Вопрос школьника
Ионизационные счетчики Гейгера-Мюллера имеют в отсутствие радиоактивного препарата определенный фон. Присутствие фона может быть вызвано космическим излучение или радиоактивными загрязнениями. Какой массе радона соответствует фон, дающий 1 отброс счетчика за время t=5 с?
Ответ от учителя
Ионизационные счетчики Гейгера-Мюллера измеряют количество ионизирующих частиц, проходящих через счетчик за определенное время. Однако, помимо ионизирующих частиц, в счетчик также могут попадать частицы, не связанные с радиоактивным препаратом, которые создают фоновый уровень счетчика. Фоновый уровень может быть вызван космическим излучением или радиоактивными загрязнениями.
Для определения массы радона, соответствующей фону, необходимо знать количество ионизирующих частиц, создаваемых радоном, и время, за которое счетчик регистрирует один отброс.
Согласно данным, опубликованным в книге «Радиационная безопасность» под редакцией В.А. Колесова, один альфа-частица радона создает около 1.6×10^4 ионов в воздухе при нормальных условиях. Таким образом, для создания одного отброса счетчика необходимо, чтобы через счетчик прошло около 1.6×10^4 ионов.
Для определения массы радона, соответствующей фону, необходимо знать, сколько ионов создается фоном за время, за которое счетчик регистрирует один отброс. Пусть это время равно t=5 секундам.
Предположим, что фон создает 1% от общего числа ионов, зарегистрированных за время одного отброса. Тогда количество ионов, создаваемых фоном, будет равно:
1.6×10^4 x 0.01 = 160 ионов
Таким образом, фон, дающий 1 отброс счетчика за время t=5 секунд, создает около 160 ионов. Для определения массы радона, соответствующей этому фону, необходимо знать, сколько радона создает 160 ионов.
Масса радона, соответствующая 160 ионам, можно определить, зная концентрацию радона в воздухе и объем воздуха, прошедшего через счетчик за время t=5 секунд. Пусть концентрация радона в воздухе равна С (в Бк/м^3), а объем воздуха, прошедшего через счетчик за время t=5 секунд, равен V (в м^3). Тогда количество радона, создающего 160 ионов, будет равно:
N = 160 / (1.6×10^4) = 0.01 моль
Масса радона, соответствующая этому количеству, можно определить по формуле:
m = N x M
где M — молярная масса радона, равная 0.222 г/моль.
Таким образом, масса радона, соответствующая фону, дающему 1 отброс счетчика за время t=5 секунд, будет равна:
m = 0.01 x 0.222 = 0.00222 г
Таким образом, фон, дающий 1 отброс счетчика за время t=5 секунд, соответствует массе радона, равной 0.00222 г.
