Определить толщину бетонной и железной защиты для персонала гр. А от рассеянного излучения радионуклидного источника с керма-эквивалентом 2 1700 нГр м с и эффективной энергией 0,6 МэВ, если расстояние от источника до бетонного пола равно 1,3 м, а половина угла коллиматора первичного пучка равна 15 . R З =1 м. 12. Найти толщину защиты из бетона (стена лаборатории) и стали (входная дверь) для персонала гр. А от тормозного излучения электронного ускорителя на энергию 1,0 МэВ и ток 0,3 мкА. Мишень ускорителя изготовлена из W. Расстояние до стены (двери) от мишени ускорителя равно 2 м. 13. В помещении с объемом 100 м 3 работает линейный электронный ускоритель на энергию 20 МэВ с током пучка 0,3 мА. Работы проводятся с ускоренными электронами, которые выводятся в воздух помещения. Найти равновесную концентрацию озона в помещении ускорителя и запретный период, если расстояние от выводного окна ускорителя до стены помещения равно 4 м. 14. Счетчиком с толщиной входной стальной фольги 40 мг/см 2 регистрируется -излучение P 32 15 . Оценить долю частиц ( ), поглощенных входной фольгой счетчика. 15. Рассчитать толщину стекла (SiO 2 , = 2,5 г/см 3 ) защитных очков, используемых для поглощения - излучения при работе с 32 15 P Какие экраны, стеклянные или просвинцованные, следует применять при Оценочные мероприятия Примеры типовых контрольных заданий защите глаз от -излучения? 16. Рассчитать, какой должна быть минимальная энергия альфа-частиц, чтобы их можно было зарегистрировать счетчиком, имеющим окно из стали толщиной 8 мг/см 2 17. Вычислить число альфа-частиц, выходящих в воздух за 1 мин с 1 см 2 поверхности загрязненного озера, если концентрация альфа-излучающего препарата в воде составляет 5∙10 -4 Ки/л и на каждый распад испускается 1 альфа-ч. с энергией 4,2 МэВ. Нарисовать рисунок и дать пояснения к решению задачи. 18. Проводятся работы с тормозным излучением линейного ускорителя электронов на энергию 10 МэВ с током электронного пучка 1 мА. Половина угла конического коллиматора пучка 15 , расстояние от мишени ускорителя до стены помещения равно 4 м. Объем помещения 90 м 3 . Найти равновесную концентрацию озона при работе ускорителя и величину запретного периода, если кратность воздухообмена 1 10 ч K 19. Рассчитать толщину органического стекла 5 2 8 n C H O , = 1,18 г/см 2 ,) защитных очков, используемых для поглощения -излучения при работе с P 32 15 Какие экраны следует применять при защите глаз от - излучения. 20. Радионуклид P 32 15 активностью 15 мКи испускает -частицы с E max = 1,709 МэВ. Работа проводится на расстоянии 1,5 м в течение 24 час в неделю. Определить толщину экрана из железа для создания предельно допустимых условий работы. 21. Известно, что при взаимодействии нейтронов с резонансной энергией r T = 132 эВ в одном случае из 10 взаимодействий происходит упругое рассеяние, а в девяти - неупругое. Полная ширина резонанса Г. Найти величину сечения упругого рассеяния с резонансной энергией. 22. За защитой из воды толщиной 75 см в бесконечной геометрии от нейтронов плоского мононаправленного источника спектра деления обеспечивается ДМД. Определить, какую толщину защиты из воды надо добавить, чтобы сохранить прежнюю мощность дозы за защитой, если мощность источника возросла на порядок? Считать, что нейтроны с T > 0,33 эВ определяют дозу за защитой. 23. В эксперименте измеряли сечение выведения нейтронов для железной пластины и точечного изотропного источника нейтронов с энергией 15 МэВ. Для этого провели 2 серии измерений: Определили плотность потока тепловых нейтронов в воде 1 = 165 нейт./см 2 с. При этом источник располагался на расстоянии 10 см от бака с водой, детектор в воде на расстоянии 1 м от источника. Определили плотность потока тепловых нейтронов 2 = 43 нейт./см 2 с в воде в той же точке, но воздушный зазор между источником и водой был заполнен железной пластиной Оценочные мероприятия Примеры типовых контрольных заданий толщиной 10 см 24. Точечный изотропный источник нейтронов с энергией 4 МэВ и мощностью q = 10 9 нейт./с помещен в бак с водой. Во сколько раз уменьшится мощность дозы быстрых нейтронов ( 0 33 МэВ T , ), измеренная в воде на расстоянии 1 м от источника, если между источником и детектором (вблизи источника) ввести пластину из железа толщиной 15 см? 25. Сферическая защита от нейтронов точечного изотропного моноэнергетического источника с энергией 4 МэВ выполнена из железа толщиной 30 см. Во сколько раз легче будет сферическая защита из полиэтилена, на выходе которой создается такая же плотность потока нейтронов с 2 МэВ T , как и на выходе из железной защиты? 26. Рассчитать отношение доз от нейтронного и гамма-излучения точечного изотропного источника Po-α-Be с мощностью 10 8 н/с в воде на расстоянии 120 см от источника. Считать, что на 1 нейтрон испускается 3 гамма-кванта с МэВ 4 44 E , , а МэВ 4 2 n T , 27. Плоскопараллельный пучок нейтронов со спектром деления и с плотностью потока 12 2 10 н/см с направлен на защиту из 30 см стали и 150 см воды. Определить плотность потока нейтронов за защитой, если ДСП в воде равна 10 см, а 2 б Fe 5. Методические указания по процедуре оценивания Оценочные мероприятия Процедура проведения оценочного мероприятия и необходимые методические указания 1. Контрольная работа Выполняется во время самостоятельной работы студента и сдается на проверку. Оценивается по 5-ти бальной системе. 2. Защита лабораторной работы Защита лабораторной работы проходит в рамках собеседования по полученным результатам. 3. Самостоятельная работа Выполняется в аудиторное время, 15–20 мин каждая самостоятельная. Проводится в форме письменного ответа на один вопрос (или решение одной задачи) из списка вопросов и задач. Ответ оценивается по 5-ти бальной системе. 4. Индивидуальное домашнее задание Часть задач решается в аудиторное время, а часть во время самостоятельной работы студента. Защита задания проводится во время консультаций, при этом студент должен письменно ответить на один вопрос и решить одну задачу из списка вопросов и задач. 5. Экзамен В течение 1,5 аудиторных часов необходимо написать ответы на 2 вопроса и решить две задачи. 1 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» КАЛЕНДАРНЫЙ РЕЙТИНГ-ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ 2020/2021 учебный год ОЦЕНКИ Дисциплина ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Лекции 16 час. «Отлично» A 90 - 100 баллов Практ. занятия 32 час. Лаб. занятия 16 час. «Хорошо» В 80 – 89 баллов по направлению 14.04.02 Ядерные физика и технологии Всего ауд. работа 64 час. C 70 – 79 баллов СРС 152 час. «Удовл.» D 65 – 69 баллов ИТОГО 216 час. E 55 – 64 баллов 6 з.е. Зачтено P 55 - 100 баллов Неудовлетвори тельно / незачтено F 0 - 54 баллов Результаты обучения по дисциплине: РД 1 Способность контролировать выполнение основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами на основе основных нормативных документов в области радиационной защиты. РД 2 Способен рассчитывать характеристики радиационного поля от излучений различного типа по заданным параметрам источника, обрабатывать и анализировать полученные результаты, оценивать риски и определять меры радиационной безопасности. РД 3 Способен рассчитывать защиту помещений и лабиринтную защиту от фотонного излучения источников различного типа. Оценочные мероприятия: Для дисциплин с формой контроля - экзамен Оценочные мероприятия Кол- во Баллы Текущий контроль: 80 ТК1 Защита отчета по лабораторной работе 7 28 ТК2 Защита индивидуального домашнего задания 12 36 ТК3 Контрольная работа 2 10 ТК4 Самостоятельная работа 3 6 Промежуточная аттестация: 20 ПА1 Экзамен 1 20 ИТОГО 100 2 Нед ел я Дата начала недели Р ез ул ьт ат обуч ен и я п о ди сц и п л и н е Учебная деятельность Кол-во часов Оценочное мероприятие Кол-во баллов Информационное обеспечение Ауд. Сам. Учебная литерату ра Интернет -ресурсы Видео- ресурс ы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 30.08. 2021 РД1 Практическое занятие 1. Ионизирующие излучения: практическая польза, потенциальная угроза здоровью. 2 ОСН1-3 Лабораторная работа 1. Введение в программу КЛ (PCLab). Режим DEMO. 2 ОСН1-3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: изучение материала по пройденной теме, лабораторной работы 8 ОСН1-3 2 06.09. 2021 РД1 Лекция 1. Основные понятия. Дозиметрические характеристики поля излучения. 2 ОСН1-3 ДОП2-4 Практическое занятие 2. Плотность потока, активность, доза. 2 ТК2 3 ОСН1-3 ДОП2-4 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: изучение материала по пройденной теме, выполнение ИДЗ 8 ОСН1-3 ДОП2-4 ЭР 1-3 3 13.09. 2021 РД1 Практическое занятие 3. Ослабление узкого пучка Гамма-постоянная радионуклидов 2 ТК2, ТК3 8 ОСН1-3 Лабораторная работа 2. Программа КЛ, режим CONST. 2 ТК1 4 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: выполнение ИДЗ, лабораторной работы 8 ОСН1-3 ЭР 1-3 4 20.09. 2021 РД1 Лекция 2. Нормы радиационной безопасности. Нормируемые и операционные дозиметрические величины. 2 ТК4 2 ОСН1-3 Практическое занятие 4. Нормы радиационной безопасности. 2 ТК2 3 ОСН1-3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: изучение материала по пройденной теме, выполнение ИДЗ 8 ОСН1-3 ЭР 1-3 5 27.09. 2021 РД2 Практическое занятие 5. Взаимодействие фотонов с веществом. Факторы накопления. 2 ТК2 3 ОСН1-2 ДОП 1 Лабораторная работа 3. Программа КЛ, режим BF. 2 ТК1 4 ОСН1-3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: выполнение ИДЗ, лабораторной работы 8 ОСН1-3 ДОП 1 6 04.10. 2021 РД2 Лекция 3. Инженерные методы расчета защиты от гамма-излучения радионуклидов. 2 ОСН1-3 ДОП2-4 Практическое занятие 6. Инженерные методы расчета защиты от первичного и рассеянного гамма-излучения радионуклидов. 2 ТК2 3 ОСН1-3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: изучение материала по пройденной теме, выполнение ИДЗ 8 ОСН1-3 ЭР 5 7 11.10. 2021 РД2 Практическое занятие 7. Защита от рентгеновского и тормозного излучения. 2 ТК2 3 ОСН1-3 Лабораторная работа 4. Программа КЛ, режим ALBEDO. 2 ТК1 4 ОСН1-3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: выполнение ИДЗ, лабораторной работы 8 ОСН1-3 ЭР 1,2 8 18.10. 2021 РД1 РД2 Лекция 4. Защита от рентгеновского и тормозного излучения. 2 ОСН1-3 Практическое занятие 8. Расчет лабиринтов. 2 ТК2 3 ОСН1-3 ДОП 3 Выполнение мероприятий в рамках самостоятельной работы студента: изучение материала по пройденной теме, выполнение ИДЗ 8 ОСН1-3 ДОП 3 ЭР 5 9 25.10. 2022 |