Документ Microsoft Word. 1. Физические основы радиоактивности Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали задолго до зарождения жизни на Земле
 Скачать 330.84 Kb.
|
3. Технические средства радиационного контроляЛюбой радиометрический прибор имеет в качестве основной части детектор (счетчик), подающий в усилительно-измерительную схему сигналы о поступлении ионизирующих частиц или гамма-квантов. Существуют ионизационные, полупроводниковые и сцинтилляционные детекторы. Ионизационные детекторы Самым простым устройством этого типа является ионизационная камера. Она представляет собой воздушный конденсатор (рис. 1), состоящий из двух металлических пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, к которым приложена разность потенциалов. В сеть включен гальванометр. В отсутствии радиации тока в цепи не будет, поскольку воздух является изолятором. Радиоактивные частицы, попав внутрь конденсатора, ионизируют воздух, превращая его в проводник электричества. Сила тока измеряется гальванометром. По силе тока определяется интенсивность излучения. В зависимости от типа излучения ионизационные камеры имеют те или иные особенности.  Рис. 1. Схема работы ионизационной камеры В качестве датчиков излучения в быту и промышленности наибольшее распространение получили дозиметры на базе счетчиков Гейгера. Счетчик Гейгера – это газоразрядный прибор, в котором ионизация газа излучением превращается в электрический ток между электродами. Онпредставляет собой герметичный баллон, заполненный газовой смесью из аргона и спирта с добавкой галоидов. По оси трубки натянута нить, служащая в качестве анода. Катодом является внутреннее металлическое покрытие баллона (рис. 2). На электроды подается высокое напряжение постоянного тока (400-1000 В). При попадании внутрь баллона бета-частиц или электронов, выбитых из стенок счетчика гамма-лучами, происходит ионизация газа. В результате между электродами возникает лавина ионов и происходит кратковременный электрический разряд. В цепи счетчика регистрируется импульс напряжения. Чувствительность счетчиков зависит в первую очередь от материала катода, из которого гамма-лучи выбивают электроны. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение.  Рис. 2. Счетчик Гейгера-Мюллера Полупроводниковые детекторы Они сходны с ионизационными, но роль ионизационной камеры в этом случае выполняют твердые полупроводники. Полупроводники – это кристаллические вещества, электропроводность которых при обычной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью металлов и диэлектриков. Под действием радиоактивных частиц в полупроводниковых детекторах образуются свободные носители зарядов (рис. 3). Под действием внешнего электрического поля, приложенного к полупроводнику, они притягиваются к соответствующим электродам, обусловливая накопление заряда. Заряд дает импульс напряжения, который подается в усилительно-измерительную схему прибора.  Рис. 3. Полупроводниковые детекторы В качестве полупроводника в радиометрических приборах чаще всего применяют монокристаллы германия. С его помощью регистрируют высокоэнергетические гамма- и бета-лучи. Для регистрации альфа-частиц, низкоэнергетических гамма-квантов и рентгеновских лучей используют кремниевые детекторы (монокристаллы кремния). В противоположность металлам, у которых электропроводность уменьшается с ростом температуры, у полупроводников с увеличением этого параметра электропроводность резко возрастает. Поэтому многие из полупроводниковых материалов требуют сильного охлаждения при работе, что усложняет устройство приборов, их эксплуатацию и удорожает их стоимость. Исследователи находятся в постоянном поиске новых полупроводников, которые могут работать при обычных температурах. К таким материалам относятся теллурид кадмия, арсенид галлия и йодид ртути, которые уже используются в самых современных радиометрах и спектрометрах. Поскольку плотность полупроводниковых материалов намного выше плотности газов, то энергия поглощаемых частиц в них используется полнее, чем в ионизационных камерах. Поэтому полупроводниковые детекторы обладают очень высокой разрешающей способностью. Сцинтилляционные детекторы Сущность работы сцинтилляционного счетчика заключается в регистрации вспышек люминесценции, возникающих в некоторых кристаллах, органических жидкостях или пластмассах при попадании в них заряженных частиц или гамма-квантов. Вспышки в кристалле фиксируются фотокатодом, и в цепи возникает импульс электрического тока. Однако сами по себе вспышки могут быть очень слабыми. Для их фиксации применяются фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Они представляют собой вакуумные электронные приборы с системой умножения электронов, выбитых световой вспышкой с поверхности фотокатода. Умножительная система состоит из нескольких последовательно расположенных динодов (эмиттеров), покрытых специальным слоем. Электроны, бомбардирующие диноды, выбивают из них вторичные электроны, количество которых минимум в 2 раза превышает число первичных электронов. Таким образом, каждый последующий динод увеличивает количество электронов. С последнего динода в усилительно-измерительную схему прибора поступает лавина электронов (рис. 4) . Благодаря ФЭУ сцинтилляционные счетчики обладают гораздо большей чувствительностью по сравнению с газонаполненными счетчиками.  Рис. 4. Сцинтилляционный детектор: 1 – гамма-квант; 2 – кристалл-люминофор; 3 – фотокатод; 4 – эмиттеры (диноды); 5 – коллектор Для регистрации альфа-частиц в качестве сцинтилляторов (люминофоров) применяют тонкий слой сернистого цинка, а регистрация бета-частиц осуществляется с помощью кристаллов антрацена, стильбена, а также сцинтиллирующих пластмасс. При регистрации гамма-квантов в отечественных приборах успешно используются монокристаллы йодистого натрия и йодистого цезия, активизированные таллием. 1. Радиоэкология как наука Радиационная экология или радиоэкология - наука, изучающая особенности существования живых организмов и их сообществ в условиях наличия естественных радионуклидов или техногенного радиоактивного загрязнения. Зарождение этой науки в нашей стране произошло в конце 20-х годов XX столетия с экспериментов В.И. Вернадского по накоплению радия живыми организмами. Бурное же становление радиоэкологии относится к пятидесятым годам, когда было установлено, что в результате испытаний атомного оружия биосфера Земли может быть загрязнена в глобальном масштабе. В 1957 году состоялось совещание биологов СССР, организованное Академией Наук СССР, на котором было принято решение о значительном усилении исследований в области радиобиологии. Существует два важнейших направления в радиоэкологии - изучение поведения радионуклидов в экосистемах и их компонентах (почве, растительном покрове, сообществах животных) и воздействия ионизирующего излучения на биоту и человека. На современном этапе развития радиационной экологии главными ее задачами являются: 1. Изучение воздействия радиоактивного излучения на растительные и животные организмы, популяции и экосистемы и прогнозирование последствий радиоактивного загрязнения биосферы. 2. Исследование путей распространения радиоактивных изотопов в природной среде. 3. Разработка безопасных для животных организмов норм радиоактивного загрязнения компонентов природной среды. 4. Изучение выживания и адаптации живых организмов в условиях хронического облучения радионуклидами. 5. Исследование длительного действия на живые организмы малых доз радиации и прогнозирование отдаленных последствий такого облучения. ◄ Защита от ионизирующего излучения и радиационный контроль Начало формы Перейти на...  Конец формы Тест ► Пропустить Оглавление Оглавление Радиоэкология_как_наука'>1. Радиоэкология как наука 2. Наземные экосистемы 3. Пресноводные экосистемы 4. Морские экосистемы Пропустить Настройки Настройки Управление книгой Печатать книгу Печатать эту главуПропустить Навигация Навигация В начало Личный кабинет Мои курсы Общие курсы Институт архитектуры, строительства и дизайна Институт недропользования Промэкологии и безопасности жизнедеятельности 20.03.01 Техносферная безопасность Радиационная безопасность Участники Оценки Радиационная экология экосистем РадиоэкологияИТ в управлении БЖД Основы химии_1 Институт заочно-вечернего обучения Институт информационных технологий и анализа данных Институт лингвистики и межкультурной коммуникации Физической культуры и спорта © Центр электронного обучения ИРНИТУ Справка Задать вопрос в техподдержку Вы зашли под именем Плотников Денис Сергеевич (Выход) Радиационная безопасность Скачать мобильное приложение |