Методы измерения ионизирующих излучений. Приборы радиационной разведки и контроля: назначение, устройство, порядок работы
Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используются дозиметрические приборы, которые подразделяются на измерители мощности дозы (индикаторы радиоактивности, рентгенометры, радиометры) и измерители дозы (дозиметры).
Методы измерения ионизирующих излучений в этих приборах основаны на различных физико-химических принципах: ионизационный, химический, сцинтялиционный,. люминисцентный, трековый, активационный.
В основе ионизационного метода лежит явление ионизации газа в камере при взаимодействии излучения с веществом. В результате возникает ток между вмонтированными в камеру электродами, к которым подведено напряжение. В зависимости от режима работы приборы, основанные на появлении ионизационного тока в газах, могут использоваться для измерения плотности потоков частиц (пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера) и для измерения мощности дозы и дозы излучения (ионизационные камеры).
Химические методы дозиметрии. При действии излучений на воду образуются свободные радикалы Н* и ОН*. Продукты радиолиза воды могут взаимодействовать с растворенными в ней веществами, вызывая различные окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся изменением цвета индикатора, пленки или стекла (например, реактива Грисса для нитратного метода).
Одним из вариантов химического метода является фотографический метод. В его основе лежит восстановление атомов металлического серебра из галоидной соли под влиянием излучений. Плотность почернения фотопленки после проявления зависит от дозы излучения.
Сцинтилляционные методы основаны на регистрации вспышек света, возникающих при взаимодействии излучения с некоторыми органическими и неорганическими веществами (антрацен, стильбен, сернистый цинк и др.). Эти методы используют в приборах, предназначенных для измерения потоков фотонов и частиц.
Сущность люминесцентных методов состоит в том, что под действием ионизирующего излучения в некоторых твердотельных изоляторах (кристаллах и стеклах) носители электрических зарядов (электроны и дырки) изменяют свое положение и частично задерживаются в местах, где имеются дефекты кристаллической решетки с соответствующими максимумами или минимумами электрического поля. Это может отражаться в изменении оптических свойств (цвета и оптической плотности) стекла. Интенсивность возникающей люминесценции пропорциональна дозе излучения, в связи с чем эти методы применяются для измерения дозы излучения.
Для измерения доз нейтронов применяют наборы активационных детекторов, в которых поток и доза нейтронов определяются по наведенной в разных веществах активности. С той же целью применяются трековые детекторы, работа которых основана на регистрации следов тяжелых заряженных частиц, образующихся в веществе под действием нейтронов.
Дозиметрические приборы:
А) наблюдения: ДП-64,ИМД-21;
Б) разведки:
1) для измерения уровня радиации ДП-ЗД, ДП-5В, ИМД-1Р;
2) для измерения степени радиоактивного заражения — ДП-5В, ИМД-1Р, ДП-100;
В) измерения дозы облучения:
1) индивидуальные дозиметры, показывающие дозу - ДП-22В (ДКП-50), ИД-1, ДК-0,2;
2) индивидуальные дозиметры, для считывания информации с которых требуется измерительное устройство – ИД-11, ДП-70М.
Радиационное наблюдение в подразделениях, частях и учреждениях медицинской службы начинается с использования индикатора-сигнализатора ДП-64 (рис. 9), пульт которого устанавливается в помещении дежурного по учреждению. Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для постоянного радиационного наблюдения и оповещения о радиоактивной зараженности местности. Прибор работает в следящем режиме и при мощности дозы гамма-излучения 0,2 Р/ч и выше подает звуковой (раздаются щелчки) и световой (мигает лампочка) сигналы.
Измеритель мощности дозы ДП-5В (рис. 10) предназначен как для измерения уровней гамма-радиации на местности (то есть является рентгенометром), так и для определения радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению (то есть используется как радиометр). Мощность дозы гамма-излучения определяется в миллирентгенах в час. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета-излучения.
Прибор состоит из измерительного пульта с панелью управления, зонда, соединенного с пультом при помощи гибкого кабеля длиной 1,2 м и раздвижной штанги, на которую крепится зонд, телефонных наушников. На зонде вмонтирован контрольный источник. В приборе располагаются два газоразрядных счетчика (один в корпусе прибора, другой в зонде). Диапазон измерений прибора по гамма-излучению составляет от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч. Для подготовки прибора к работе и проверки его работоспособности
| Рис. 9.Индикатор-сигнализаторДП-64 |
необходимо:
1) проверить элементы питания - для этого переключатель поддиапазонов повернуть на черный треугольник, при этом стрелка микроамперметра должна установиться в пределах черной дужки шкалы, в противном случае заменить элементы.
2) проверить работу зонда – для этого поворотный экран зонда установить в положение «К» (чтобы препарат стронция находился над окошком зонда и бета-излучение проникало в счетчик) – затем, переключатель поддиапазонов поворачивать в положении ×200, ×1000, ×100, ×10, ×1, ×0.1. При этом в положении ×10 стрелка отклоняется и должна установиться на цифрах 2-3 по верхней шкале, в положениях ×1 и ×0,1 стрелка зашкаливает.
Измерение уровня радиации на местности производят последовательным переключением поддиапазонов от ×200 до ×0,1 при этом зонд должен находиться на высоте 1 м от земли с закрытым окошком (в положении «Г»). Измерение степени радиоактивного заражения различных поверхностей проводят последовательным переключением поддиапазонов от ×1000 до ×0,1 при этом зонд с открытым окошком (в положении «Б») приближают к обследуемой поверхности на 1-2 см.
 Рис. 10. Измеритель мощности дозы ДП-5В |  Зонд ДП-5В |
Контрольные вопросы
| Классификация дозиметрических приборов: |
| Назначение прибора ДП-5В |
| Подготовка к работе прибора ДП-5В |
При воздействии на человека проникающей радиации ядерного взрыва, а также внешнего облучения в зонах радиоактивного заражения основным фактором, определяющим степень поражения, является доза облучения. Определение доз облучения, осуществляется с помощью измерителей доз или дозиметров.
Комплект дозиметров ДП-22В состоит из зарядного устройства ЗД-5 и 50 дозиметров ДКП-50А. Дозиметры ДКП-50А обеспечивают измерение индивидуальных доз гамма-облучения в диапазоне от 2 до 50. Отсчет измеряемых доз производится по шкале, расположенной внутри дозиметра и отградуированной в рентгенах. Саморазряд дозиметров в нормальных условиях не превышает 2 деления за сутки. Во время работы в поле действия гамма-излучения дозиметр носят в кармане одежды. Периодически наблюдая в окуляр дозиметра, определяют по положению изображения нити на шкале величину дозы гамма-излучения, полученную во время работы.
Индивидуальный измеритель дозы ИД-11 и измерительное устройство ИУ обеспечивает измерение поглощенной дозы гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения в диапазоне от 10 до 1500 рад. ИД-11 накапливает дозу при дробном (периодическом) облучении и сохраняет набранную дозу в течение длительного времени (не менее 12 мес.). Измерительное устройство обеспечивает многократное измерение одной и той же дозы.