Разработка портативного цифрового радиометра
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?еления малогабаритными и надежными приборами радиационного контроля для существенного повышения экологической безопасности жизнедеятельности человека.
. Цель и назначение разработки
Подготовка производства цифровых электронных устройств для измерения интенсивности радиоактивного излучения гамма- и бета- лучей для применения производственных и бытовых условиях.
. Технические требования
.1 Диапазон измерений мощности экспозиционной дозы излучения - 11000 мкР/час
.2 Длительность измерения - не более 36 с
.3 Набольшая ошибка измерения - 10%
.4 Длительность индикации результата измерения - не меньше 10 с
.5 Число разрядов индикатора - 3
.6 Минимальная цена младшего разряда - 1мкР/час
.7 Временной интервал смены показаний индикатора - 40с
.8 Источник питания - автономная батарея постоянного тока напряжением 9В
.9 Работоспособность при снижении напряжения питания - до 6В
.10 Диапазон рабочих температур - -20С +40С
.11 Конструкция - блочная
.12 Микросхемы - полупроводниковые серии К176, К561, КР1006ВИ1
.13 Прибор оборудовать устройством звукового контроля радиоактивного фона
. Экономические показатели
Основные экономические показатели будут определены на стадии технико-экономического обоснования дипломной работы.
. Стадии и этапы разработки
Основные стадии и этапы разработки, сроки их выполнения приведены в бланке задания на выполнение дипломной работы.
2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ионизирующая радиация опасна не только своей высокой поражающей способностью - доза, смертельно опасна для человека, в тепловом ее эквиваленте, едва нагрела бы и стакан воды, - но и тем, что она не воспринимается нашими органами чувств. Ни один из органорецепторов человека не предупредит его о сближении с источником радиации любой интенсивности.
Это обстоятельство позволяло долгое время скрывать от населения происходившие в нашей стране радиационные аварии и их последствия, и даже после взрыва на Чернобыльской АЭС, радиоизотопный след которого ощутила, как минимум, вся Европа, еще несколько лет у нас блокировались любые попытки дать в руки населению приборы, которые позволяли бы ему самому позаботится о своей безопасности.
Целью дипломной работы бакалавра является разработка в соответствии с техническим заданием портативного цифрового радиометра. Нужно провести анализ методов измерения радиации и выбрать соответствующий метод измерения, разработать структурную и электрическую принципиальную схемы цифрового радиометра, провести расчет выходных параметров блоков схемы, рассчитать все элементы схемы.
3. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений в различных областях науки и техники, а также возможное появление их в бытовых условиях требуют ознакомления со свойствами и методами регистрации ?-, ?- и ?- излучений, а также получение соответствующих знаний и практических навыков по защите от их воздействия.
Оценку и проведение исследования характеристик радиоактивных источников необходимо проводить с использованием приборов, которые обеспечивают количественное измерение параметров ?-, ?- и ?- излучения.
3.1 Методы измерения радиации
Излучение радиоактивных веществ может быть трех видов: ?-, ?- и ?- излучения, при этом ?- лучи представляют собой электромагнитные волны, аналогичные рентгеновским, и способны проникать через разнообразные материалы, составляют основную опасность для людей из-за ионизации клеток живого организма; ?-излучение является потоком электронов, причем скорость их движения иногда достигает скорости света, проникающая способность меньше чем у ?-излучения, но ионизирующее воздействие в сотни раз больше; ?-излучение представляет поток ядер гелия характеризуется очень высоким ионизирующим воздействием и поэтому чрезвычайно опасны в случае проникновения внутрь живого организма, однако область распространение в воздухе порядка (10-15)см, поэтому одежда и средства индивидуальной защиты их практически полностью задерживают.
Фотографический метод измерения радиации. Сущность этого метода заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации быстрых заряженных частиц. Фотоэмульсии, применяемые для указанных целей, принято называть ядерными.
Ядерные фотоэмульсии имеют толщину слоя от 600 до 1200 мкм, в то время как толщина слоя обычных фотоэмульсий составляет всего от 10 до20 мкм.
Чувствительность ядерных фотоэмульсий значительно выше, чем обычных, так как число зерен (монокристаллов) бромистого серебра в ядерной фотоэмульсии много больше, а размеры зерен много меньше, чем в обычной фотоэмульсии.
Заряженные частицы, попадая в слой фотоэмульсии, нанесенный на фотопластинку, вызывают ионизацию молекул фотоэмульсии, вызывающую почернение ее зерен. После химической обработки фотопластинки (проявления и фиксирования) следы (треки), оставленные пролетевшими через фотоэмульсию частицами, становятся видимыми. Их наблюдают с помощью микроскопа.
По форме отмеченного трека, его длине и толщине, по плотности почерневших зерен эмульсии и по многим другим признакам можно установить вид частицы, ее энергию, скорость, направление движения и многие другие характеристики.
Одно из основных преимуществ метода толстослойных эмульсий перед другими методами регистрации частиц заключается в то