Учебный эксперимент: Экологический мониторинг на местности

Комплект оборудования:

Цель эксперимента:

Повышение осведомлённости по теме природной радиоактивности за счёт проведения полевых измерений, сочетающих ядерную инженерию и компьютерные технологии для лучшего понимания базовых физических концепций.

Основа эксперимента:

Радиоактивность — это физическое явление, происходящее при переходе нестабильного ядра из одного энергетического состояния в другое. Помимо космогенных радионуклидов, природные источники включают так называемые первородные радионуклиды, существующие с момента формирования Земли и до сих пор не распавшиеся из-за их очень большого периода полураспада (~10⁹ лет и более). Наиболее распространённые изотопы, ответственные за так называемое земное излучение, — это уран-238 (²³⁸U), торий-232 (²³²Th) и калий-40 (⁴⁰K), а также их многочисленные дочерние продукты. Оценки показывают, что около 80% от средней годовой дозы облучения населения мира приходится на естественный радиационный фон. В то время как ⁴⁰K распадается по одной схеме, ²³⁸U и ²³²Th формируют цепочки распада, включающие альфа-, бета- и/или гамма-распады.

В условиях открытого пространства, особенно при in-situ гамма-спектроскопии, существует множество факторов, способных повлиять на измерения, таких как наличие растительности, зданий, а также морфология местности, влияющая на поле зрения спектрометра.

Проведение эксперимента:

Включите блок γstream внутри красного рюкзака. Включите планшет и подключите оба устройства по Bluetooth.
Убедитесь, что внутренняя батарея γstream заряжена, при необходимости используйте внешний источник питания.
Начните измерения на открытом участке, разместив рюкзак на земле на расстоянии не менее 1 метра от деревьев, люков или других построек. Установите время сбора данных около 5 минут и просмотрите результат. Если статистика недостаточна — увеличьте время измерения.
Рекомендуется повторить измерения несколько раз, чтобы рассчитать среднее значение и стандартное отклонение.

Схема экспериментальной установки:

Результат эксперимента:

Полученные спектры гамма-излучения и экспериментальные данные можно проанализировать с помощью приложения GammEDU для получения количественной оценки уровня природной радиоактивности окружающей среды.

Экспериментальный результат in-situ гамма-спектроскопии, проведённой в Виареджо, Италия: