Дозиметры
Для измерения уровня радиации (ионизирующего излучения) применяют измерительные приборы, называемые дозиметрами.
В зависимости от конструкции и типа дозиметра, он может измерять несколько видов радиации или только один из ее видов — альфа, бета, гамма, рентгеновское или нейтронное излучение. Дозиметры, способные измерять несколько видов радиации, имеют более сложное устройство, достаточно высокую стоимость и в основном относятся к профессиональным средствам измерения. Для бытовых целей как правило применяются дозиметры, измеряющие один или два вида радиации — гамма, бета, иногда альфа излучение. У бытовых дозиметров меньше диапазон измеряемых величин и большая погрешность измерения, то есть бытовые дозиметры имеют меньшую точность.
Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:
- Индикаторы или сигнализаторы — простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью, не имеющие цифрового табло, а только подающие световой или звуковой сигнал при радиационной опасности.
- Измерительные приборы — это приборы для измерения радиационного фона, имеющие цифровой или аналоговый индикатор, отображающий уровень радиации. Уровень радиации может отображаться в различных единицах, обычно это мкЗв/час.
- Поисковые приборы — это высокочувствительные измерительные приборы с дополнительными, обычно выносными (наружными) детекторами. Применяются данные приборы для поиска малейших изменений радиации. Обычно используются для досмотра пограничными службами и другими спецслужбами.
Устройство дозиметра
Работа любого дозиметра базируется на основе одних и тех же принципах работы. Базовым элементом всех дозиметров является датчик радиации. В зависимости от принципа работы, датчики радиации делятся на:
- Ионизационные камеры — это датчики, конструкция которых состоит из различных по исполнению газонаполненных камер. Принцип работы основан на регистрации электрических возмущений, возникающих в газоразрядной камере при прохождении сквозь нее различных заряженных частиц. Применяются в основном для регистрации бета и гамма излучений. Газоразрядные датчики имеют простую конструкцию и малую стоимость. Плохо подходят для регистрации альфа излучений.
Наиболее распространенной конструкцией газоразрядного датчика, является счетчик Гейгера-Мюллера, который применяется в большинстве бытовых и профессиональных дозиметрах.
Счетчик Гейгера-Мюллера
Счетчик Гейгера Мюллера — это герметичный стеклянный цилиндр, заполненный инертным газом. Внутри цилиндра, протянут тонкий токопроводящий провод, который является анодом. На стенках колбы закреплена тонкая металлическая пленка, являющаяся катодом.
В нормальных условиях газ, разделяющий катод и анод, не проводит электрический ток. При прохождении сквозь колбу зараженных частиц (радиации), они сталкиваются с молекулами газа, ионизируя их. Это делает газ проводящим ток и между катодом и электродом начинает течь электричество. Этот момент и регистрируется прибором. Наличие электричества между катодом и электродом датчика, говорит о том, что в данный момент сквозь датчик проходят частицы радиоактивного излучения.
Схема счетчика Гейгера-Мюллера:
1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди внутри колбы); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить)
Рассмотренная конструкция счетчика Гейгера-Мюллера является типовой. Но существуют другие исполнения датчика, например, с металлической колбой взамен стеклянной. При этом принцип работы датчика остается прежним.
Видео с принципом работы счетчика Гейгера-Мюллера:
Какой дозиметр выбрать
Чтобы определиться какой дозиметр выбрать, нужно понять, кокой вид радиации для человека представляет опасность и что желательно контролировать в повседневной жизни.
Все виды радиации опасны, но в бытовой сфере и окружающей нас среде, можно столкнуться с действием в основном трех видов радиации — это бета, гамма и альфа излучение. Наибольшую опасность представляет альфа излучение, так как оно наносит живой ткани наибольший урон. Но зарегистрировать альфа излучение сложнее всего, потому что для его измерения, дозиметр должен быть поднесен вплотную к источнику излучения, так как альфа излучение распространяется в пространстве на небольшие расстояния в пределах 2-3 см. Дозиметры способные зарегистрировать альфа излучение, должны иметь отдельный датчик в дополнении к датчику Гейгера-Мюллера. Обычно это специальное окошечко в дозиметре, которое имеет сдвигаемую защитную крышку.
Если позволяют денежные средства, то лучше купить дозиметр способный измерять три вида радиации — бета, гамма и альфа излучение.
Если вы не хотите тратиться на покупку дорогого прибора, то можно приобрести дозиметр-радиометр, измеряющий бета и гамма излучение. Это неплохое начало и возможно поможет вам избежать серьезных проблем со здоровьем. Такой прибор отлично подойдет для измерения общего радиационного фона в помещении и вне его. С помощью данного дозиметра можно проверить на безопасность продукты питания, строительные материалы, автомобиль и любые другие бытовые вещи.
При выборе дозиметра следует обратить внимание на следующие характеристики:
- тип используемого детектора — это основной параметр, влияющий на точность и функциональность прибора. Лучше если это будет газоразрядный детектор, например, счетчик Гейгера-Мюллера. Хуже если это полупроводниковый детектор.
- виды измеряемой радиации — прибор может измерять как один вид радиации, так и несколько видов. При измерении нескольких видов радиации, измерения могут проводиться одновременно для различных видов излучений, или необходимо будет переключаться с одного вида излучения на другой. Самый простой и распространенный вид дозиметра — это измерение бета излучения. Но лучше, если дозиметр будет способен измерять три вида излучений — альфа, бета, гамма.
- погрешность измерения — это величина, которая характеризует точность прибора. Чем меньше погрешность, тем выше точность прибора, соответственно тем он лучше и дороже. Для бытовых приборов погрешность обычно составляет ±25% или ±30%. Для профессиональных дозиметров погрешность уже будет меньше чем ±7%.
- диапазон измеряемых величин — это максимальное и минимальное значение радиации, которое способен зарегистрировать прибор. Стоит обратить внимание лишь на нижний порог измерений, он не должен быть выше чем 0,05 мкЗв/ч. Максимально измеряемый уровень радиации у всех дозиметров достаточно высок.
- поверка прибора — это отметка в паспорте дозиметра, что он проверен на заводе изготовителе и соответствует заявленным в паспорте техническим характеристикам и производит измерения с заданной точностью. Желательно, чтобы отметка о поверке была в паспорте. В крайнем случае, в паспорте изделия должна стоять отметка ОТК (отдел технического контроля) о приемке изделия.
Остальные характеристики дозиметра влияют на его удобство эксплуатации, внешний вид и выбираются исходя из личных предпочтений.
Источник
Приборы дозиметрического контроля: виды, общие характеристики, принцип работы
Если происходят различные ядерные катастрофы, такие как взрыв или авария, то они сопровождаются выделением значительного количества радиоактивных частиц. Последние представляют значительную опасность. Ведь даже будучи расщепленными на атомы, они могут излучать смертельную или просто опасную дозу радиации.
О последствиях
При этом, в зависимости от времени действия и мощности заражение окружающей среды усиливается. Все живые существа, которые попали под вредоносное воздействие, зарабатывают лучевую болезнь. Она очень часто приводит к гибели. Чтобы определить влияние излучения на окружающую среду, используют приборы дозиметрического контроля. Благодаря им можно определять уровень и дозу, проникающую способность. Используются приборы дозиметрического контроля для контроля за состоянием окружающей среды и получения своевременной информации об источниках заражения, а также величине их потенциальной угрозы.
О видах излучения
Приборы радиационной разведки позволяют исследовать местность, объекты, продукты питания, кожу и одежду человека. Они позволяют выявить радиационный фон и степень заражения. Наиболее вредными для человека являются гамма- и бета-лучи. Их специфика заключается в следующем:
- Бета-лучи. Обладают средним ионизирующим действием. Оно зависит от плотности среды распространения. Высокая их опасность обусловлена значительной проникающей способностью. Так, обычная одежда защитить от них не сможет. Необходимо иметь специальный костюм или использовать укрытие. Относительно безопасная норма для данного вида излучения составляет 0,2 мкЗв/час.
- Гамма-лучи. Несут существенную угрозу для ведения оптимальной жизнедеятельности. Обладают короткими волнами, из-за чего выделяется очень много разрушающей и проникающей энергии. Что характерно, человек может не ощущать их воздействия до получения смертельной дозы.
О назначении аппаратуры
Учитывая все вышесказанное, остается только заключить, что в зависимости от целевого задания и фиксируемого излучения различают такие приборы дозиметрического контроля:
- Простейшие индикаторы и рентгенометры. Используются как средства наблюдения за местностью.
- Радиометры. Необходимы для определения степени заражения.
- Дозиметры. Нужны для контроля облучения, а также уточнения величины полученной дозы.
Данные технические средства могут быть предназначены как для профессиональных служб, так и под бытовые нужды. Население, которое проживает в районах с неблагоприятной обстановкой, может использовать самые простые приборы для того, чтобы проверить окружающую среду и продукты питания на радиоактивность. Давайте рассмотрим упомянутую аппаратуру более подробно.
Дозиметры
Эти устройства используются для установления величины суммы всех видов облучения либо для определения мощности дозы, получаемой от гамма-лучей или при рентгене. Их датчики – это внутренние ионизационные камеры, которые заполнены газом. Кроме этого, есть еще сцинтилляционные и газоразрядные счетчики. Эти устройства могут быть как стационарными, так и переносными. Кроме этого, выделяют также индивидуальные и бытовые комплекты.
Если говорить про самых известных представителей, то необходимо вспомнить ДП-5В – дозиметр полевой войсковой. Это переносное устройство, позволяющее работать и с бета-, и с гамма-излучением.
Но популярны и некоторые индивидуальные варианты. Например, комплекс ДП-22В. Он состоит из 50 индивидуальных дозиметров, а также зарядного устройства для них. Используются он на производственных объектах, в которых приходится взаимодействовать с источниками радиоактивного излучения. Также их выдают людям, которым приходиться работать на опасной территории. В один выдаваемый урезанный комплект обычно входит 5 дозиметров, а также устройство зарядки. Хотя если речь заходит об учреждениях гражданской обороны и небольших подразделениях, то может выдаваться весь набор из 50 штук. Обычно индивидуальный дозиметр располагают в кармане верхней одежды. Наблюдение текущего значения осуществляется периодически.
Сравнение возможностей
Приборы, предназначенные для дозиметрического контроля, различаются по своим характеристикам. То есть по рабочему диапазону, размерам, условиям транспортировки. Чтобы разобраться в теме более подробно, давайте сравним характеристику двух разных представителей. Первым будет уже упомянутый ДП-5В. Несмотря на то, что это военная модель, она получила широкое распространение и популярность и среди гражданского населения. Например, его любят так называемые «выживальщики». Второй объект сравнения – это ДП-22В. Что ж, приступим:
Источник
ЛЕКЦИЯ Средства дозиметрического контроля, область применения.
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими.
Они предназначаются для контроля:
— облучения — измерения поглощенных или экспозиционных доз излучения, полученных людьми и сельскохозяйственными животными;
— радиоактивного загрязнения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;
— радиационной разведки — определения уровня радиации на местности;
— определения наведенной радиоактивности в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.
Для каждого вида излучения в зависимости от его пробега в веществе подбирается свой подходящий детектор. Как же классифицируются дозиметрические приборы?
Среди них выделяют:
 |
| Рис. 2.4. Переносной дозиметр. |
Индикаторы – простейшие измерительно-сигнальные приборы, позволяющие обнаружить факт наличия излучения и ориентировочно оценить некоторые характеристики излучений. Детекторами в них чаще всего являются газоразрядные счетчики.
Радиометры – это приборы с газоразрядными, сцинтилляционными счетчиками и другими детекторами, предназначенные:
— для измерения активности радиоактивных препаратов и источников излучения,
 |
| Рис. 2.5. Стационарный радиометр |
— для определения плотности потока или интенсивности ионизирующих частиц и квантов, поверхностей,
— удельной активности аэрозолей, газов и жидкостей.
Для более точных измерений активности препаратов и потоков частиц применяют стационарные радиометры (рис. 2.5), которые осуществляют дискретный счет попавших в детектор частиц и квантов (дифференциальные измерения).
Спектрометры — приборы и установки, предназначенные для определения энергии частиц, энергетического спектра, типа радионуклида; α-спектрометры, γ-спектрометры, β-спектрометры и комбинированные приборы.
Дозиметры (рентгенометры) – приборы, измеряющие экспозиционную и поглощенную дозы излучения или соответствующие мощности доз. Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора, радиотехнической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистрируемого (измерительного) устройства.
По характеру применения дозиметры делятся на стационарные, переносные (рис. 2.4) и приборы индивидуального дозиметрического контроля.
а) Рентгенометры-радиометры используют для определения уровня радиации на местности и загрязнённости радионуклидами различных объектов и их поверхностей. К ним относится измеритель мощности дозы ДП-5В (А, Б) – базовая модель. На смену этому прибору пришёл ИМД-5. Для подвижных средств создан бортовой рентгенометр ДП-ЗБ, измерители мощности дозы ИМД-21, ИМД-22. Это основные приборы радиационной разведки.
б) Дозиметры для определения индивидуальных доз облучения. В эту группу входят: дозиметр ДП-70МП, комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11.
 |
| Рис. 2.6 Бытовой дозиметрический прибор |
в) Профессиональные и бытовые дозиметрические приборы. Первые имеют целый ряд принципиальных преимуществ, однако весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра). Радиометры для измерения активности радона бывают только в профессиональном исполнении.
Подавляющее большинство дозиметров являются прямо показывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямо показывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение – индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно опасных объектах и в медицине. Считывать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры.
Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение нормативного уровня радиации по принципу «да-нет» и благодаря этому они просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 — 2 раза. Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.
Бытовые дозиметры, в основном, различаются по следующим параметрам (рис. 2.6):
— типу регистрируемых излучений — только γ, или γ и β;
— типу блока детектирования — газоразрядный счетчик (также известен как счетчик Гейгера) или сцинтилляционный кристалл /пластмасса;
— количеству газоразрядных счетчиков, варьирующих от 1 до 4-х;
— размещения блока детектирования — выносной или встроенный;
— наличия цифрового и/или звукового индикатора; времени одного измерения — от 3 до 40 секунд;
— наличия тех или иных режимов измерения и самодиагностики; габариту и весу;
— цене продажи, зависящей от комбинации вышеперечисленных параметров.
Широкое использование бытовых дозиметрических приборов началось после аварии в Чернобыле. Связано это с тем, что радионуклиды выброшенные из четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС осели и выпали во время дождя на огромной площади нашей республики (свыше 46 тыс. км 2 ). Чтобы решить проблему информированности населения о радиационной обстановке в месте проживания или нахождения, включая и оценку радиоактивного загрязнения продуктов питания и кормов рекомендуется широко использовать бытовые дозиметры.
Бытовые приборы для населения представляют собой особый класс приборов, предназначенных для оценки населением радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях и других местах. Ими можно оценивать загрязнение продуктов питания и воды. Оценку радиоактивного загрязнения (удельной или объемной активности) продуктов питания и воды проводят методом прямого измерения на расстоянии 1-5 см от исследуемого объекта массой не менее 1 кг или объемом не менее 1 л по разности результатов измерений излучения от объекта и радиационного фонда.
Они дают возможность специалистам и населению измерить мощность дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверить тем самым на радиоактивность подозрительные предметы. Поэтому индивидуальный дозиметр поможет, прежде всего, тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС¸ может быть полезен при сборе ягод и грибов, при выборе места для строительства дома, для проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве и др. работах.
Для оценки загрязнённости используются десятки бытовых дозиметрических приборов, из которых наиболее удачными моделями следует считать приборы типа ДРГ-0,1-Т «Белла» и «Сосна». Диапазон их измерения колеблется от 10 до 10000 мкР/ч. В качестве детекторов в них используются от одного-двух до четырех газоразрядных счетчиков СБМ-20. Они легко регистрируют цезий-137, испускающий γ – кванты и β-частицы. Питание приборов осуществляется от элементов типа «Крона», А-316.
ВНИМАНИЕ! В лаборатории во всех приборах вместо элемента питания «Крона» используется выпрямитель, включаемый в сеть 220 В.
Составьте краткий конспект по вопросам:
1.Какие приборы называются дозиметрическими?
2. Классификация дозиметрических приборов (рис. можно распечатать).
Источник
