Relazione Radioprotezione

Laboratorio di radioprotezione

Corso di laurea in ingegneria energetica

Anno accademico 2018/2019

Ansaloni Alessandro, Antinone Pasquale, Barile Pasquale, Cavallotti Giacomo, Petti Vincenzo, Re Gian Marco

Esperienza n° 1: costruzione contatore Geiger

Scopo dell'esperienza

• Costruzione di un piccolo contatore Geiger.
• Verifica della relazione del rateo di dose-cps con sorgenti di Co-60 e Cs-137.

Fase di costruzione

Basandoci sullo schema del circuito (Figura 1) e sulla scheda di caratterizzazione delle resistenze (Figura 2), abbiamo individuato le resistenze e i condensatori necessari. In particolare abbiamo scelto:

• Una resistenza da 4,7 Ω;
• Una resistenza da 100 kΩ;
• Due condensatori da 100 µF collegate in serie, in modo da ottenere una capacità equivalente di 50 µF.

Abbiamo realizzato il circuito fissando i vari componenti sulla piastra forata e saldando con lo stagno le connessioni. Il collegamento del detector, in quanto sensibile al calore, è stato fatto utilizzando del nastro isolante, connettendolo poi ai terminali evitando la saldatura con stagno.

La messa a terra del circuito è stata realizzata utilizzando due anelli collegati ciascuno con un connettore BNC. Abbiamo messo in comunicazione i due anelli tra loro e collegati alla resistenza da 100 kΩ. Le altre due estremità invece (quelle collegate alla resistenza da 4,7 Ω e ai condensatori) sono state collegate ciascuna a un cavo BNC.

Il circuito è stato posizionato all'interno di un contenitore di plastica e fissato tramite viti.

Elaborazione dati e verifica

Per verificare il corretto funzionamento del contatore abbiamo eseguito delle misurazioni su delle sorgenti di Co-60 e Cs-137, posizionate ad una distanza di 1,8 cm dal rilevatore.

Le misurazioni effettuate con il macchinario sono state confrontate con il calcolo analitico di dose. Le attività sono state aggiornate alla data 13 Marzo 2019, utilizzando i dati forniti in Tabella 3:

• Co-60 (A al 15 maggio 2005): 3,707 kBq
• Cs-137 (A a novembre 2015): 4,017 kBq

A questo punto è stato calcolato il rateo di esposizione, dal quale si ricava il rateo di dose, ricordando che A è l'attività aggiornata e d la distanza della sorgente dal rilevatore:

̇̇ ̇ = 34 ∗ 2

La costante è stata ricavata dalla Tabella 4. I risultati ottenuti sono:

• Co-60: ̇̇ ̇ = 7.19·10^-8 /ℎ ̇̇ ̇ = 2.445 /ℎ
• Cs-137: ̇̇ ̇ = 1.90·10^-8 /ℎ ̇̇ ̇ = 0.649 /ℎ

Si può verificare l'affidabilità delle misurazioni effettuate con il contatore Geiger confrontando i valori sperimentali con i valori calcolati analiticamente. Partendo dal rateo di dose si sono ricavati i valori di cps attraverso le tabelle fornite dal costruttore, riportate in seguito (Figure 5 e 6). I valori sperimentali possono essere considerati soddisfacenti, tenendo conto dell'incertezza sulle misure.

Esperienza n° 2: misure di bassa attività

Scopo dell'esperienza

• Conteggio breve: misura dei conteggi di Ba-133, calcolare media campionaria e derivazione standard campionaria. Confrontarle verificando che √⟨⟩.
• Dividere i risultati in 5 classi, calcolare il valore atteso dei membri in ogni classe, e riportarli su un istogramma con i valori ottenuti; fare il confronto tramite chi-quadro.
• Altri effetti: valutare l'efficienza di conteggio in funzione della distanza e dell'energia delle sorgenti. Stimare l'efficienza complessiva alle varie energie.

Strumentazione

GM a pozzetto e catena NIM, sorgente di Ba-133, sorgente di Cs-137.

Conteggio breve

È stata posizionata la sorgente di Ba-133 sotto la finestra del contatore Geiger alla distanza di 20 cm, ed è stata rilevata l'attività impostando un tempo di acquisizione di 50 secondi per un totale di misurazioni.

⟨⟩ = 16,88; (√⟨⟩ = 4,11)