1. уровень гамма излучения составляет 400 мкр/час, альфа - излучения 50 мкрад/час, бета – излучения 1 мкгр/час. превышает ли общий уровень излучений допустимую эквивалентную дозу для костей для персонала группы а, б или населения? 2. определить толщину защитного экрана из меди, ослабления в 40 дб на частоте 10 ггц (σ=58*106 см/м).
Общий уровень излучений можно вычислить, сложив уровни гамма-излучения, альфа-излучения и бета-излучения:
Общий уровень излучений = уровень гамма-излучения + уровень альфа-излучения + уровень бета-излучения
Для перевода микро (мк) в беккерель (Бк) необходимо использовать следующую формулу:
1 микрокерель = 37 Бк
Аналогично, для перевода микрорем (мкр) в миллизиверты (мЗв) необходимо использовать следующую формулу:
1 микрорем = 0.01 мЗв
Эквивалентная доза для костей для персонала группы а - 500 мЗв/год, для персонала группы б - 100 мЗв/год, а для населения - 1 мЗв/год.
Теперь можно рассчитать общий уровень излучений:
Уровень гамма-излучения = 400 мкр/час = (400 * 0.01) мЗв/час
Уровень альфа-излучения = 50 мкрад/час = (50 * 0.01) мЗв/час
Уровень бета-излучения = 1 мкгр/час = (1 * 0.01) мЗв/час
Теперь сложим все значения:
Общий уровень излучений = (400 * 0.01) мЗв/час + (50 * 0.01) мЗв/час + (1 * 0.01) мЗв/час = 4 мЗв/час
Таким образом, общий уровень излучений составляет 4 мЗв/час.
Теперь сравним этот уровень с допустимой эквивалентной дозой для костей:
Допустимая эквивалентная доза для персонала группы а составляет 500 мЗв/год = (500 / 8760) мЗв/час
Допустимая эквивалентная доза для персонала группы б составляет 100 мЗв/год = (100 / 8760) мЗв/час
Допустимая эквивалентная доза для населения составляет 1 мЗв/год = (1 / 8760) мЗв/час
Сравним значения:
Общий уровень излучений < Допустимой эквивалентной дозы для персонала группы а
Общий уровень излучений > Допустимой эквивалентной дозы для персонала группы б
Общий уровень излучений > Допустимой эквивалентной дозы для населения
Таким образом, общий уровень излучений превышает допустимую эквивалентную дозу для персонала группы а и для населения, но не превышает для персонала группы б.
Теперь перейдем ко второму вопросу.
Толщину защитного экрана из меди можно определить, используя закон ослабления, который гласит, что ослабление излучения пропорционально экспоненте отношения толщины экрана к длине волны излучения.
Формула для вычисления ослабления излучения:
Ослабление (dB) = 10 * log10(1 / T)
где T - коэффициент пропускания излучения через экран (отношение интенсивности прошедшего излучения к начальной интенсивности).
Коэффициент пропускания, в свою очередь, зависит от ослабления излучения:
T = 10 ^ (-Ослабление / 10)
Теперь мы можем подставить данную информацию в формулу.
Ослабление (dB) = 40 дБ
Частота излучения = 10 ГГц = 10^10 Гц
Преобразуем частоту в длину волны, используя формулу связи скорости света с частотой и длиной волны:
Скорость света (c) = частота (f) * длина волны (λ)
Раскроем формулу для расчета длины волны:
λ = c / f
где c - скорость света (3 * 10^8 м/с), f - частота излучения (10^10 Гц)
λ = (3 * 10^8 м/с) / (10^10 Гц)
Теперь можем рассчитать пропускание через экран:
Т = 10 ^ (-40 / 10) = 10^-4
Формула для определения ослабления через материал:
Ослабление = σ * толщина
где σ - линейный коэффициент ослабления (58 * 10^6 см/м), толщина - неизвестное значение, которое мы должны определить.
Теперь подставим значения в формулу для определения толщины:
40 = (58 * 10^6 см/м) * толщина
толщина = 40 / (58 * 10^6 см/м) = 0.0000006897 см или 0.0069 мм
Таким образом, чтобы достичь ослабления в 40 дБ и частоте 10 ГГц, необходимо использовать защитный экран из меди толщиной около 0.0069 мм.