Практические занятия. Изучение явления радиоактивности на основе набора RadLab. Работа с радиометрическим набором, ослабление альфа-, бета- и гамма излучения веществом

Программа практического занятия по теме:

Практикум по применению радиоизотопных методов 

Цель занятия: Демонстрация возможностей изотопных методов и практической реализации в промышленности и медицине, отработка базовых приемов измерения α-, β- и γ-излучения, оценка ослабления излучения различными материалами, обсуждение прикладных задач радиационных измерений.

Слушатель получит представление:

о строении атомного ядра; о видах ионизирующего излучения; о возможностях применения радиоактивных источников и детектирующей аппаратуры в промышленности и медицине.

Слушатель будет знать и уметь использовать:

Способы защиты от различных типов ионизирующего излучения; основные закономерности взаимодействия излучения с веществом; источники и детекторы ионизирующих излучений; результаты практических измерений для решения прикладных задач.

Продолжительность: 1.5 часа

Оборудование:

• Набор закрытых радионуклидных источников Am-241 (α), Sr-90 (β), Co-60 (γ

• Детектор – Радиометр ERM-1

• Набор защит различной толщины: бумага, картон, алюминий, сталь, свинец.

• Держатели для источников и поглотителей.

Вводная обзорная часть (30 минут)

· краткое объяснение различий α-, β- и γ-излучений: пробег, проникающая способность, ослабление расстоянием;

· основные механизмы взаимодействия излучения с веществом: ионизация, возбуждение, фотоэффект, комптоновское рассеяние, образование пар, тормозное излучение;

· обсуждение прикладных направлений применения изотопных методов:

o в промышленности — измерения, контроль толщины, плотности, уровня, автоматизированные системы контроля и управления технологическими процессами;

o в медицине — контроль и калибровка измерительной аппаратуры, радиационные измерения в диагностике и терапии.

Практическая часть (1 час) вариант № 1 (Общий профиль)

Лабораторная работа – изучение основных принципов взаимодействия излучения с веществом.

1. Подготовка: демонстрация радиометра и учебных источников.

2. Подготовка: измерение фонового излучения.

3. Эксперимент A — Зависимость от расстояния (Co-60): измерения на разных расстояниях (1, 2, 3, 5 см), время измерения 60–120 с, проверка 1/r².

4. Эксперимент B — Экранирование (Am-241, Sr-90, Co-60): последовательно применение защит — оценка ослабление различным материалом;

5. Эксперимент C — Специфика β: демонстрация эффект тормозного излучения при экранировании β излучения тяжёлым материалом (обсуждение).

6. Запись и обработка: вычитание фона, простые графики.

7. Применение ядерной физики для прикладных задач.

8. Обсуждение результатов и ответы на вопросы.

Практическая часть (1 час) вариант № 2 (промышленный профиль — с акцентом на АСУ ТП, толщинометрию и технологический контроль)

Лабораторная работа: Измерение ослабления излучения и моделирование толщинометрии

1. Подготовка: демонстрация радиометра и учебных источников.

2. Подготовка: измерение фонового излучения.

3. Измерение интенсивности излучения без образца и с образцами разной толщины.

4. Исследование зависимости сигнала от толщины материала на модельных образцах.

5. Сравнение ослабления для нескольких материалов и толщин.

6. Обработка результатов: вычитание фона, построение графика зависимости сигнала от толщины, оценка относительного ослабления.

7. Обсуждение прикладной интерпретации: принцип толщинометрии, контроль качества, контроль технологических параметров в промышленности.

8. Ответы на вопросы

Практическая часть (1 час) вариант № 3 (медицинский профиль — с акцентом на калибровку приборов, радиационные измерения и прикладные задачи ядерной медицины)

Лабораторная работа: Проверка отклика и относительной калибровки радиационного измерительного прибора

1. Подготовка: демонстрация радиометра и учебных источников.

2. Подготовка: измерение фонового излучения.

3. Регистрация отклика прибора при фиксированной геометрии для источников различного типа.

4. Сравнение показаний при изменении расстояния, типа излучения и экранирования.

5. Оценка повторяемости измерений и стабильности отклика прибора. Сравнение отклика детектора для источников разной активности.

6. Обработка результатов: учет фона, сравнение относительных показаний, построение простых графиков.

7. Обсуждение того, как подобные измерения используются при проверке и калибровке радиационной измерительной аппаратуры в медицинской практике.

8. Обсуждение результатов.

Также, можно сделать ссылку на сайт, где идет описание проекта:   https://ritverc.com/ru/radlab