Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 PRZYKŁADY Zastosowanie metod analizy obrazu do pomiaru aktywności promieniowania naturalnego.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 PRZYKŁADY Zastosowanie metod analizy obrazu do pomiaru aktywności promieniowania naturalnego."— Zapis prezentacji:

1 1 PRZYKŁADY Zastosowanie metod analizy obrazu do pomiaru aktywności promieniowania naturalnego

2 2 Promieniowanie naturalnych źródeł radioaktywnych Promieniowanie jonizujące jest to rodzaj promieniowania przenikliwego wywołujący jonizację ośrodka, przez który przechodzi i w którym jest pochłaniane. Jonizacja, to zjawisko polegające na odrywaniu elektronów od obojętnych elektrycznie atomów, na skutek czego powstają pary jonów: jony dodatnie i ujemnie naładowane elektrony.

3 3 Różne rodzaje promieniowania elektromagnetycznego. Spośród powyższych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego tylko promieniowanie X, γ i kosmiczne jest promieniowaniem jonizującym.

4 4 Podział źródeł promieniowania: naturalne – występujące w przyrodzie: substancje promieniotwórcze zawarte w skorupie ziemskiej, a więc i w materiałach z których zbudowane są domy (uran, rad, tor), a w mieszkaniach radon – gaz będący produktem rozpadu radu, przenikający z ziemi i ścian do wnętrza domów; promieniowanie kosmiczne; substancje promieniotwórcze znajdujące się w naszym organizmie organizmach innych organizmach żywych, głównie potas-40 i inne naturalne pierwiastki promieniotwórcze;

5 5 sztuczne – wytworzone przez człowieka: źródła używane w badaniach radiologicznych, np. zdjęcia rentgenowskie klatki piersiowej; opad promieniotwórczy – substancje promieniotwórcze powstałe w wyniku próbnych wybuchów jądrowych oraz podczas normalnej pracy i awarii elektrowni jądrowych krążą razem z wiatrem, a po pewnym czasie opadają na ziemię; odpady promieniotwórcze; niektóre przedmioty codziennego użytku, np. zegarki świecące i odbiorniki telewizyjne, w których powstaje niewielka ilość promieniowania X; zastosowania w przemyśle i gospodarce.

6 6 Dawki promieniowania otrzymywane przez mieszkańców Polski:

7 7 Źródła radonu: Radon jest gazem naturalnym, a jego bezpośrednim źródłem jest rad zawarty w skorupie ziemskiej, powstający w szeregu przemian promieniotwórczych z uranu lub toru. Stężenie uranu i toru w gruncie zmienia się w zależności od rodzaju skał i minerałów. Rodzaj skałyZawartość uranu (ppm) wapienie1,3 inne skały osadowe1,2 granity4 fosforyty (Płn.Afryka)20-30 fosforyty (Floryda)120 meteoryty0,003 1 ppm = 1 część na milion = 0,0001%

8 8 Rola czynników geologicznych w kształtowaniu się potencjału radonowego jaskinia uskok wapień granit wysokie stężenie radonu niskie stężenie radonu średnie stężenie radonu osad polodowcowy warstwa gleby

9 9 Do obszarów o zwiększonej ilości uranu lub toru w glebie należą: Wybrzeże Malabarskie w Indiach, okolice miasta Guaraari w Brazylii, niektóre tereny w Tybecie, Nigerii, Iranie, na Madagaskarze. Na wybrzeżu Malabarskim przeciętna dawka pochłaniana przez mieszkańca tych ziem jest 5 do 10 razy większa od przeciętnej dla pozostałych mieszkańców świata. Na niektórych ulicach Guarapari, gdzie piasek zawiera znaczne ilości związków toru, dawki absorbowane przez mieszkańców są nawet 2 razy większe od przeciętnej. W Polsce zwiększone tło naturalne występuje w Sudetach i na Przedgórzu Sudeckim. Promieniowanie skorupy ziemskiej jest tam średnio około 1,5 razy wyższe niż w centrum kraju.

10 10 Duże znaczenie dla stężenia radonu w powietrzu atmosferycznym ma struktura skał i gleby. Jeżeli skała jest spękana, radon może bez trudu wydostać się z niej do atmosfery, natomiast lita skała bez spękań więzi dużą część radioaktywnego gazu, znacznie utrudniając migrację. Drugą przeszkodą mogącą utrudnić wydostanie się radonu na powierzchnię jest gleba. Wielką rolę gra przepuszczalność ziemi. Czysta glina ma przepuszczalność około milion razy mniejszą niż piach, co powoduje, że zatrzymuje w sobie znaczną część radonu. Tak więc gleba jest jedną z lepszych barier powstrzymujących migrację gazu na powierzchnię.

11 11 Źródła radonu w atmosferze: gleba81% rośliny i wody gruntowe18% oceany0,8% budynkiok. 0,04% gaz ziemny2E-4% węgiel kamienny2E-5%

12 12 W zamkniętych przestrzeniach koncentracja radonu może być o rzędy wielkości wyższa niż na zewnątrz. Dotyczy to kopalni, jaskiń i budynków. Właśnie obecność radonu w budynkach mieszkalnych budzi największe emocje, ponieważ problem ten potencjalnie dotyczy dużej części społeczeństwa. W budynkach największe stężenie występuje w piwnicach i na parterze, ponieważ radon pochodzi głównie z podłoża. Mniejsze znaczenie mają materiały budowlane, chyba że zawierają naprawdę dużo radu i mają dostateczną przepuszczalność i porowatość, żeby pozwolić radonowi się wydostać.

13 13 Stężenie Ra 226 w glebie na terenie Polski <20 Bq/kg Bq/kg Bq/kg > 60 Bq/kg [max 124 Bq/kg] Źródło: Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej

14 14 Stężenie Rn 222 w powietrzu na terenie Polski: Źródło: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

15 15 Źródła radonu w powietrzu wewnątrz statystycznie reprezentacyjnego budynku: (przy założeniu wymiany powietrza co godzinę) Źródło radonu% udziału podłoże gruntowe77,9 materiały budowlane12,0 powietrze atmosferyczne9,3 woda0,2 gaz ziemny0,6

16 16 Należy zauważyć, że mieszkania o wysokim stężeniu radonu stanowią niewielki procent wszystkich mieszkań. Jednak radon czasami sprawia niespodzianki. Znane są przypadki domów zbudowanych na niewidocznym uskoku tektonicznym, w których stężenie radonu było znacznie większe niż w sąsiednich budynkach. Ilość radonu pochodzącego z gleby zależy od parametrów samego podłoża, jak i konstrukcji budynku. Na przykład betonowa podłoga może zmniejszyć wydzielanie gazu do wnętrza budynku 10-krotnie. Jednak mimo to radon z gleby może stanowić poważny procent jego stężenia - zwłaszcza w piwnicach.

17 17 Drogi przenikania radonu do wnętrza domu: 1) przez pęknięcia w ścianach, 2) przez pęknięcia w podłodze, 3) przez złącza w konstrukcji. W jaki sposób rado dostaje się do wnętrza budynku mimo, że jest on znacznie cięższy od powietrza i powinien pozostać w przyziemnej warstwie. Podstawowym powodem infiltracji tego gazu do domów jest nieznaczna różnica ciśnień pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem: poprzez działanie w domu urządzeń "wypompowujących" powietrze na zewnątrz, np. kanalizacji czy zsypów na śmieci lub poprzez nagrzanie domu (unoszenie się ciepłego powietrza działa jak pompa ssąca, wyciągając radon z niższych pomieszczeń i z gleby).

18 18 Średnie stężenia radonu Ra 222 [Bq/m3] w pomieszczeniach mieszkalnych (w piwnicach): Źródło: Zakładzie Biofizyki Akademii Medycznej w Białymstoku

19 19 Metody pomiaru: Dwie najszerzej stosowane metody pomiaru średniego stężenia radonu to: detektor cząstek alfa oraz absorbcja na węglu aktywnym i następnie zliczenie kwantów gamma z produktów rozpadu radonu. Detektor cząstek alfa to płytka wykonana ze specjalnej masy plastycznej, którą pozostawia się w badanym punkcie na rok. (Krótszy okres nie jest reprezentatywny, gdyż stężenie radonu zmienia się sezonowo). Rozpady alfa radonu i jego produktów są bardzo energicznym procesem, zostawiającym ślad, widoczny pod mikroskopem po wytrawieniu płytki w kwasie. Ślady te są liczone w laboratorium i na tej podstawie ustala się liczbę rozpadów alfa, które zachodzą w domu.

20 20 W drugiej metodzie posługujemy się otwartą puszką z węglem aktywnym, którą umieszczamy w domu. Część radonu będzie zaabsorbowana przez węgiel i zatrzymana w puszce. Po pewnym czasie, zazwyczaj 3-7 dniach, zakłada się pokrywkę i pojemnik wysyła do laboratorium. Tam otwiera się go i określa aktywność próbki węgla przez pomiar promieniowania gamma, które jest emitowane przez pochodne radonu w czasie ich rozpadu. Aktywność ta jest proporcjonalna do średniej koncentracji radonu w domu.

21 21 Detektor śladowy CR-39 Płytki SSNTD typu CR-39 wykonane są z poliwęglanu allilo diglikolowego. Średnica mikrośladu powstałego w wyniku uderzenia cząsteczki jest rzędu 20nm. Po wytrawieniu w N 7 KOH, mikroślady powiększyły swą średnicę około 1000 razy, co umożliwiło ich zliczanie. rzeczywisty wygląd schemat

22 22 Fragment płytki widziany pod mikroskopem:

23 23 Mikroskop biologiczny SOLIGOR BM-503 PV

24 24 Porównanie obszaru widzianego w okularze (koło) i obrazu na ekranie komputera :

25 25 Obraz śladów cząstek α widziany na ekranie komputera: 1 - przykłady cząstek α, 2 - sklejone cząstki 3 - inne cząstki

26 26 Kryterium klasyfikacji obiektów jest ich wielkość. Jeżeli przyjąć współczynnik wielkości cząstek wynoszący 1 dla największych zarejestrowanych na obrazie cząstek, to cząstki α zawierają się w przedziale. Mniejsze wartości odnoszą się do śladów innych cząstek, np. protonów i powinny być usuwane. Obiekty, których współczynnik wielkości jest znacznie większy od 1 powinny być klasyfikowane jako artefakty.

27 27 Schemat blokowy algorytmu: Negatyw Obraz wejściowy BMP_0 Normalizacja Dylatacja Zamknięcie BMP_1BMP_2 x 2 Zachowanie cząstek znikających podczas procesu rozdzielania Rozdzielanie sklejonych cząstek

28 28 BMP_1BMP_2 Usuwanie tła Oczyszczanie brzegów Usuwanie obszarów sklejenia Dyskretyzacja na poziomie 150 Dyskretyzacja na poziomie 100 Porównanie BMP_1 i BMP_2

29 29 Porównanie BMP_1 i BMP_2 Porównanie BMP_1 i BMP_2 Zliczanie Pokazanie rezultatu WYNIK

30 30 Etapy automatycznej obróbki obrazu: w celu segmentacji obrazu (dylatacja)

31 31 e) usuwanie obszarów sklejeniaf) binaryzacja BMP_2 g) porównanie BMP_1 i BMP_2h) zliczanie

32 32 Porównanie obrazu początkowego z wynikiem analizy:


Pobierz ppt "1 PRZYKŁADY Zastosowanie metod analizy obrazu do pomiaru aktywności promieniowania naturalnego."

Podobne prezentacje


Reklamy Google