Желтоножская Марина Викторовна
«Регистрация ионизирующих излучений»
Описание курса:
В настоящее время в результате широкого распространения объектов атомной энергетики, повсеместного использование радиоактивных источников в медицинских учреждениях, возобновления испытаний ядерного оружия происходит неконтролируемое распространение и накопление больших запасов радиоактивных и делящихся материалов. Поэтому важным и актуальным является оперативный контроль радиоактивных и делящихся материалов, как при проведении фундаментальных научных исследований, так и для решения задач радиационной безопасности организаций и предприятий, использующих современные ядерные технологии. Методы регистрации ионизирующих излучений являются важной самостоятельной научно-практической областью, на достижениях которой основываются успехи во многих других сферах фундаментальных научных исследованиях и производственной деятельности. Выбор того или иного метода зависит от вида излучения и поставленных задач: простое обнаружение излучения, определение активности, измерение энергии частиц и т.д.
За последние десятилетия накоплен большой опыт и разработано достаточно большое количество современных оперативных методов, используемых для контроля радиоактивных и делящихся материалов, которые включают не только обнаружение и идентификацию гамма- и нейтронных источников, но и дают возможность оперативного обнаружения чистых альфа- и бета-излучателей. Идентификация и количественное определение радионуклидов, распадающихся без испускания гамма-излучения, ранее достигалось с помощью длительных и сложных методов радиохимического анализа. В предлагаемом курсе кроме традиционных методов обнаружения и регистрации ионизирующих излучений, рассматриваются новые методы контроля радиоактивных и делящихся материалов, которые разработаны за последние пять лет. Отдельный большой раздел посвящен фотоактивационному подходу к определению активности радионуклидов в облученных конструкционных материалах реакторов. Тема характеризации облученных конструкционных материалов реакторов и других ядерно-физических установок обозначена МАГАТЭ как критическая и крайне актуальная в связи с истечением срока эксплуатации первых поколений подобных установок. В настоящее время около 180 энергетических реакторов и более 500 исследовательских реакторов, установок ядерного топливного цикла находятся в процессе вывода из эксплуатации. Общий объем радиоактивных отходов различного состава, образующихся при выводе реактора из эксплуатации, потенциально может достигать сотен тысяч тонн. Отмечается, что для них характерно присутствие большого числа радиоизотопов, распадающихся без испускания γ-излучения. И если оценка содержания γ-излучающих радионуклидов возможна почти в каждой лаборатории, то контроль, α-излучающих радионуклидов и чистых β-излучателей, представляет собой технологически сложную задачу. Все проблемы и тенденции развития современных подходов к методам измерения активности различных типов источников ионизирующего излучения и рассматривается в этом курсе.
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов, владеющих самыми современными методиками и аппаратурой, используемыми для регистрации ионизирующих излучений, способных применять свои знания в профессиональной деятельности не только медицинского физика, но также и решать вопросы, связанные с фундаментальными исследованиями в области экспериментальной ядерной физики, практическими проблемами радиационной безопасности, физической защиты, при решении радиоэкологических и радиобиологических задач.
Курс состоит из лекционных и семинарских занятий.
План курса:
Лекция 1.
Основы статистической обработки результатов физических измерений.
Лекция 2-3.
Введение в ядерную физику.
Лекция 4-5.
Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом.
Лекция 6.
Оптический/Фотографический метод измерения ионизирующих излучений. Пленочные дозиметры. Радиографические методы.
Лекция 7.
Люминесцентный метод измерения ионизирующих излучений. Термолюминесцентные дозиметры.
Лекция 8-9.
Ионизационный метод измерения ионизирующих излучений. Ионизационные камеры. Пропорциональные счетчики. Газоразрядные счетчики.
Лекция 10-11.
Сцинтилляционный метод измерения ионизирующих излучений. Сцинтилляционные детекторы.
Лекция 12-13.
Полупроводниковый метод измерения ионизирующих излучений. Полупроводниковые детекторы.
Лекция 14-15.
Абсолютное определение активности на счетных установках. Учет поправок для различных типов излучений. Относительное определение активности на счетных установках. Измерение активности методом совпадений и антисовпадений.
Лекция 16-18.
Процесс регистрации гамма-излучения в детекторах. Гамма-спектр. Фотопик. Пик обратного рассеяния. Комптоновский край. Обработка сложных мультиплетных спектров характеристического излучения.
Лекция 19-20.
Регистрация чистых бета-излучателей. Обработка спектров бета-излучения. Определение активности бета-излучателей по характеристическому излучению.
Лекция 21-22.
Определение активности альфа-излучателей. Спектрометрия альфа-излучателей по характеристическому излучению. Традиционные методы альфа-спектрометрии.
Лекция 22-25.
Приборы и методы регистрации нейтронного излучения. Времяпролетный метод. Спектрометры на основе упругого n-p рассеяния. Детекторы множественности вторичных нейтронов. Метод сфер Боннера. Метод пороговых детекторов. Камеры деления.
Лекция 26.
Нейтронно-активационный анализ.
Лекция 27-28.
Фотоактивационные методы определения долгоживущих радиоизотопов, распадающихся без испускания γ-излучения, в конструкционных материалах и РАО АЭС.
