- •Ферросульфатная дозиметрия
- •Тема «Химические дозиметры» Теоретическая часть
- •Лабораторная работа № 1
- •Теоретическая часть
- •Химический состав дозиметра Фрике
- •Механизм радиолитических превращений:
- •Радиационно-химический выход для γ-излучения и быстрых электронов:
- •Линейная дозная зависимость.
- •Модифицированные дозиметры Фрике:
- •Порядок выполнения работы
- •Проведение анализа
- •I. Приготовление дозиметрического раствора.
- •II. Облучение.
- •IV. Обработка результатов измерений.
- •1. Расчет величины поглощенной дозы
- •3. Расчет величины мощности дозы
- •4. Расчет относительной погрешности поглощенной дозы
- •Индивидуальные задания
- •Контрольные вопросы
- •Литература
1. Расчет величины поглощенной дозы
Поглощенную дозу рассчитать по формуле
(2)
где do – оптическая плотность необлученного раствора; d – оптическая плотность облученного раствора; εопт – молярный коэффициент экстинкции, л/моль·см; ρ — плотность раствора, 1,024 г/мл; l – толщина кюветы, см; G – радиационно-химический выход трехвалентного железа, 15,6 ион./100 эВ, No – число Авогадро. Полученные значения внести в таблицу 1.
2. Построить график зависимости поглощенной дозы от концентрации Fe3+ (график №2).
3. Расчет величины мощности дозы
Значение мощности дозы вычислить по формуле
(3)
где Di – значение поглощенной дозы; ti – время облучения. (Берут среднее арифметическое значение мощности дозы). Данные внести в таблицу 1.
4. Расчет относительной погрешности поглощенной дозы
Для определения относительной погрешности поглощенной дозы вычисляют относительные погрешности всех величин, входящих в формулу для расчета дозы (2). Кроме того, необходимо вычислить для каждой величины, входящей в формулу (2), функцию влияния этой величины на величину поглощенной дозы Di. Функцию влияния mi величины χi на дозу Di вычисляют по формуле
(4)
где χi – каждая из величин, входящих в формулу (2). В рассматриваемом случае в формуле (2) все функции влияния равны ±1.
В предположении о нормальном законе распределения неисключенных остатков систематических погрешностей находят суммарную погрешность, которую следует вычислять по формуле
(5)
Если
известны средние квадратичные отклонения
Si
для всех величин и
,
то
коэффициент Стьюдента, зависящий от
числа измерений, находят по таблице
или, если заданы относительные погрешности
δi
влияющих
величин, входящих в формулу (5) и
соответствующих одной и той же
доверительной вероятности, по формуле
(6)
Относительные погрешности влияющих величин можно представить в виде таблицы:
Источник погрешностей |
Погрешность |
|
обозначение |
величина |
|
Погрешность отсчета показаний оптической плотности на спектрофотометре |
δΔD |
±0,5 |
Погрешность измерения молярного коэффициента экстинкции на используемом спектрофотометре |
δε |
±2,0 |
Погрешность измерения радиационно-химического выхода |
δG |
±9,8 |
Погрешность измерения плотности ферросульфатного раствора |
δρ |
±0,5 |
Отклонение размеров кювет от номинальной величины |
δl |
±0,1 |
Погрешность температурной поправки |
δt |
±0,1 |
В случае равновероятного (в пределах поля допусков) закона распределений неисключенных остатков систематических погрешностей полная (доверительная) погрешность результатов измерения вычисляется по формуле
,
(7)
где
θ
– граница систематической погрешности
результата измерения;
– коэффициент распределения Стьюдента;
Sxслуч
– оценка среднего квадратичного
отклонения результатов
измерений определяемых величин; θi – граница неисключенных остатков систематической погрешности х.
Границы систематических погрешностей:
θε = 3% θG = 2,7% θρ = 0 θd0 = 0
θd=0 θt = 0 θl =0,l%
Средние квадратичные отклонения, соответствующие случайным погрешностям:
Sd0 = Sd = 1 %, Sl ≈ 0, Sε = 0,25%, Sρ ≈ 0, SG = 0,05%.
Подставляя значения в формулу (7), получаем погрешность измерения поглощенной дозы ферросульфатным дозиметром. ΔD = 5,0% при доверительной вероятности 0,95. В случае рядовой работы, особенно при использовании колориметрического метода анализа ионов Fe3+, погрешность в определении мощности дозы составляет менее ±10%.
