نمونه برداری و اندازه گیری ذرات رادیواکتیو

نمونه برداری و اندازه گیری ذرات رادیواکتیو

نمونه برداری و اندازه گیری ذرات رادیواکتیو

فرمت: PPT   تعداد صفحات: 28

• رادیواکتیو عبارت از تابش خودبخودی ذرات یا پرتو الکترومغناطیسی از هسته یک اتم است.
• مواد رادیواکتیو ایزوتوپ هایی از یک عنصر بوده که ناپایدار بوده و این تشعشعات از آنها خارج می گردد.

خاصیت رادیواکتیویته اولین بار توسط  هانری بکرل در اواخر قرن نوزدهم کشف شد بدین صورت که وی متوجه شد فیلم عکاسی در مجاورت ترکیبات اورانیوم سیاه می شود.

عناصر رادیوایزوتوپ به عناصری گفته می شود که خاصیت رادیواکتیویته را مصنوعا می توان با ایجاد عدم تعادل در هسته پایدار آنان تولید نمود. عناصر رادیو ایزوتوپ کاربرد فراوانی در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی دارند.

از انواع ایزوتوپه ای یک عنصر بعضی ها پایدار و برخی در حالت برانگیختگی و غیر ثابت می باشند. در هسته های ناپایدار تعداد نوترون ها و پروتون ها حالت تعادل هسته ای برقرار ننموده از این رو با خارج شدن تشعشعات که همراه با جذب یا دفع یک یا چند نوکلئون است اتم انها به حالت تعادل در می آید.

اشعه اجسام رادیواکتیو

• سه نوع اشعه از اجسام رادیواکتیو خارج می گردد.
• اشعه آلفا: این اشعه از هسته هلیوم تشکیل شده و شامل دو پروتون و دو نوترون می باشد و با بار مثبت از بعضی عناصر رادیواکتیو طبیعی خارج می شود. مسیر ذرات آلفا در ماده کوتاه است. ذرات آلفا قدرت یون سازی بالا داشته ولی سرعت عمل آنان بسیار کوتاه بوده و از حدود کمتر از یک میلیمتر در اجسام جامد تا چند سانتیمتر در هوا می باشد.
• اشعه بتا: این اشعه شامل یک الکترون که از هسته سرچشمه گرفته و دارای سرعت زیادی می باشد اشعه بتا ممکن است به صورت مثبت یا منفی باشد که در نتیجه تبدیل پروتون به نوترون (تولید بتای مثبت) و یا تبدیل نوترون به پروتون (تولید بتای منفی) بوجود می آید. برد ذرات بتا بیشتر از ذرات آلفا بوده ولی قدرت یونسازی ذرات بتا کمتر از ذرات آلفا است و مواد رادیواکتیو طبیعی و همچنین اغلب رادیوایزوتوپ هایی که در پزشکی مصرف می شوند دهنده ی بتای منفی هستند.
• اشعه گاما: عناصر رادیواکتیو طبیعی و مصنوعی غالبا همراه با ذرات آلفا یا بتا پرتو گاما را نیز از خود ساطع می نمایند اشعه گاما از پرتوالکترومغناطیس بوده که طول موج آن یک تا صد آنگستروم است. اشعه گاما نیز مانند سایر تشعشعات الکترومانیتیک دارای بار الکتریکی نبوده، جرم نداشته و با سرعت نور حرکت می نماید.

آلودگی ناشی از مواد رادیواکتیو

جذب از طریق:

• پوست
• تنفس: قسمتی وارد خون شده، قسمت دیگر در بازدم از شش ها خارج می شود.
• چگونگی عمل مواد رادیواکتیو بستگی به: حلالیت آنها دارد.
• حلالیت زیاد: به سرعت جذب خون می شوند.
• حلالیت کم: ماه ها در داخل شش ها می مانند.
• گوارش

اندازه گیری مواد رادیواکتیو

اتاقک یونیزاسیون: نوعی شمارشگر یا آشکارساز گازی است که اساس کار آن تبدیل افت پتانسیل ایجاد شده در اثر یونش ، به یک پالس الکتریکی است که دامنه این پالس متناسب است با تعداد یونهای تولیدی است که آن هم متناسب می‌شود با انرژی تابش هسته‌ای که وارد آشکارساز شده است.

دید کلی: کارکرد بسیاری از آشکارسازهای تابش هسته‌ای مبتنی بر استفاده از یک میدان الکتریکی برای جداسازی و شمارش یون های (یا الکترون های) تشکیل شده در اثر عبور تابش از آشکارساز است. این نوع از آشکارسازها را آشکارسازهای گازی می‌گویند. اتاقک یونیزاسیون یا شمارنده یونیزاسیون از این نوع است.

ساختار یک اتاقک یونیزاسیون

ساختار اتاقک یونیزاسیون

اتاقک یونیزاسیون را می‌توانیم به صورت یک خازن با صفحات موازی تلقی کنیم که ناحیه بین صفحات آن را گازی که معمولا هواست، پر کرده است. میدان الکتریکی در این ناحیه مانع از ترکیب مجدد یونها و الکترون ها می‌شود و برای درک بهتر وضعیت درون اتاقک باید گفت در حالی که ابری از الکترون ها به سوی صفحه متصل به پتانسیل مثبت رانده می‌شود، یون های مثبت به طرف صفحه دیگر خازن سوق داده می‌شود. برای ورود دسته پرتوها به داخل اتاقک، روی بدنه جانبی اتاقک سوراخی تعبیه شده است و برای اینکه پرتوهای ورودی بتوانند بدون برخورد به مانعی (بجز هوا) از اتاقک خارج بشوند، در مقابل همین سوراخ، روی بدنه مقابل، سوراخ وسیع‌تری ایجاد شده است.

طرز کار اتاقک یونیزاسیون

هنگامی که پرتوها از سوراخ اول وارد و از سوراخ دوم خارج می‌شوند، در محدوده طول مسیر خود، حجم مشخصی از هوای درون اتاقک را یونیزه می‌کنند. الکترون ها و یون های تولید شده تحت تاثیر میدان الکتریکی هر کدام به سمت صفحات مخالف حرکت می‌کنند تا به آن برسند. با اندازه گیری مقدار بار الکتریکی که به یکی از صفحات رسیده است و با دانستن مقدار حجم هوایی که در آن یون سازی صورت گرفته، می‌توان به کمیت پرتو پی برد. برای اندازه گیری دقیق مقدار پرتوها با این وسیله نکات مهم زیر رعایت می‌گردد.

ابعاد اتاقک طوری انتخاب می‌شود که پرتوهای یونساز تمام انرژی خودشان را درون اتاقک از دست بدهند و به همین دلیل ابعاد اتاقک تابع انرژی پرتوهاست.

با گذاردن مانع کافی در سر راه پرتوها، بجز آنچه از سوراخ تعبیه شده وارد اتاقک می‌شود، از ورود بقیه پرتوها جلوگیری می‌شود. سعی می‌شود که بین دو صفحه فلزی و بخصوص در محدوده‌ای که یونها جمع ‌آوری و اندازه گیری می‌شوند، شدت میدان الکتریکی یکنواخت باشد و به همین سبب است که یکی از صفحات جاذب یونها به سه قسمت تقسیم می‌شود و فقط یون هایی که در محوطه میانی اتاقک تولید می‌شوند، جمع ‌آوری و اندازه گیری می شوند. با دخالت دادن ضریبی که مربوط به تاثیر درجه حرارت و فشار در حجم هوای مورد تابش است، نتایج حاصل از اندازه گیری ها تصحیح می‌گردد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی و حفاظت در برابر اشعه رادیواکتیو

⇐ پاورپوینت ایمنی مواد رادیواکتیو

⇐ کمیات مهم در مواد رادیواکتیو

   

نویسنده: سیروان شیخی

«تجربه در صنعت»، زیربنایِ اشتیاقِ من به دنیایِ HSE است. با بیش از ۱۳ سال فعالیت اجرایی و تخصصی، هدفم در این وب‌سایت، پل زدن میان دانشِ آکادمیک و نیازهای واقعیِ صنعت است. همراه با تیم تخصصی‌ام، می‌کوشیم تا با ارائه محتوای کاربردی و به‌روز، مسیرِ رشد حرفه‌ای شما را هموارتر کنیم. خوشحال می‌شوم در صفحه لینکدین، تجربیاتمان را به اشتراک بگذاریم و در این مسیر تخصصی همراه هم باشیم.