Разработка портативного цифрового радиометра

Методы и устройства измерения радиоактивного излучения. Расчет структурной схемы портативного цифрового радиометра. Подготовка производства цифровых электронных устройств для измерения интенсивности радиоактивного излучения гамма- и бета-лучей.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

РЕФЕРАТ

Ключевые слова: ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАДИАЦИИ, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА, ГЕНЕРАТОР ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, БЛОК ПИТАНИЯ ДАТЧИКА.

Объект исследований - портативный цифровой радиометр.

Цель исследования - разработка цифрового измерителя радиации.

В отчете в соответствии с техническим заданием проведен анализ методов измерения радиации, разработаны структурная и электрическая принципиальная схемы измерителя радиации.

Обоснован выбор элементной базы, описан принцип действия устройства. Выполнены расчеты электрической схемы.

В соответствии с индивидуальным заданием выполнены разделы охраны труда и окружающей среды и технико-экономическое обоснование разработок.

Результаты проектирования рекомендуются к внедрению предприятиями электротехнической промышленности разных форм собственности.

Использование портативного цифрового радиометра возможно в научно исследовательских лабораториях.

ABSTRACT

Keywords: THE DIGITAL METER TO RADIATION, DURATION OF THE PULSE, GENERATOR PULSING PULSE, POWER SUPPLY UNIT OF THE SENSOR.

The Object of the studies - portable digital radiometr.

The Purpose of the study - a development of the digital meter to radiation.

In report in accordance with the technical requirements is organized analysis of the methods of the measurement to radiation, is designed structured and electric principle scheme of the meter to radiation.

The Motivated choice of the element base, is described a principle of the action device. The Executed calculations of the circuitry.

In accordance with the individual task are executed sections labor guard and surrounding ambiences and feasibility study of the developments.

The Results of the designing are recommended to introduction enterprise электротехнической to industry of the different property categories.

Use portable digital radiometr possible in scientifically exploratory laboratory.

ВВЕДЕНИЕ

Атомная энергетика в настоящее время экологически более чиста и более дешева, чем тепловая. В развитых странах она обеспечивает от 15 до 70% всей электроэнергии, которая производится (Франция - 70%, США - 17%, Швеция - 50%, Канада - 15%). Однако в случае аварии атомные станции составляют серьезную опасность для людей и окружающего среды.

За время эксплуатации АЭС в мире произошли 3 основных аварии: в 1961 г. - в Айдахо-Фолс (США), в 1979 г. - на АЭС “Примайл-айленд” в Гарисберзи (США), 1986р. - на Чернобыльской АЭС.

Аварии на АЭС имеют значительные отличия от ядерных взрывов. Они отличаются от ядерных взрывов большей длительностью выбросов, которая изменяет направление потоков воздушных масс, потому практически нет возможности прогнозировать размеры зон поражения. На чернобыльской техногенной аварии, которая стала аварией глобального масштаба, необходимо акцентировать большее внимание. Как сегодня стало известно из многочисленных фактов ученым, еще ни одна катастрофа XX века не имела таких тяжелых экологических последствий, как Чернобыльская. Эта трагедия не регионального, не национального, а глобального масштаба. Выпадение радиоактивных веществ прослеживалось и в государствах Западной Европы, повысился радиационный фон в Скандинавии, Японии и США. Даже через 15 месяцев после катастрофы в Чернобыле в Большой Британии было обнаружено чрезвычайно большое загрязнение растительности радиоактивными осадками, а также большое содержание цезия в мясе овец. В результате катастрофы уже погибли много тысяч человек (свыше 50 жал с 100 жал тех, которые принимали участие в ликвидации аварии). В результате Чернобыльской катастрофы на территории Украины загрязнено 12 областей, 86 административных районов, 2311 населенного пункта, где в целом живет около 2 млн 600 жал жителей, в том числе - 600 жал детей. Загрязнено радионуклидами свыше 7 млн гектаров земли, среди которых 3 млн гектара сельскохозяйственных угодий и 2 млн лесных массивов. Еще около 1.5 млн человек проживает на территории, где радиоактивный фон в десятки раз превышает допустимые нормы (Киевская, Житомирская, Черновицкая, Ривненьска, Черкасская, Винницкая, Черниговская, Кировоградская, Ивано-Франковска области). Дезактивационные работы, на которые в 1986-1989 годах были потрачены миллионы, желаемые результаты не дали.

Влияние Чернобыльской аварии на здоровье людей очень значительный и будет проблемой не только для нас, но и для нескольких грядущих поколений. Уже в 1992-1994 годах в Житомирской и Киевской областях, как и в Беларуси, по данным Министерства Здравоохранения Украины, у жительниц загрязненных радионуклидами районов значительно увеличилось количество рождения недоношених детей и калек, количество тяжелых осложнений беременности (в 2,5-3 разы), есть серьезные генетические изменения здоровья. В результате попадания радиоактивных веществ в организм у многих людей была поражена щитовидная железа, возникла лучевая болезнь. В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению онкологических заболеваний, заболеваний эндокринной системы, систем кровообращения пищеварения, а также заболеваний, связанных с иммунной системой. В связи с тем, что в продуктах выбросов преимущество имеют долгоживущие радионуклиды, заражение будет длительным.

В связи с развитием электроники люди научились мерить дозы радиации и быть уже проинформированным. Разработаны различные методы измерения радиации и различные приборы измерения.

Для данной работы поставлена задача разработать портативный цифровой радиометр.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Наименование и область применения

Портативный цифровой радиометр предназначен для персонала, работающего с радиоактивными веществами, а также для пользователей, желающих или вынужденных пользоваться дозиметрами в бытовых условиях для контроля радиоактивного загрязнения окружающей среды.

2. Основание для разработки

Реальная необходимость в обеспечении производственного персонала и населения малогабаритными и надежными приборами радиационного контроля для существенного повышения экологической безопасности жизнедеятельности человека.

3. Цель и назначение разработки

Подготовка производства цифровых электронных устройств для измерения интенсивности радиоактивного излучения гамма- и бета- лучей для применения производственных и бытовых условиях.

4. Технические требования

4.1 Диапазон измерений мощности экспозиционной дозы излучения - 1?1000 мкР/час

4.2 Длительность измерения - не более 36 с

4.3 Набольшая ошибка измерения - ±10%

4.4 Длительность индикации результата измерения - не меньше 10 с

4.5 Число разрядов индикатора - 3

4.6 Минимальная цена младшего разряда - 1мкР/час

4.7 Временной интервал смены показаний индикатора - 40с

4.8 Источник питания - автономная батарея постоянного тока напряжением 9В

4.9 Работоспособность при снижении напряжения питания - до 6В

4.10 Диапазон рабочих температур - -20?С ? +40?С

4.11 Конструкция - блочная

4.12 Микросхемы - полупроводниковые серии К176, К561, КР1006ВИ1

4.13 Прибор оборудовать устройством звукового контроля радиоактивного фона

5. Экономические показатели

Основные экономические показатели будут определены на стадии технико-экономического обоснования дипломной работы.

6. 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.

<...