المحتويات:

التجربة ت الصفاسمحة

اإلشعاعات 1 من 2السالمةاإلشعاع 2 قياس 8وحدات

3: األولى كايكر التجربة لعداد التشغيل منطقة OperatingتعيينPlateau for the Geiger Tube13

4: الثانية المشعة التجربة العناصر لبعض النصف عمر تعيينHalf-Life Determination 18

5: الثالثة كايكر التجربة لعداد الفصل زمن تعيينResolving-Time Corrections for theGeiger Tube21

6 : الرابعة المواد التجربة لبعض االمتصاص معامل تجربةLinear Absorption Coefficient 23

7: الخامسة العكسي التجربة التربيع InverseقانونSquare Law28

8: السادسة كايكر التجربة عدادات في العد إحصائيات تجربةCounting Statistics31

9: السابعة بيتا التجربة اشعه عن للكشف كايكر عاداد كفاءةGeiger Counter Efficiency for Beta Particles34

الثامنة 10 كاما: التجربة اشعه عن للكشف كايكر عداد كفاءةGeiger Counter Efficiency for Gamma Ray37

11: التاسعة مشع التجربة مصدر بواسطة الهواء تأيينIonization ofAir Using a RadiationSource40

12 : العاشرة قياسمدىجسيماتألفاالتجربةAlpha Range Measurement43

اإلشعاعات من السالمةRADIATION SAFETY

المقدمة: . طبيعية بطريقة تحدث قد واإلشعاعات حياتنا من جزء كل في اإلشعاعات توجد . وكذلك بنا المحيط الفضاء من القادمة اإلشعاعات من إلينا تصل أن ويمكن األرض في

البناء مواد وفي التربة في أو نشربه الذي الماء في طبيعيا اإلشعاعات تحدث أن يمكن.) األرض) في الموجودة المشعة والعناصر األرض من الرادون عنصر

السينية األشعة مثل اإلنسان بواسطة صناعتها نتيجة اإلشعاعات تحدث -XوقدRays الدخان كاشفات في أيضا الذرية بالطاقة الكهرباء توليد محطات ،Ionization

Smoke Detector .شكل علي طاقة انطالق عنها ينتج التي العملية بأنه اإلشعاع ويعرف( )Particlesجسيمات موجات( المتحدة(. Wavesأو الواليات في العلمية الجهات وتقدر

مقدارها اإلشعاع من جرعات يتلقى العادي الشخص بأن في 360األمريكية ريم ملليالطبيعية لإلشعاعات التعرض نسبة وتعتبر اإلشعاعات% 20و% 80السنة من الثانية

الصناعية.

: اإلشعاعات تنشأ كيف

( مركزية نواة من العنصر ذرة موجبة( Nucleusتتكون بروتونات علي تحتوي. الشحنة سالبة اإللكترونات من عدد النواة هذه حول ويدور متعادلة ونيوترونات الشحنة

1

الذري ) العدد اسم النواة في البروتونات عدد علي بينما( Atomic Numberويطلق( + الذري الوزن اسم النيوترونات مجموع البروتونات عدد مجموع على Atomicيطلق

Weight .)مساويا النواة داخل البروتونات عدد يكون الكيميائية العناصر أنوية معظم فيعدد من أكبر النيوترونات عدد يكون العناصر بعض أنوية بعض وفي النيوترونات لعدد

( بالنظائر العناصر هذه وتسمي يتغير( Isotopeالبروتونات ال ثابت بعضها النظائر وهذه . غير النظائر هذه وبعض منخفض ذري عدد لها تكون والعادة الزمن بمرور الذرى تركيبها

النظائر وهذه المشعة بالنظائر وتسمي عالية الذرية أعدادها تكون ما وغالبا مستقر ) ( أشعة تسمي نووية إشعاعات عنها يصدر سوف أي نووية دقائق أنويتها تلفظ سوف

أقل أخري عناصر إلي العناصر هذه تتحول الوقت وبمرور جاما وأشعة ، بيتا وأشعة ، ألفا. األصلي العنصر عن والفيزيائية الكيميائية صفاتها في وتختلف وزنا

: اإلشعاع TYPES OF RADIATIONأنواع

: هما لإلشعاع أساسيان نوعان يوجد( مؤين Ionizingإشعاع Radiation )الكونية واألشعة جاما وأشعة إكس أشعة مثل

. وألفا بيتا وجسيمات( مؤين غير ومنها( Non-Ionizing Radiationإشعاع الكهرومغناطيسية اإلشعاعات مثل

الموجية األطوال ذات الحرارية والموجات الرادار وموجات والتليفزيون الراديو موجات. ) العادي ) والضوء البنفسجية فوق واألشعة الحمراء دون والموجات ميكروويف القصيرة

: المؤين Ionizing Radiationاإلشعاع

2

يصنعها التي اإلشعاعات في توجد قد المؤين اإلشعاع من رئيسية أنواع ثالثة توجدألفا ) دقائق وهي الطبيعي اإلشعاع في كذلك بيتا( )Alpha Particlesاإلنسان دقائق ،Beta

Particles( )جاما وأشعة ،Gamma Rays.)

: ألفا Alpha Particlesدقائق

اإلنسان جسم بواسطة أو الورق من قطعة بواسطة ألفا أشعة مسار إيقاف يمكنالي ودخولها بلعها أو ألفا دقائق منها تشع التي المادة أبخرة استنشاق تم لو ولكن

. جدا مؤذية تكون فإنها به جرح وجود نتيجة الجسم: بيتا Beta Particlesدقائق

األشعة هذه سريان إيقاف ويمكن الورق قطعة بواسطة بيتا دقائق إيقاف يمكن ال. الجسم اخترقت إذا جسيم أذي تسبب وقد الخشب، من قطعة بواسطة

: جاما Gamma Raysأشعة

ألفا أشعة من بكثير أكبر جدا، عالية اختراق قوة ولها اإلشعاعات أنواع أخطر من . . من إكس أشعة وتقع الكونكريت من حاجز بواسطة سريانها إيقاف ويمكن بيتا وأشعة

. جاما أشعة من االختراق علي قدرة أقل ولكنها جاما أشعة تقسيمات ضمن

: المؤين لإلشعاع الصحية األضرار

، اإلنسان له يتعرض الذي اإلشعاع مستوي علي تعتمد لإلشعاع الصحية األضرارالجينية والتحوالت السرطان حدوث احتماالت من ويزيد الجسم خاليا علي اإلشعاع ويؤثر

من كبيرة كمية إلي اإلنسان يتعرض ما حالة وفي ، األطفال إلي تنتقل قد التي األخرى. للوفاة تؤدي قد اإلشعاع

: ألفا Alpha Particlesجسيمات

3

خروجها بمجرد طاقتها تفقد أنها حيث جدا ضعيفة ألفا لجسيمات االختراق قوة . المسار خالل األنسجة في صحي وضرر أذي تسبب أن الممكن ومن المشع العنصر من

تعتبر ال ولذلك اإلنسان جلد من الخارجي بالجزء األشعة هذه امتصاص ويتم البسيطتم إذا كبير ضرر تسبب أن الممكن من ولكن الجسم خارج ضرر ذات ألفا جسيمات

.) ألفا ) أشعة منها تخرج التي المشعة المادة ابتالع بلعها أو استنشاقها: بيتا Beta Particlesجسيمات

. بيتا دقائق وبعض ألفا ألشعة النفاذ قوة من أكبر بيتا لدقائق والنفاذ االختراق قوةبلع أو أبخرة استنشاق تم إذا الخطورة شديدة وهي به تلف وإحداث الجلد اختراق يمكنها

. أو األلومنيوم من بسيطة برقائق انبعاثها إيقاف ويمكن بيتا أشعة منها تنبعث التي المادةالخشب.

: جاما Gamma Rayأشعة

امتصاصها أو اإلنسان جسم اختراق بسهولة ويمكنها جدا عالية اختراق قوة ذات . انبعاثها إيقاف يمكن اإلنسان علي عاليا إشعاعيا خطرا تشكل ولذلك األنسجة بواسطة

. الرصاص أو الكونكريت بواسطة: إكس X - Rayأشعة

أشعة تنبعث حيث المصدر في تختلف ولكن جاما أشعة بخواص شبيهة خواصها. قوة الذرة نواة داخل من جاما أشعة تنبعث بينما الذرة نواة خارج عمليات من إكس

مصادر أكثر من إكس أشعة وتعتبر جاما أشعة من أقل إكس ألشعة والنفاذية االختراق– الصناعية العمليات من عديد في استخدامها يتم حيث لإلشعاع اإلنسان تعرض

سمكها. الرصاص من شريحة بواسطة االختراق علي قدرتها إيقاف يمكن الطبية. قليلة مليمترات

) ( إحداث إلي الجسم خاليا إلي طاقة إدخال المؤين اإلشعاع يؤدي أن يمكنفي خلل إلي يؤدي قد التغيرات هذه وبعض الجسم لخاليا الكيميائي التوازن في تغييرات

( لإلنسان الذري أيضا( DNAالسائل تنتقل قد خطيرة جينية تحوالت إلي يؤدي وبالتالي . حدوث إلي يؤدي قد اإلشعاع من كبيرة لكميات التعرض والدتهم بعد األطفال إلي

خالل للوفاة يؤدي وقد أيام أو ساعات خالل ) 60أمراض قرية حادث التعرض من يوما ) تحدث – أن الممكن من جدا كبيرة لكميات التعرض حاالت وفي ، القليوبية حلفا ميت

.) خالل ) تحدث قد المؤين باإلشعاع اإلصابة وأعراض تشرنوبل قليلة ساعات خالل الوفاةالدم سرطان في المثال سبيل علي ، طويلة . Leukemiaفترة لتراكم نتيجة سنتان خالل

. الحصول يتم اإلنسان علي اإلشعاع تأثير عن المعلومات معظم بالجسم المشعة الموادعلي ألقيت التي الذرية القنابل من الناجين علي أجريت التي الدراسات من عليها

حوالي ) وهيروشيما (.100.000ناجازاكي شخص

: اإلشعاعات من الوقاية وسائل4

: هي اإلشعاعات خطر من للحماية طرق ثالث توجدTimeالزمن -1Distanceالمسافة -2Shieldsالحواجز -3

Timeالزمن:

) اإلشعاع ) مصدر بجوار الشخص يقضيه الذي الزمن التعرض زمن تقليل حالة في. الشخص لها يتعرض التي اإلشعاع كميات تقل سوف بالتالي

Distanceالمسافة:

حسب ) التعرض نسبة قلت المشع المصدر وبين الشخص بين المسافة زادت كلما) العكسي التربيع قانون

Shieldsالحواجز:

. أنواع من نوع وكل التعرض تقلل سوف المشع المصدر حول الحواجز بزيادة. االختراق علي قدرته حسب لعزله المناسبة الحواجز وضع يتم اإلشعاعات

: قياساإلشعاع وحدات

(.Radالراد ) االمتصاص( : ) جرعة الممتصة اإلشعاعية الطاقة كمية قياس وحدة.Roentgen(Rالرونتجن ) السينية : لألشعة أساسا ويستخدم الصادرة األشعة قياس وحدة( = Ci )CURIEالكيوري الواحد: والكيوري الصادرة لألشعة قياس × 3,7يعتبر 1010

. الثانية في انحالل.REMالريم ) ) الممتص( : ) لإلشعاع الحيوي البيولوجي التأثير قياس وحدة

( األشعة: Sv )SIEVERTالسيفرت امتصاص عن الناتج التأثير قياس وحدات أحدث منريم 100السيفرت=

One Sievert = 100 REM

: المعامل في السالمة إجراءات

المواد مخاطر من ودراية علم علي المعمل في العاملين جميع يكون أن يجب . أدوات استعمال كذلك والتدخين والشرب األكل يمنع معها التعامل يتم التي المشعة

. السوائل مع التعامل حالة في بالفم الماصة استخدام باتا منعا يمنع المعمل في التجميل . الخاصة المبردات أو الثالجات في غذائية مواد أية تخزين عدم مشعة مواد علي المحتوية

. المالقط استخدام ويتم باأليدي المشعة المواد تناول عدم يجب المشعة بالمواد . . استخدام يجب العمل انتهاء بعد والصابون بالماء األيدي غسيل يجب لذلك المخصصة

5

بالمعمل العاملين قبل من اإلشعاع عن الكشف Filmsوسائل Badges .تثبيت يجبالمعمل مدخل علي المناسبة التحذير )الفتات CAUTION RADIO ACTIVE

MATERIAL )الشخص له يتعرض الذي اإلشعاع مستوي فيها يبلغ التي المناطق 5في( . عليها المناسبة التحذيرية الالفتات وضع يتم أن يجب ، الساعة في ريم Radiationمللي

Area )التحذيرية الالفتات وضع يجب المشعة المواد لتخزين تستخدم التي الحاويات جميع . مخاطر من للحماية الالزمة الشخصية الوقاية معدات استخدام ضرورة عليها المناسبة

. – – : داخل بالمعمل شخص ألي السماح عدم البالطي النظارات القفازات اإلشعاع . بين المشعة المواد نقل يتم جسمه في جروح أية وجود حالة في اإلشعاع منطقة

. لها المخصصة الحاويات داخل المختلفة المعامل

اآلمنة : Exposure Limitationsالجرعات

اإلشعاع من بها مسموح جرعات Maximum Permissible Posesأقصي

ARW = Atomic Radiation Workers 1 Rem = 10 msv

Column I

Organ / Tissue

Column II

ARW

Column III

6

msvper quartermsv per yearAny other person

Whole body30505

Bone, Skin15030030

Hands, feet38075075

Lungs, single organ or tissues

8015015

: المشعة المواد تسرب مع التعامل

. التسرب به حدث الذي المكان إلخالء الجميع إعالمباإلشعاعات الخاصة السالمة عن المسئول Radiation Safety Officerإبالغ

. المشعة المواد تنتج التي األجهزة جميع إغالقو التهوية شفاطات جميع .Fume Hoodsإغالق

. العاملين مالبس علي التسرب حدث إذا الالزم الفحص إجراءالماصة واألدوات المعدات .Absorbent Materialsاستخدام التسرب الحتواء

================================================

قياساإلشعاع وحداتمقدمة:

اإلشعاعية للوقاية الدولية كاللجنة الدولية، المنظمات واللجنة ICRPعنيت ، والقياسات اإلشعاعية للوحدات المؤينة؛ ICRUالدولية اإلشعاعات من الوقاية بأمور ،

لإلشعاعات التعرض عن للتعبير المستخدمة الفيزيائية للكميات محددة تعاريف ووضعتهذه لقياس المستعملة الوحدات وكذلك عنها، الناتجة اإلشعاعية وللجرع المؤينة

7

الوسط على تسقط التي لإلشعاعات اإلجمالي العدد أساس على تقوم وهي الكميات،أساس على تقوم أخرى، بعبارة أو الوسط، هذا في تأينات من تحدثه وما المعين، المادي

. اإلشعاعات هذه نوع وعلى معينة، مادية كتلة في اإلشعاعات تودعها التي الطاقة كمية ) ( الدولي العالمي النظام يستخدم الحالي الوقت )SystemeInternationale)SIوفي

مستعملة زالت ما القديمة الوحدات كانت وإن اإلشعاعية، الكميات عن للتعبير للوحدات . المجاالت من كثير في

: القياس ووحدات المقادير

الفيزيائية لوصف The physical quantityالمقادير الفيزيائية المقادير تستعملوكمية ) الطاقة مثل األرقام بداللة تعيينها أو عنها وللتعبير محددة، فيزيائية ظاهرة وتمييز

وغيرها المكافئة والجرعة الممتصة والجرعة .(الحركة

The unitالوحدة:

وحدة مثل الفيزيائية، الكمية مقدار لقياس تستعمل محددة، مرجعية عينة هي . والثانية والمتر، الكيلوغرام،

: اإلشعاعية قياسالجرع كمياتووحدات

أو المادة من معينة كتلة في المودعة الطاقة كمية عن تعبر فيزيائية مقادير هيعلى المؤينة اإلشعاعات من المختلفة األنواع مخاطر عن تعبر أو البشري، النسيج

. عند الكميات هذه وتعتمد اإلنسان جسم كامل على أو اإلنسان، وأعضاء األنسجةوأسلوب المادة مع المؤينة اإلشعاعات من المعين النوع تفاعل أسلوب على اشتقاقها،

اإلشعاعات من المعين النوع ضرر مدى وعلى للمادة، اإلشعاعات هذه من الطاقة انتقالالمواد من الكتلة واحدة في المودعة الطاقة قيم تساوي عند الحي، الكائن على

المختلفة: اإلشعاعي :activityالنشاط بالعالقة مشعة عينة في اإلشعاعي التفكك معدل يعطى

A)t( = Ao Exp.)- λ t (

و Aoحيث الزمن بدء عند اإلشعاعي زمن )A)tالنشاط مضي بعد اإلشعاعي النشاط. tقدره البيكرل هي اإلشعاعي النشاط تفكك )Becquerel )Bqوحدة يساوي وهو ،

( . بالكوري اإلشعاعي النشاط يقدر كما الثانية في ( Curieواحد سابقا يعرف كان الذيـ الراديوم من واحد لغرام اإلشعاعي النشاط أنه أنه 226على على اآلن معرف لكنه و

(.3.7X1010يعادل بيكرل ) الثانية في تفكك

The exposureالتعرض:

8

. به ويقصد عام، طابع ذو األول مختلفين معنيين اإلشعاعية الوقاية في للتعرض . . محددة فيزيائية كمية عن يعبر فهو الثاني المعنى أما المؤينة لإلشعاعات التعرض ( الصفر: حرارة درجة عند أي المعيارية الظروف في الجاف الهواء تعرض هو التعرض

يساوي ضغط وعند ( 760المئوي إشعاعات أو السينية األشعة من لكمية زئبق ملليمترحتى الطاقة منخفضة (. 3غاما الشحنة بكمية التعرض ويقاس فولط إلكترون ميغا

) ( الجوي الهواء من الحجوم وحدة في التأين عن الناتجة السالبة أو الموجبة الكهربائية: أن أي الظروف هذه في الجاف

X= dQdm

التعرض: الشحنة Xحيث ،dQ ) كتلته ) الجاف الهواء من حجم ، السالبة أو dmالموجبة. المعيارية الظروف في

" " رونتجن باسم عرفت بوحدة التعرض تعريف. Rontgenويقاس تم وقدشحنة إنتاج إلى تؤدي التي السينية اإلشعاعات كمية أنه على األمر أول في الرونتجن،

( ) ( كهرساكنة وحدة مقدارها موجبة أو سالبة واحد( esu 1كهربائية مكعب سنتيمتر في: أن أي المعيارية، الظروف عند الجاف، الهواء من

1 R=1(esu )

1 cm3 (air )

) . . ( النظام إلى ، ثانية غرام سم العملية الوحدات نظام من وبالتحويل : غاما إشعاعات أو السينية األشعة من لكمية تعرض هو الرونتجن أن نجد الدوليللوحدات

) مقدارها ) موجبة أو سالبة كهربائية شحنة توليد إلى تؤدي الطاقة، 2.58 × 10-4منخفضة: . أن أي المعيارية الظروف عند الجاف، الهواء من واحد كغم في كولوم

I R = 2.58 x 10-4 Coulomb/kg air

الممتصة The absorbed dose:الجرعة

الممتصة المتوسطة Dالجرعة المودعة الطاقة قسمة ناتج التي هي ، ) ( كتلته تبلغ المادة من عنصر في المؤينة، الفوتونات الجسيمات أن. dmأودعتها أي

الممتصة :Dالجرعة هي

المؤينة، اإلشعاعات أنواع لجميع تستخدم الممتصة الجرعة أن إلى اإلشارة وتجدرالتي المواد لجميع وكذلك الطاقات ولجميع مشحونة، غير أو مشحونة كانت سواء

. اإلشعاعات عليها تسقط

9

“ غري هي الدولي النظام في الممتصة الجرعة قياس ومازالت )Gray )Gyووحدة ، “ " " راد وهي الممتصة للجرعة التقليدية المراجع” radالوحدة بعض في مستخدمة

واألجهزة.Gy = 100 rad

: المكافئة The equivalent doseالجرعة

لإلشعاع النسبي البيولوجي Relative biological effectiveness (RBE)التأثير

باختالف البشري، الجسم وأنسجة أعضاء على لإلشعاع البيولوجي التأثير يختلف. العضو هذا في اإلشعاعات، هذه من الممتصة الجرعة تتساوى عندما حتى األشعة، نوع

يكون والنيوترونات، السينية األشعة من كل من الممتصة الجرعة تساوي عند فمثالاألشعة عن الناتج الضرر عن ضعفا عشرين نحو يزيد النيوترونات، حالة في الضرر

( . الثقل مفهوم أدخل بالحسبان االختالف هذا وألخذ النسيج أو العضو نفس في السينيةاإلشعاعي(.

( اإلشعاعي ( الثقل المرجح اإلشعاع Radiation Weighting Factor WRمعامل

. أنه أي التأين إحداث على وبقدرتها األشعة بنوع المرجح اإلشعاع معامل يرتبط ( الخطي االنتقال اإلشعاع مسار على المسافة واحدة في الحاصل التأين بمقدار يرتبط

اإلشعاعي( LETللطاقة الثقل معامل زاد للطاقة، الخطي االنتقال معامل زاد فكلما. اإلشعاعات لهذه

الجدول ) .1يبين المختلفة( الطاقات ذات لإلشعاعات اإلشعاعي الثقل معامل قيم

ـ ( 1جدول اإلشعاعي: ) الثقل المرجح اإلشعاع Radiation Weighting Factor WRمعامل

اإلشعاعات اإلشعاع طاقتهانوع عاملالمرجح

الطاقات فوتونات 1جميع

وميزونات الطاقات إلكترونات 1جميع

من .10أقل . ف إ 5ك

.100حتى 10من . ف إ 10ك

.2حتى 100مننيوترونات . ف إ 20م

10

.20حتى 2من . ف إ 10م

من .20أعلى . ف إ 5م

من بروتونات .2أكبر . ف إ 5م

خفيفة ونوى ألفا 20جسيمات

المكافئة الجرعة مصطلح عن Hيستعمل للتعبير اإلشعاع من الوقاية ألغراضمن معين نوع من معينة ممتصة لجرعة التعرض عن الناتج البشري الجسم ضرر

الممتصة. الجرعة ضرب حاصل تساوي وهي من Dاإلشعاعات معين نوع مناإلشعاعي الثقل معامل في وعند WRاإلشعاعات المحددة الطاقة عند األشعة لهذه

: . أن أي البشري العضو أو النسيج في ما نقطةHTR= DTR . WR

" يكون " ، بالغري للوحدات الدولي النظام في الممتصة الجرعة عن التعبير وعند( بالسيفرت مكافئة الجرعة عن قياس( SeivertSvالتعبير وحدة هو السيفرت أن أي

. الممتصة الجرعة عن التعبير عند أما للوحدات الدولي النظام في المكافئة الجرعةبالرم المكافئة الجرعة عن يعبر :remبالراد، .) أن. ) حيث التقليدية الوحدة

1 رم 100سيفرت = مثال:

الجسم لكامل ممتصة لجرعة يتعرض لعامل المكافئة الجرعة mGy 8.4أحسبممتصة جرعة إلى باإلضافة كاما أشعة طاقتها mGy 1.2من نيترونات keV 80من

الحل:

ـ الجدول إلى :1بالرجوع نجد والتعويضHT = ΣRWR DT,R = W DT, + W n DT,n

HT = 1 X 8.4 +10 X 1.2 = 20.4 mSv

الشخصية الجرعة The personnel dose equivalent Hp(d)مكافئ

الشخصية الجرعة البشرية )Hp)dمكافئ األنسجة في المكافئة الجرعة هو ، مناسب عمق على . dالرخوة الجرعة مكافئ ويقاس الجسم على معينة نقطة من ،

11

بالرم )Hp)dالشخصية يقاس حين في للوحدات، الدولي النظام في السيفرت بوحدة ، . العمق تحديد الحاالت، جميع في ويجب التقليدي النظام وهو dفي 0, 07بالملليمتر

و النفاذ ضعيفة لألشعة . 10ملليمتر قياس يمكن وعموما النفاذ شديدة لألشعة ميلليمترويتم الجسم، سطح على يوضع أشعة، مقياس باستخدام الشخصية الجرعة مكافئ

. البشري النسيج لمادة مكافئة مادة من مالئم بسمك تغطيته : الفعالة The effective dose (E)الجرعة

: المرجح النسيج The tissue weighting factor WTمعامل

كالسرطان اإلشعاعي، للضرر العشوائية التأثيرات حدوث احتمال بين العالقة إن. لإلشعاع المتعرض النسيج أو العضو نوع على تعتمد المكافئة، الجرعة وبين وغيره،

عند غيرها من السرطان لحدوث استجابة أكثر بشرية وأنسجة أعضاء هناك آخر؛ بمعني . النسيج، أو العضو بنوع ترتبط كمية تعيين إلى يدفعنا وهذا فيها المكافئة الجرعة تساويللوقاية الدولية اللجنة أطلقت وقد لإلشعاع، العشوائية بالتأثيرات إصابته وباحتمال

" " النسيج أو للعضو المرجح العامل اسم الكمية هذه على هذا" WTاإلشعاعية يمثل ، اإلشعاعية للتأثيرات الكلي الضرر في المعين، النسيج أو للعضو النسبي اإلسهام العامل

( . جدول يبين متجانس إشعاعي بمجال البشري الجسم كامل تشعيع عن قيم( 2الناتجة. المختلفة البشرية واألعضاء لألنسجة المرجحة العوامل

الفعالة اإلشعاع Eالجرعة بعامل الموزونة المكافئة الجرعات مجموع هي الجسم لكاملالمكافئة الجرعات مجموع أنها أي العضو، أو للنسيج المرجح بالعامل مضروبة المرجح،

: للعالقة وفقا وتحدد نسيج، أو عضو لكل المرجحة بالعوامل الموزونةE = ∑

T W T HT

النسيج HTحيث أو العضو في المكافئة الجرعة و Tهي ،WT لذلك المرجح العامل هو . . الجرعة تعريف وباستخدام الجسم وأنسجة أعضاء لجميع الجمع ويتم النسيج أو العضو

نسيج، أو عضو لكل وفق HTالمكافئة الجسم لكامل الفعالة الجرعة حساب يمكن فإنه : التالية العالقة

E = ∑T

W T ∑R

DTR W R

ـ البشرية : 2الجدول واألعضاء لألنسجة المرجحة العوامل

المرجح العضو النسيج عاملالتناسلية 0.20الغدد

األحمر العظمي 0.12النخاع0.12القولون0.12الرئتين0.12المعدة0.05المثانة0.05الصدر

12

0.05الكبدعشر 0.05اإلثنىالدرقية 0.05الغدد0.01الجلد

العظام 0.01سطحاألعضاء 0.05باقي

الجسم 1كاملمثال:

مكافئة جرعة عن الناتجة الفعالة الناتجة mSv 1الجرعة الفعالة الجرعة تساوي للرئةمقدارها الدرقية للغدة مكافئة جرعة على mSv 2.4عن نفسها الخطورة لهما أن أي. لإلشعاع العشوائية اآلثار من الجسم كامل

E = ∑T

W T HT

E = 0.12 X 1 = 0.12 mSv للرئة , E = 0.05 X 2.4 = 0.12 mSv الدرقية للغدةجرع لهما يكون أن يمكن مختلفين لعضوين مختلفتين مكافئتين جرعتين أن هذا، يعني

. الجسم كامل على الضرر نفس لهما أي عدديا متساوية فعالة

األولى التجربةكايكر لعداد التشغيل منطقة تعيين

OPERATING PLATEAU FOR THE GEIGER TUBE

: التجربة الهدفمن

اإلستقرار منطقة وإيجاد كايكر عداد بخصائص الطالب تعريف إلي التجربة تهدفإيجاد Operating Plateau النسبي ثم التشغيل ومن فولتية

: التجربة أدوات

كايكر عدادكاما مصدر

Stop watch

األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر وضع13

االستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عنداالستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث المكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعد

المناسب

: التجربة نظرية

من تتكون عام بشكل الكواشف هذه الغازية الكواشف من كايكر عدادات تعتبرالجدار على ويوضع التشغيل وجهد الكاشف نوع على ويعتمد معينا غازا تحوي اسطوانة

المهبط ويعتبر سالبا جهدا سلك cathode الخارجي يوضع األسطوانة محور طول وعلىخالل المؤين اإلشعاع مرور وعند تماما المهبط عن المصعد يعزل حيث كمصعد يعمل

السالبة األيونات فتتحرك سالبة وأخرى موجبة أيونات إلي الغاز بتأيين يقوم االسطوانةكافي الجهد فرق يكون مسلط معين جهد فرق وعند المهبط جهة والموجبة المصعد جهة

كايكر عداد تشغيل عنده كايكر . يمكن أو وعدادات الجسيمات أنواع بين تفرق الاألنبوبة الي الداخلة الفوتونات أو الجسيمات بعدد تخبرك لكنها الطاقات

األرجون بغاز مملوءة إسطوانة من العداد مقدار يتكون %10 وفيه غاز مناإلثيلي الكحول أو الكلور مثل واحد اإلطفاء جوي ضغط كاكاثود . عند االسطوانة وجدار

األنبوبة خالل الكهربي المجال توزيع لضمان بالجرافيت الداخلي السطح وأما يطلىالتنجستن من رقيق للمحور موازي سلك عن عبارة كهربي األنود مجال على للحصول

) ( مساحة قلت كلما الكهربي المجال شدة تزداد حيث اآلنود المصعد من بالقرب قوي. لمسها ينبغي وال الميكا من بنافذة مزود والعداد السلك مقطع

كايكر عداد في التفريغ

بإنتاج تقوم بدورها والتي إبتدائية الكترونات وينتج الغاز مع المؤين اإلشعاع يتفاعلينتج مما أخرى غازية جزيئات تأيين من تتمكن كبيرة حركية طاقة ذات ثانوية الكترونات

اإللكترونات avalanche شالل عنه أن أي المصعد نحو تتجه التي اإللكترونات منبالتكبير ويسمى ثانوية إلكترونات من شالالت تنتج اإلشعاع تأيين عن الناتجة اإلبتدائية

تتابعيا يكون حيث تاونسند cascadeالغازي بشالل Tounsend يعرف Avalanche وعند الجزيئات هذه تثار الغاز جزيئات مع اإللكترونات هذه تصادم فأثناء تاونسند شالالت تكون

خالل اإلستقرار حالة الي المثارة الجزيئات وتعود تتأين حوالي أو قصيرة ثانية9- 10 فترةفي تقع موجية أطوال ذات أو المرئي الطيف في فوتونات إطالق طريق عن وذلك

. الكهرومغناطيسي للطيف البنفسجي فوق المدى

14

الفوتونات هذه أحد تفاعل التأثير فإذا طريق عن الغاز جزيئات معقد الكهروضوئي آخر الكترونا فإن المهبط سطح على أو الكاشف من موضع أي في

شالل إنتاج الي بدوره يؤدي المصعد إتجاه في متحركا انتشار ينطلق الي ويؤدي آخركايكر تفريغ اثناء المتسلسلة أي التفاعالت من تنطلق عديدة شالالت نشوء يعني وهذا

بغض وذلك االنبوبة محور طول على التفريغ انتشار الي يؤدي مما األنبوبة داخل مكاناألول التفاعل فيه حدث الذي المكان عن مقدار النظر يزداد الجهد فرق يزداد وعندما

. الناتجة النبضة سعة لذلك تبعا وتزداد كايكر تفريغ

: الميت dead timeالزمن

فإنه وبالتالي حاال ينخفض المصعد حول الكهربي المجال فإن التفريغ يتم عندماحول الكهربي الجهد ينمو حيث آخر تفريغ إلنتاج الجهاز يتهيأ أن قبل وقت يمر أن يجب

الي إشعاعية جسيمات أية دخلت فإذا اإلبتدائية قيمته الي يصل حتى المصعد سلكأن أي األنبوبة في تفريغا تحدث أن تستطيع ال فإنها األول التفريغ حدوث فور الجهاز

الزمنية الفترة تلك أثناء موت حالة في يعتبر العداد أن نقول وهنا يتحسسها ال الجهازالميت بالزمن dead وتسمى time. عن بعيدا التحرك في الموجبة الشحنات تقوم

تكون سعتها ولكن الظهور في صغيرة نبضات تبدأ معينة زمنية لحظة وعند المصعدبين تمضي التي الزمنية الفترة وتسمى الكاملة التفريغ لنبضة الكاملة السعة من أصغر

تفريغ نبضة وظهور صغيرة نبضات ظهور بزمن بداية .Recovery timeاالسترجاع جايجر

: الفصل Resolving Time زمن

15

الزمن بأنه ويعرف والميت اإلسترجاع لزمني الجبري المجموع يساوي الزمن هذامتتاليتين نبضتين بين يفصل الذي الزمن هو أو متتاليين كاملين تفريغين بين يفصل الذي

متتالين ) ( تفريغين عن ناتجتين أي قصوى سعة لهماالمستمر التفريغ منطقة

تأين ) عن الناتجة اإللكترونات طاقة فإن جايجر منطقة عن الجهد فرق زيادة عند ) يؤدي مما األنبوبة في مستمر كلي تفريغ إلحداث كافية تصبح الغاز لجزيئات اإلشعاع

إتالفها . الي محظورة المنطقة هذه فإن وبالتالياإلطفاء غاز

الغاز تأين الي يؤدي الجهاز الي اإلشعاع دخول فعند اإلطفاء غاز وظيفة أما) بسرعة األرجون) اإللكترونات تنطلق بينما المهبط الي ببطء الموجبة األيونات وتتحرك

المصعد المهبط الي الي الموجبة األيونات وتصل جايجر تفريغ يتم أن لبطء وبعدكتلتها كبر بسبب جهة حركتها تتحرك ثانوية الكترونات وينتج المهبط مع فتصطدم

طريقها وفي وينتج المصعد الغاز مع تفاعالت ثانوي تحدث نبضات تفريغ ويعطيالغير النبضات هذه حدوث منع أو التخلص من بد ال ولهذا زائف عد عنه ينتج مما مستمرة

طريقتين : بإحدى النبضات هذه إخماد ويتم بها المرغوبخارجية -1 إخماد دائرة external quenching circuit إستخدام

حقيقة نبضة كل بعد محدودة لمدة المصعد على المؤثر الخارجي الجهد بانقاصالغازية التضاعفات من بمزيد تسمح ال وبالتالي صغيرة الجهد هذا قيمة تصبح بحيث

الداخلي -2 اإلخماد طريق عنغاز من أقل تأين جهد له يكون بحيث ويختار الكاشف في مناسب إخماد غاز بوضععند الغاز هذا جزيئات تفكك احتمال جعل يمكن فإنه اإلخماد لغاز مناسب وبإختيار العد

أو وصدور المهبط مع الموجبة األيونات تفاعل من كثيرا أكبر الموجبة األيونات تصادمالمهبط من الكترونات الثانوية إنطالق الشالالت إنتاج إيقاف المواد وبالتالي وتستعمل

( أو الكلور الهالوجينات وتستخدم اإليثيلي والكحول الميثان مثل إخماد كغاز العضويةإخماد( كغازات البروم

العمل خطوات

مصدر -1 مسافة كاما ضع كايكر 2cmعلى أنبوبة نافذة من تقريباهذه -2 بالتسجيل يقوم حتى العداد فولتية بزيادة فولتية قم تسمى النقطة

Starting Voltage البداية

واحدة -3 دقيقة الزمنية الفترة – اختر الجهد ارفع واحدة دقيقة لمدة بالعد قم ثمبمقدار دقيقة 20العالي لمدة بالعد وقم فولت

16

كل -4 القياسات بعمل بين 20استمر العالقة لترسم بيانات لديك يكون حتى فولتالرسم في كما الدقيقة في النبضات وعدد الفولتية

تنبيه:

من) أقل العالي للجهد قيم فإن(. V2 استخدم بين عادة تساوي V2 وبين V1 المنطقة300Volt عن الجهد بزيادة قمت ذلك V2 إذا حصل فإذا العد في تحصل كبيرة زيادة فإن

مباشرة فهذا العالي الجهد بتخفيض فقم المستمر التفريغ منطقة الي وصلت أنك يعني.V2الى

5- ومنتهيا فولتية بأعلى مبتدئا سابقا المسجلة الجهد فروق لنفس القراءات أخذ أعدالبدء بفولتية

المخصص- 9 المكان في وأحفظه الكاشف واجهة أمام من المشع الصدر ابعدمشع- 10 مصدر وجود دون الخلفية إلشعاعات العد معدل اوجد

17

1

اإلشعاعية- 11 للخلفية العد معدل منها مطروحا العد معدل أي العد معدالت صافي اوجدالعد- 12 معدالت في المعياري االنحراف عينكايكر- 13 عداد منحنى ارسم

: والمناقشة النتائج

يلي ما المنحنى من اوجد

كايكر منطقة V1= volt بداية

المستقرة المنطقة volt=V2 نهاية

V2-V1=

R1 معدل الجهد count rate العد هي فرق V1 عند

R2 معدل الجهد count rate العد هي فرق V2 عند

التشغيل نقطة حوالي V0 اختر عند المنطقة % 70 - 50 لجهازك مدى منPlateau Range المستقرة

مالحظتها يسهل حتى العداد جدار على والصقها صغيرة ورقة على التشغيل فولتية دونالكاشف استعمال فيها يراد مرة كل في

المستقرة المنطقة ميل بقياس كايكر أنبوبة plateau قيم

: كاآلتي يعرف الميل هذا

المستوى ميل عين

حوالي تتعدى أال يجب الميل قيمة أن %10الحظ

الثانية التجربةالمشعة النصفلبعضالعناصر عمر تعيين

18

HALF-LIFE DETERMINATION

: التجربة الهدفمن

مجهول مشع لنظير النصف عمر وتحديد االنحالل منحنى بناء التجربة هذه من الغرض: التجربة أدوات

كايكر أنبوبةمشعة التشغيل مصادر منطقة تعيين تجربة في كما

كايكر ألنبوبة حامل: التجربة نظرية

اإلشعاعي للنشاط العام القانون تتبع فإنها مشعة مادة تنحل عندماالزمن: N حيث عند األنوية t عدد

N0 :عند أي القياس بدء لحظة عند االنوية t=0 عدد

λ االنحالل ثابتt :المشعة المادة انحالل بداية منذ مضى الذي لزمن

الزمن عند العد معدل فإن التالية : tوبالتالي بالمعادله يعطى

R : الزمن عند العد االنحالل ) : tR0 معدل بداية عند العد (t=0معدل

النصف عمر إن النويدات :- وبما نصف النحالل الالزمة الزمنية الفترة عن عبارة هو

فإن الموجودة

19

20

: العمل خطوات

القيمة -1 عند كايكر لعداد التشغيل فولتية السابقة . V0 اضبط التجربة في المدونةبعد -2 وعلى الكاشف نافذة أمام له النصف عمر تعيين المراد المصدر cm2 ضع

القراءات -3 أخذ فيه بدأت الذي الوقت t0 دون

4- . دقائق خمس كل وليكن زمنية فترة كل النبضات عدد النشاط دون كان إذامناسبة . بيانات لتجميع كبيرا العد زمن يكون أن يستحسن صغير اإلشعاعي

الخلفية -5 إشعاعات معدل وسجل المصدر بإبعاد قم : والمناقشة النتائج

جدول في بياناتك يلي :6دون كمامجهول بيانات 6جدول لمصدر النصف عمر لتعيين

الزمنt

العدn

زمنالعد

معدلR العد

إشعاعات معدلالخلفية

العد معدلالصافي

الزمن -2 بين العالقة الصافي t ارسم العد ومعدل

الصافي -3 العد لمعدل الطبيعي اللوغاريتم و الزمن بين العالقة . ارسم

البياني -4 الرسم من يمثل ( . 3في) أوجد ماذا المستقيم الخط ميلفي ) -5 البياني الرسم من مباشرة( 2أوجد النصف عمر

المنحنيين -6 من عليه تحصل ما بين قارنالمقطوع -7 الجزء يمثل في ) ماذا المنحنى في الصادي المحور (3من

: األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر وضعاالستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عنداالستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث ال

21

مكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعدالمناسب

الثالثة التجربةكايكر لعداد الفصل زمن تعيين

Resolving-Time Corrections for the Geiger Counter

: التجربة الهدفمن

الفصل زمن تعيين التجربة هذه من كايكر Resolving time الغرض لعداد: التجربة أدوات

مثل قسمين إلي مشطور مشع مصدر

كايكر أنبوبةكايكر ألنبوبة حامل

: األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر وضعاالستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عنداالستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث المكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعد

المناسب: التجربة نظرية

( بالنانوثانية تقاس سريعة الكترونيات مع نتعامل أننا نجد النووية تجارب فيnanoseconds )من أكثر عد معدالت لقياس يستخدم عندما بطئ جهاز جايجر عداد لكن

5000Counts/minute باالعتبار ليأخذ العد بتصحيح القيام الضروري من فإن وبالتاليوالميت االسترجاع لزمني الجبري المجموع يساوي الذي الزمن وهو الفصل زمن

ينمو حيث آخر تفريغ إلنتاج كايكر أنبوبة تتهيأ أن قبل يمر الذي الزمن هو الميت والزمنأية دخلت فإذا االبتدائية قيمته إلي يصل حتى المصعد سلك حول الكهربي الجهد

تفريغا تحدث أن تستطيع ال فإنها األول التفريغ حدوث فور الجهاز إلي إشعاعية جسيماتتلك أثناء موت حالة في يعتبر العداد أن نقول وهنا يتحسسها ال الجهاز أن أي األنبوبة في

الميت بالزمن وتسمى الزمنية التحرك. dead time الفترة في الموجبة الشحنات تقوم22

سعتها ولكن الظهور في صغيرة نبضات تبدأ معينة زمنية لحظة وعند المصعد عن بعيداتمضي التي الزمنية الفترة وتسمى الكاملة التفريغ لنبضة الكاملة السعة من أصغر تكون

تفريغ نبضة وظهور صغيرة نبضات ظهور بداية بزمن بين Recovery االسترجاع جايجرtime

بأنه يعرف الزمن إذن هو أو متتاليين كاملين تفريغين بين يفصل الذي الزمن . فال متتالين تفريغين عن ناتجتين أي قصوى سعة لهما متتاليتين نبضتين بين يفصل الذي

. قسمين إلي مشطور مشع مصدر نستخدم الميت الزمن ولحساب العد تصحيح من بدالجزء نعد ثم معا الجزئين نعد ثم األيمن الجزء نعد البداية في الناتجة النبضات ولعد

يساوي األيسر . المصدر من األيمن الجزء نستخدم عندما العد معدل كان وكان R1 فإذا معا الجزئين نستخدم عندما العد األيسر RT معدل الجزء استخدام عند العد معدل وكان

يساوي المصدر العالقة R2 من باستخدام جايجر ألنبوبة الفصل زمن حساب يمكن فإنهاآلتية:الصحيح: R حيث العد معدل

R0 :التجربة من المالحظ العد معدلTR :بوحدات الفصل زمن تصحيح min/Count معامل

من أكبر العد معدل يكون عندما فقط السابقة العالقة نستخدم أن ويجب5000 Counts/min

: العمل خطوات

سابقة ) ( -1 تجربة في المعينة القيمة التشغيل جهد عند كايكر فولتية اضبطبعد -2 على المشطور المشع المصدر من األيمن الجزء كايكر 2cm ضع عداد نافذة منب -3 هذا العد معدل وعرف دقيقة لمدة النبضات بعد .R1 ابدأ

وعرف -4 دقيقة لمدة العد وابدأ األيسر الجزء بجانب المصدر من األيسر الجزء ضعب هذا العد .RT معدل

23

هذا -5 وسجل دقيقة لمدة األيسر للجزء بالعد وابدأ المصدر من األيمن الجزء بإزالة قمك R2 المعدل

الرابعة التجربةاالمتصاصالخطي معامل حساب

LINEAR ABSORPTION COEFFICIENT

: التجربة أهداف

معامل تعيين ثم ومن المادة في كاما أشعة توهين كيفية توضيح إلي التجربة تهدفاالمتصاص

: التجربة أدوات

كايكر عدادمشعة مصادرتوصيل كابالت

: األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر وضعاالستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عند

24

االستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث المكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعد

المناسب

: التجربة نظرية

إحدى في المادة مع كاما أشعة : تتفاعل الثالث تشتت الصور أو الكهروضوئي التأثيرالزوج . إنتاج أو كمبتون

: كالتالي للتفاعل الثالثة األنواع تعريف يمكن وبإيجاز ( : تتفاعل جايجر عدادات في المادة مع كاما أشعة تفاعل عن ينتج الكهروضوئي التأثير

) ( ) أحد مع الساقطة الفوتونات كاما أشعة فتتصادم األنبوبة في الغاز مع جاما أشعةالذرة . فيترك اإللكترون ذلك إلي الفوتون طاقة فتنتقل بالذرة المرتبطة اإللكترونات

: كومتون من تأثير جزءا اإللكترون فيكتسب حر إلكترون على فوتون سقوط عند يحدثأقل بطاقة مساره عن الفوتون ويحيد يتشتت بينما معينة بسرعة وينطلق الفوتون طاقة

االبتدائية . طاقته من: الزوج فناء إنتاج عنه فينتج للنواة الكهربي والمجال الساقط الفوتون بين تفاعل يحدث

) إنتاج ) وتولد موجب . الفوتون وبوزيترون سالب إلكترون من زوجاوسط خالل جاما إشعاعات مرت في وإذا المسافة في كدالة تتناقص اإلشعاع شدة فإن

: بالعالقة تعطى الشدة هذه الماص الوسط

25

الكتلي إذا االمتصاص معامل استخدمنا ما

26

27

: العمل خطوات

فولتية -1 واضبط سبق كما المعدات التشغيل وصل فولتية عند كايكر عدادكوبلت -2 مصدر بعد 60Co ضع جايجر 3على أنبوبة نافذة من سمماصة .3لمدة -3 مادة وجود بدون العداد قراءة وسجل بالعد قم دقائقعن 3لمدة -4 عبارة وهي ماصة مادة بوجود العداد قراءة وسجل بالعد قم دقائق

المصدر بين الماصة المادة تكون حيث معين سمك من الرصاص من شريحةالعد معدل وسجل والكاشف

األولى -5 الشريحة فوق الرصاص من أخرى شريحة الخطوة ضع وكرر معين بسمكالسابقة

العد -6 معدل ينخفض حتى خطوات على المادة سمك وغير السابقة الخطوة كرر: %15 إلي األسفل الجدول في كما النتائج ودون االبتدائي العد معل من

: والمناقشة النتائج

7جدول

الماصة المادة العد العدسمك معدل0N0R)0)

X1N1R)x1)

X2N2R)x2)

X3N3R)x3)

X4N4R)x4)

X5N5R)x5)

X6N6R)x6)

28

29

الخامسة التجربةالعكسي التربيع قانون

INVERSE SQUARE LAW

: التجربة الهدفمن

بين المسافة مربع مع تتناسب كاما أشعة شدة أن تحقيق إلى التجربة تهدف. عندها القياس يتم التي والنقطة المصدر

: التجربة أدوات

كايكر عداداإللكترونية القياس منظومة

عالي جهد مصدرمشعة مصادر

: األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر وضعاالستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عنداالستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث المكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعد

المناسب

: التجربة نظرية

إشعاعات كونها حيث من كاما وأشعة العادية الضوء أشعة بين تشابه يوجد: للقانون تخضع أنها أي كهرومغناطيسية

30

: العمل خطوات

التشغيل -1 جهد عند كايكر عداد جهد أضبطمشع -2 مصدر بعد 60Coضع كايكر 1cmعلى عداد نافذة منحوالي -3 معقولة إحصائيات على للحصول طويلة زمنية لفترة بالعد counts 4000قم

المصدر -4 بإبعاد الزمنية 2cmقم الفترة لنفس قياس وكررلمسافات ) -5 السابقة الخطوة cm(3,4,5,6,7,8كرر

: والمناقشة النتائج

جدول- 1 في النتائج :8 سجل يلي كما

31

8جدول

المصحح العد معدلCount/min

العد )Count/minمعدل المسافة cm)

1

2

3

4

5

6

7

8

الجدول -2 في النتائج وسجل اإلشعاعية الخلفية حساب بعد العد معدل بتصحيح قمالسابق

المحور- 3 على المصحح العد معدل بين العالقة يمثل بياني برسم البيانات و y مثلR2 المحور x على

32

؟- 4 العالقة نوع هي ما؟ - 5 العكسي التربيع بقانون يتعلق فيما البياني والرسم النتائج تفسر كيف؟- 6 الميل يمثل ماذا

السادسة التجربةكايكر عدادات في العد إحصائيات تجربة

Counting Statistics

: التجربة أهداف

االنحالل لعملية العشوائية الطبيعة على الطلبة تعريف إلي التجربة تهدفالعد معدالت في تفاوت من عنه ينتج وما اإلشعاعي

التجربة: أدوات

كايكر -1 عدادالكوبلت -2 مثل مشع Co60 مصدر

: األمان Safety Precautionsاحتياطات

بها -1 الخاصة والدروع القوالب في المشعة المصادر ضعاالستخدام- 2 عند خاص بملقط تناولها ويجب المشعة المصادر لمس عدمالمصدرالمشع- 3 من مناسبة مسافة على قف الظرورة عدم عنداالستخدام- 4 عدم عند المناسب مكانها في وضعها المشعة بالمصادر تعبث المكانها- 5 في وضعها بها الخاصة الدروع الي المشعة المصادر اعد االستخدام بعد

المناسب

التجربة: نظرية

وهذا عشوائية عملية اإلشعاعي االنحالل عملية فإن التجربة أهداف في ذكرنا كماالمتوالية القياسات بقية عن مستقلة تعد مشعة عينة لكل العد معدل قياس أن يعني

33

من كبير عدد أخذنا ما وإذا المتوسطة القيمة حول موزعة عليها نحصل التي والقيمالفردية المعدالت بانحراف التنبؤ يمكن فإنه حيث القياسات العد معدل متوسط عن

لعدد العد معدل : N يعطى بالعالقة تعطى المستقلة القياسات من

: العمل خطوات

34

األجهزةالمطلوبة- 1 أوصلالتشغيل- .2 فولتية عند كايكر عداد فولتية اضبطمثل- 3 مشع مصدر من ضع كاف بشكل بعيدة مسافة جايجر على أنبوبة نافذةخذ- 4 المصدر تحريك لمدة 50بدون منها كال الجدول ثانية، 30قراءة في ذلك 9ودون

والحسابات 9 جدول النتائجإلى المقربة

0.5RRun إلى المقربة

0.5RRun

2612722832943053163273383493510361137123813391440154116411743184419452046214722482349245025

35

السابعة التجربةبيتا اشعة للكشفعن كايكر عداد كفاءة

Geiger counter efficiency for beta particles

اشعه عن للكشف وسيله افضل يعتبر فانه رقيق بشباك يتميز كايكر عداد كان لماالى. العداد قراءاه بين ما النسبه هو بيتا الشعة بالنسبه كايكر عداد كفاءه وتعرف بيتا

. عوامل عده على تعتمد الكفاءة هذه وان الواحدة بالثانية له الداخله بيتا جسيمات عددكفاءه نكتب ان هنا الضروري من لذا اخرى تجربه الى تجربه من تتغير العوامل هذه وان

. ومن عليها المؤثره العوامل ضرب حاصل تساوي انها اساس على بيتا الشعه كايكر عدادالتالي بالشكل بيتا جسيمات عن للكشف كايكر عداد كفاءه كتابه يمكن هنا

m/s = G. EB .fm. ft .fa .fb . fs

m/s : بيتا اشعه عن للكشف للعداد الكليه الكفاءهG : التجربه معداد لترتيب الهندسي العامل

EB : بيتا اشعه عن للكشف كايكر لعداد الذاتيه الكفاءهfm :بالقراءه التفاوت او االختالف معاملft : الخمود لزمن التصحيح معامل

36

fa(( : العداد ودخول المشع المصدر بين يحصل الذي االمتصاص بسبب التصحيح معاملالعداد + (( نافذه الهواء

fb : بالتجربة المستخدم للمصدرالمشع الخلفيه االستطاره معاملfs : المشع للمصدر الذاتي االمتصاص معامل

نفرض كتب fsو fmو ftو EBهنا وحسب الوقت وبنفس واحد تساوي تقريبا كلهااعتبار هنا الموضوع لنفس منشوره نتائج على مستنده كان fbعلميه اذا واحد يساوي

قيمه مدى ان علما جدا رقيق المصدر عليها يوضع التي الخلفيه الماده ما fbسمك يكونواالثنيين الواحد بين

الهندسي العامل حساب الممكن من :Gواالن التالية المعادلة من

G ¿12 [1− d

√d2+r2 ]

d :العداد وشباك المصدر بين المسافهr : العداد شباك قطر نصف

هي دراستها المراد المجهوله المعامالت قيمه faو EBان حساب يمكن ال اننا وبماEB قيمه حساب على هذه بتجرتنا التركيز سيكون لذا مباشره المعادله faبصوره من

التالية:fa = no / next

: العمل طريقه

مقدار نقيس البدايه backgroundفي

النشاط معلوم بيتا الشعه مشع مصدر وعلى S = Activityنضع العداد شباك امامواحده استقامه

المسافه والمصدر dنسجل الشباك بيناي تصحيحها على نعمل ثم ومن لها المعدل ناخذ ثم ومن ونكررها العداد قراءاه نسجل

على لنحصل الخلفيه مقدار منها noنطرح

ثم ومن القراءه وناخذ معلوم سمك ذات والعداد المصدر بين االلمنيوم من شريحه نضعنصححها

37

اعاله الخطوه ونكرر اخرى شرائح نضيف وهكذاوالرصاص والنحاس االلمنيوم مثل مختلفه مواد من شرائح نستخدم ان يمكننا

المطلوب:

التالي الجدول في كما الحسابات رتبقيمة ان 23يساوي B . Gعلما

تساوي االلمنيوم كثافة g/cm3 2.7وقيمة

القرءاةالمصححة

N = N – B.G

القراءةN

السمك Xالسمك Xmكثافه

13600.0

13460.035

12400.070

12360.105

12030.14

12050.21

11350.245

10600.28

9760.315

38

9450.35

9300.385

8790.42

8290.455

8010.49

7470.525

d = 5 cm r = 0.65 cm

Xm= Xwindow + Xair = المكافئ السمك كثافة

= 6x 10-3g/cm2 + 2.8 x 10-3

= 8.8 x 10-3gm/cm3

= 0.088 x 10-1

بين نرسم محور Nثم على السمك قيمه xوكثافه نحسب الرسم nextومنقيمه نحسب قيمه faوبعدها نحسب ثم كايكر Gومن عداد كفاءه قيمه نحسب وبعدها

. بيتا الشعه بالنسبه

الثامنة التجربةكاما اشعه للكشفعن كايكر عداد كفاءة

Geiger counter efficiency for gamma ray

كفاءته أن يقال سوف عليه تسقط التي اإلشعاعات جميع عد من العداد تمكن إذا100. %

بيتا وجسيمات الفا جسيمات مثل المشحونة الجسيمية الطبيعة ذات اإلشعاعاتمثل مشحونة الغير اإلشعاعات بذراته،أما اصطدامها عند الغاز في مباشرة تأينات تحدث

ونظرا عنها، الكشف يتم أن قبل العداد داخل تفاعالت عدة على تتفاعل فإنها جاما أشعةأقل تكون العداد كفاءة فإن الكاشف داخل أطول مسافة تتحرك اإلشعاعات هذه ألن

كفاءته%. 100من أن ويتضح ، العداد كفاءة على التعرف المفيد من يكون عامة وبصفةالساقط . اإلشعاع نوع على تعتمد

39

على : تعتمد العداد قراءه ان. عليه- الساقط النووي االشعاع وطاقة نوع

. الكشف- بها يمكن التي الطريقة. العداد- لهذا النافذة سطح مساحة

. الكاشفة- المادة كثافة ( مقسومة- األشعة عليه تسقط الذي الكاشف سطح مساحة وهي المجسمة الزاوية

. ) المصدر العداد بها يرى الذي األشعة ومصدر الكاشف بين البعد مربع على. الهندسي- الشكل

. ذاتية كفاءة و مطلقة كفاءة وهي عام بشكل الكفاءة من نوعان هناك : يشعه الذي الحقيقي العدد الى العداد يسجله الذي العدد نسبة هي المطلقة الكفاءةذكرت التي العوامل كل على تعتمد أنها بسبب بالمطلقة الكفاءة هذه وتسمى المصدر

. قبل منجسيمات : من العداد دخل ماقد الى العداد يسجله الذي العدد نسبة هي الذاتية الكفاءة

) العداد ) دخلت التي للجسميات الفعلي العدد مشحونهالقراءه بين النسبه بانها كاما الشعه كايكر عداد كفاءه تعريف يمكننا االن وعليه

. العداد الى الداخله الفوتونات عدد الى العداد قبل من المسجلهكانت الزمن : Dفاذا وحده في المصدر من المنبعثه كاما اشعه فوتونات عدد تمثل

Ω : هيsolid angle العداد يكونها التي المجسمه الزاويهE : للعداد الذاتيه الكفاءه هي

سيكون : المصححه القراءه معدل فانN = D ) Ω/ 4Л ( e- µxx ----------------- 1

e- µxx = E

N = D ) Ω/ 4Л ( E------------------2

يكون هنا كاما، Eمن اشعه طاقه العداد، جدران ماده ونوع علىسمك يعتمد . فان وعليه االجهزه معدات ترتيب من الناشئ الهندسي زيادتها Eالترتيب يمكن

. لماذا؟ عالي الذري عددها ماده من مصنوعه جدران باستعمالان وبما

) Ω/ 4Л ( E = Eg--------------340

ان كاما Egحيث الشعه بالنسبه للعداد الكليه الهندسيه الكفاءه هيالمعادله ) ستكون التالي ( 2وعليه بالشكل

N = D Eg -------------------------4

: العمل طريقة

االشعاعيه الخلفيه قيمه Back groundسجل

كايكر عداد مقابل كاما الشعه مشع مصدر ضعسمك النحاس او الرصاص من صفيحه يتم 3ضع يحيث والعداد المصدر بين ملم

المصدر من المنبعث بيتا جسيمات امتصاصوالمصدر العداد بين المسافه احسب

القراءه ونسجل والمصدر العداد بين المسافه نغيرونكرر االولى عن مختلفه بطاقه ولكن كاما اشعه يبعث اخر بمصدر المشع المصدر نغير

الخطوات نفسالتالي الجدول حسب القراءات رتب

المطلوب:

بين بياني خط قيمه ( x2 /1و ) Nارسم استخرج الميل :Dومن التالية المعادلة منD = slop x 4Л

الثاني Egاحسب للمصدر ثم ومن االول للمصدر االبعاد لكلناقشها ثم ومن عليها حصلت التي النتائج بين قارن

القراءات:

Eg=N\DN c\min1 \X2X2cm2Xcm

6702

2204

1846

41

1058

8110

6712

4814

4616

التاسعة التجربةاشعاعي مصدر بواسطة الهواء تأيين

Ionization of Air using a radiation source

: التجربة الغرضمن

معزولين . سطحين بين مشع مصدر وضع نتيجة المتكون التيار قيمة ايجادالنظرية:

( االشعاع سبيل على الجو في الموجودة القليلة االيونات عن النظر بغض . انتقال (, اليحدث عازلة كمادة تعتبر وبهذا متعادلة جزيئات من يتكون الهواء فأن الكوني

. التفريغ فولتية من اقل قيمة ذات معينة فولتية تسلط عندما االقطاب بين للشحنات42

( عام في بيكرل العالم اليورانيوم( 1895اكتشف امالح في االشعاعية الفعاليةعن االشعاعية الفاعلية معرفة واستطاع التشعيع عملية خالل الهواء تأيين الحظ حيث

) ( . حيث اللوحين القطبين بين االنتقال بأمكانها الموجبة االيونات التأيين طاقة طريقبين الفولتية كانت وان حتى حساس اميتر بواسطة التأيين قيمة معرفة باألمكان

. يحدث ان الذاتي للتفريغ كافية غير االقطابما , عن لنتعرف لكن الجو في والمتكونة الموجودة األيونات عن تحدثنا وان سبق

االيونات؟ هيةالكترونات اكتسبت او فقدت التي الجزيئة او الذرة انه على يعرف األيون

.) عدد) تمتلك الجزيئة او الذرة تكون عندما الشحنة حامالت من هي تعتبر األلكترونات . او الجزيئة تفقد وعندما كهربائيا متعادلة تكون والبروتونات األلكترونات من متساوي

ايونا تصبح الكترونا الجزيئة او الذرة تكتسب وعندما موجبا ايونا تسمى الكترونا الذرةسالبا.

, , ثاني االوكسجين النتروجين غاز تتضمن الغازات من مزيج من الهواء يتكونقابلية لها غالبا وتكون الصغيرة بااليونات هذه وتدعى الماء وبخار الكاربون اوكسيد

شحنتها تفقد النقطة هذه وعند بالقطبية لها مخالفة ايونات بمسارها وتصادف تحرك. اخرى مرة متعادلة وتصبح

. في قليلة ثواني يتعدى ال يكاد صغير زمني عمر تمتلك الصغيرة الهوائية االيوناتالهواء في موجودة كبيرة جزيئات او بجسيمات االيونات هذه ترتبط المناسبة الظروف

مع صغيرا او كبيرا كان سواء االيون حجم يتناسب كبيرة هوائية ايونات ذلك عن تنتج. الهواء نقاوة

على معتمدا بانطالق االيون يتحرك سوف كهربائي مجال الى االيون تعرض عندااليون وقطبية المجال اتجاه على معتمدا االيون اتجاه وكذلك المسلط المجال مقدار

.) كهربائي) تيار عنها ينتج الكهربائي المجال في االيونات حركة سالبا او موجبا كان سواءعكس او باتجاه حركته نسبة على وكذلك الهواء في االيونات عدد على تعتمد كثافته

. الكهربائي والمجال التيار كثافة بين العالقة تسمى الكهربائي المجال مصدر اتجاه. القطبية مع تتغير ان ممكن والتوصيلية بالتوصيلية

نقطة , من تختلف المجال شدة حوله كهربائي مجال يتكون ما جسيم شحن تم اذا. الشحنة مع تتناسب المجال شدة دائما لكن اخرى الى

المحمول التيار ستنقل مختلفة قطبيات ذات بأيونات محاط الجسم كان اذا . التعادل هذا المشحون الجسيم باتجاه لشحنتها المخالفة القطبية ذات االيونات بواسطةبالهواء المتعلقة التوصيلية مع وكذلك الجسم على الشحنة من كل مع يتناسب بالتيارالقطبية. , ذات االيونات تجذب المشحونة االجسام ببساطة الحالة وصف يمكن المحيط

المخالفة.

43

كهربائي مجال الى االيون تعرض بسرعة Eعند االيون ينتقل مع vسوف تتناسبالمعادلة ) في وكما المسلط الكهربائي (:1المجال

V= K E……….. )1(

لاليون .Kحيث التحركية هيبين ما تتراوح تحركية تمتلك الصغيرة )2و 1االيونات cm2/v .sec )ان يعني هذا

( حوالي بسرعة تتحرك الصغيرة كهربائي( 1cm/secااليونات مجال الى تتعرض عندما( ب( 1v/cmشدته اكبر تقريبا تكون السالبة، لأليونات التحركية ان تجريبيا مبين وهذا

15( . مقدارها% موجبة ايونات تركيز يمتلك الهواء كان اذا الموجبة لأليونات التحركية منn )بتحركيةk وشحنةe الكهربائي بأتجاه Eفالمجال ينساب كهربائي تيار ينتج سوف

تيار وبكثافة المسلط :Jالمجال

(2 ............ )E λ= E J = e n k

الى λالثابت مكافئ ادق e n kيكون بمعنى او للهواء الموجبة التوصيلية ويسمى . باتجاه تتحرك سوف السالبة االيونات الموجبة االيونات من الناتجة القطبية التوصيلية

( المعادلة وستصبح للمجال السالبة( 2معاكس االيونات من الناتج التيار لكثافة نفسهال القيمة تؤخذ .eعندما االيونية للشحنة رقمية كقيمة

: المستخدمة االدوات

امريشيوم ) .1 نوع مشع اشعاعية( , Am-241مصدر فاعلية ذو الفا لجسيمات الباعث330KBq.

كهربائي ).2 (.Amplifierمضخم

3. الكهروضوئية. الظاهرة لبيان الزنك من مصنوع لوحكهربائي. .4 شبكي قطب5. توصيل. قضيبثابتة ).6 (.GΩ 10مقاومة

فولتميتر .7خرج. )8 ذو قدرة (450مجهز فولت 9.. توصيل اسالك

44

.1شكل ) الربط(: وكيفية التجربة في المستخدمة واالدوات االجزاء يوضح

: العمل طريقة

الشكل ) .1 في موضح كما الكهربائية الدائرة (.1اربط

مقدارها .2 فولتية اللوحين 450سلط الى القدرة مجهز من فولت , مقدار اقرا ثم اللوحين عن بعيدا بيدك التوصيل قضيب وابقي المتقابلين( الشكل في موضح وكما الكهربائي المضخم من الخارجة ثم(, 2الفولتية

التيار مقدار :Iنقيس

I=V/10 GΩ

3. ( امريشيوم المشع المصدر وضعه( Am-241احمل الفا لجسيمات الباعث. اخرى مرة التيار مقدار قس ثم ومن المتقابلين اللوحين بين

45

صفيحتين: 2شكل بين مشع مصدر وضع عند التأيين حدوث كيفية يوضحمتقابلتين.

العاشرة التجربةقياسمدىجسيماتألفا

Alpha Range Measurement

الهدف :جسيماتالفافيالهواء ( ) .- 1 امتصاص توضيحكيفيةتوهين. Reتعيينالمدىالتقديريلجسيماتالفا2-. Rتعيينالمدىالمتوسطلجسيماتألفا3-

األدوات :عدادجايجرواالجهزاإللكترونيةالمصاحبةله .- 12 -(.( الراديومأ ( مصدرمشعأللفاقنطرةضوئية .-3حاملللكاشف .- 4حاملبالستيكيللمصدر .- 5

العمل : طريقة

نثبتالكاشفباستخدامالحاملبحيثيكونفيوضعأفقيوموازللقنطرةالضوئية- .1نثبتالمصدرفيالقاعدةالخاصةبه .- 2عدادجايجرواإللكترونياتالمصاحبةله- " " .3 نوصالألجهزةفولتوالمؤقتالزمنيلمدةدقيقةواحدة .099نضبطجهدالتشغيلعلى- 4نوجدمعداللعدللخلفيةاإلشعاعية- .56: االتي- الجدول بعمل نقوم

قبإلستخدامالمصدرالمشعCount/minمعداللعد

123

المتوسطإستخدامالمصدرالمشع بعد

Count/minمعداللعد 123

46

المتوسطمعداللعدللخلفيةاإلشعا

عيةCount/min

نضعالمصدرالمشعامامواجهةالكاشفوعلىنفسالمساراألفقيلوضعيةالكاشف- .7نضبطالمسافةبينواجهةالكاشفوالمصدربحيثتكونصفراونسجلمعداللعد .- 8.5نكررالخطوة - 9 ثالثمراتونحسبمتوسطالقراءات

cm 0.5نبدأبزيادةالمسافةبمقدار - 10ونسجلقراءةالعدادعندكلزيادةثالثمراتونحسبالمتوسط.

.19نستمربزيادةالمسافةحتى - 11 سم سمكالهواء

(cm)

معداللعدCount/min

متوسطمعداللعد

Count/min

صافيمعداللعد

Count/min

معداللعدالنسبي

1230

0.51

1.5

النتائج:

ارسمالعالقةبينسمكالهواءومعداللعدالنسبي ..Re -2والمدىالمتوسط Rمنالرسم . عينالمدىالتقديري

إذاعلمتأن " " , : منالرسم احسبطاقةجسيماتألفاتجريبياE )Mev( = R )cm ( + 1.5

قدرمدىجسيماتألفانظريامنالعالقة :Re = 0.309 E3/2 cm

المناقشة:

بينقيمةالمدىالتقديرينظرياوتجريبيامنالرسم - .1 قارن-2. العالقةبينمدىجسيماتألفاوطاقتها

. طرديةة .عكسي

47

48