Дозиметр. Когда в 1896 году весь мир облетела фотография кисти руки супруги немецкого физика Вильгельма Конрада Рентгена, человечество даже не подозревало, какой ящик Пандоры сумел приоткрыть исследователь
 Скачать 20.39 Kb.
|
|
Когда в 1896 году весь мир облетела фотография кисти руки супруги немецкого физика Вильгельма Конрада Рентгена, человечество даже не подозревало, какой ящик Пандоры сумел приоткрыть исследователь. На снимке были явно видны кости живого человека, а на безымянном пальце красовалось обручальное кольцо. После атомной бомбежки Хиросимы и Нагасаки в августе 1945 года каждый уважающий себя японец имел индивидуальный дозиметр. В СССР, в связи с созданием, совершенствованием и испытанием ядерного оружия, информация о радиационной обстановке была засекречена. Поэтому об обеспечении гражданского населения индивидуальными средствами дозиметрического контроля не могло быть и речи. Лишь только специалисты, обслуживающие атомные объекты, военные соответствующих подразделений и работники структур гражданской обороны имели доступ к дозиметрической аппаратуре. Ситуация изменилась в 1986 году после аварии на Чернобыльской АЭС. Сначала правительство попыталось скрыть трагедию, но масштабы катастрофы и ее последствия превзошли все ожидания. Только через 3 года Национальная комиссия по радиационной защите смогла выработать Концепцию о системе радиационного контроля для осуществления населением. В частности в документе говорилось, что для населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях, необходимо организовать систему постоянного мониторинга уровня гамма-фона. Это нужно для того, чтобы люди сами могли контролировать дозы облучения, продукты питания, животноводческие корма на протяжении жизни и таким образом уменьшать влияние радиации. Для этого комиссия рекомендовала наладить производство и использовать простые малогабаритные бытовые дозиметры: измерители или индикаторы радиации по гамма-излучению. Первые дозиметрические приборы, которые появились в продаже, предназначались для людей, проживающих в зоне частичного радиационного загрязнения, где разрешалось постоянное проживание и ведение хозяйственной деятельности без ограничений. Уровень гамма-фона для таких территорий не должен превышать 0,6 мкЗв/ч. Также разрешалось проживание людей в местности с уровнями радиационного загрязнения до 1,2 мкЗв/ч, если жилища имели некоторую защиту от облучения с коэффициентом ослабления не менее 3. В противном случае требовалось отселение людей в более чистые районы. В качестве средств дозиметрического контроля населению предлагались простейшие индикаторы радиоактивности со световой или звуковой сигнализацией, а также пороговые индикаторы, настроенные на уровни мощности дозы 0,6 мкЗв/ч и 1,2 мкЗв/ч по гамма-излучению. Например, ДРГ-15 (Сверчок), ДРГ-20 (Светофор), ИРГ-01А, ГРИФ-1. Элементная база электроники того времени позволяла создавать и более совершенные приборы на цифровых микросхемах с цифровым отсчетом: ИР-01 (Белла), ДБГ-06Т, АНРИ-01 (Сосна), ДБГБ-01 (Ратон-901). ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ДОЗИМЕТР? Бытовые модели включают в себя несколько основных конструкционных элементов. Детектор частиц (также его принято называть ионизационной камерой). Датчик часто монтируется в едином блоке с регистрирующим, преобразующим устройствами. Детекторы работают в одном из двух режимов: подсчет отдельных частиц, которые через него проходят, или определение регистрируемой дозы (поглощенной за определенный временной промежуток). Регистрирующее устройство. Представлено в виде совокупности элементов средства измерений, регистрирующих значений измеряемых величин. Питающее устройство. Необходимо для приложения разности потенциалов на электроды. Обеспечивает питание электрической энергией всех энергозависимых элементов прибора. Преобразующее устройство. Преобразует первичный эффект излучения в электроимпульсы. ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ Индивидуальные дозиметры – приборы, которые измеряют дозу ионизирующего излучения или ее мощность. Бытовые модели предназначены для измерения эквивалентной дозы или ее мощности, созданной гамма и рентгеновским излучением. Применение устройств такого типа актуально для зон с высоким радиационным фоном или возле объектов высокого риска выбросов радиоактивности в окружающую среду. Работа любого дозиметра базируется на задействовании детектора ионизирующего излучения. Датчики такого типа могут быть различными: полупроводниковые; сцинтилляционные; ионизационные камеры; счетчик Гейгера. Вне зависимости от типа детектора, суть функционирования прибора заключается в преобразовании импульса кванта изучения, который передается веществу датчика, в электросигнал и последующего его перерасчета в единицы эквивалентной дозы. Дозиметры, будучи средствами измерений ионизирующих излучений, разделяют на следующие категории: измерители мощности дозы, ее изменения, что позволяет дать оценку радиоактивной обстановки на местности; комбинированные устройства (измеряют дозу и ее мощность); измерители дозы (рассчитаны на измерение поглощенной дозы в облучаемых объектах). При использовании бытовых дозиметров, вне зависимости от типа детектора, для точного измерения дозы ионизирующего излучения требуется определенное время. КАК РАБОТАЕТ РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР: ПРИНЦИП РАБОТЫ Ионизационная камера представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, в котором помещены положительный и отрицательный электроды. Анодом в ней служит токопроводящий слой, катодом — металлический стержень. К электродам подводится напряжение от источника питания, создающее в камере электрическое поле. Если радиоактивного излучения нет, то воздух в камере неионизирован и не проводит электрический ток. Под воздействием излучения воздух ионизируется, цепь замыкается и по ней проходит ионизационный ток. Он поступает в электрическую схему прибора (рис. 27), усиливается и измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в рентгенах (или миллирентгенах) в час. Подобные ионизационные камеры применяются в приборах, с помощью которых измеряют уровни гамма-излучений на местности. Газоразрядный счетчик (рис. 28) представляет собой металлический (или стеклянный) цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов с небольшими добавками, улучшающими его работу. Анодом служит тонкая металлическая нить, натянутая внутри корпуса, который является катодом (у счетчика из стекла катод — тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность корпуса). Газоразрядные счетчики применяются в приборах, предназначенных для обнаружения и измерения степени зараженности различных поверхностей радиоактивными веществами. Они могут также использоваться для измерения уровней гамма-излучений. ЧТО ПОКАЗЫВАЕТ? Бытовые автоматические дозиметры могут иметь разные варианты подсчета радиации. Исчисление ведется в следующих показателях: зиверты в час (Зв/ч); рентгены в час (Р/ч). В современных устройствах чаще применяются сведения, которые зарегистрированы в микрозивертах, микрорентгенах (в зависимости от того, как работает прибор). При измерении радиации нормальное значение радиоактивного фона – около 0,2 мкЗв/ч (20 мкР/ч). Зиверты и рентгены находятся в соотношении 1 мкЗв = 100 мкР. ВИДЫ ДОЗИМЕТРОВ ПО МЕТОДУ ИЗМЕРЕНИЯ Если говорить кратко и простыми словами, то основной рабочим элементом любого дозиметра является детектор радиации. От его технических характеристик и типа зависит скорость и точность получаемых сведений. При воздействии гамма-, бета-, альфа-излучения в детекторе происходят скачки напряжения, преобразующиеся в цифровые данные. По типу датчика бывают следующие виды дозиметров: слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера (устанавливаются в бытовые дозиметры, фиксируют бета- и альфа-частицы); газоразрядные (применяются в миниатюрных приборах, способны регистрировать гамма- и бета-излучения, но только критические показатели); термолюминесцентные лампы (часто встречаются в бытовых устройствах, призваны замерять накопленную дозу радиации); сцинтилляционные кристаллы (не используются для измерения альфа-излучения); пин-диоды (устройства с невысокой чувствительностью, показывающие только критические уровни). СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ Дозиметр и радиометр – приборы, которые по-разному устроены и имеют различные принципы работы. Дозиметр применяется для определения дозы излучения, а радиометр используется для установления уровня активности радионуклида. Измерения могут проводиться в отношении различных веществ, независимо от их физического состояния. Поэтому контроль с помощью дозиметра выполняется над твердыми телами, жидкостями, газами, аэрозолями (независимо от того, какие формы принимает объект исследования) Приборы имеют широкую область применения – их используют в любых местах и случаях, в которых нужно проконтролировать радиационную ситуацию. А также при наличии подозрений относительно того, что существует опасность радиационного заражения. Дозиметрами пользуются для исследования следующих объектов: антиквариат, предметы старины; бумажные деньги, монеты; стройматериалы; сооружения, железобетонные конструкции, различные дома и здания; земельные участки; продовольственные товары, корма для животных; грузы, почтовые отправления; драгоценности, ювелирные изделия; удобрения; транспортные средства разного типа и т. д. |