Определение мощности экспозиционной дозы. Приборы для измерения мощности дозы Какими дозиметрами измеряется доза излучения

Цель работы : изучить характеристики дозиметрических приборов “Мастер-1” и АНРИ 01-02 “Сосна” и научиться с их помощью измерять мощность экспозиционной дозы.

Теоретическая часть

Экспозиционная доза - это отношение приращения суммарного заряда всех ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, которые первоначально были образованы фотонами гамма-излучения в элементарном объеме воздуха к массе воздуха в этом объеме

Отличительные особенности экспозиционной дозы заключаются в том, что она определяется только в воздухе и образуется под действием только гамма-излучения.

Системная (СИ) единица экспозиционной дозы - 1 Кл/кг (кулон на килограмм), внесистемная единица - 1 Р (рентген).

1 Кл/кг = 3,88·10 3 Р.

Мощность экспозиционной дозы - это отношение приращения экспозиционной дозы за интервал времени к этому интервалу времени:

Мощность экспозиционной дозы обычно выражается во внесистемных единицах - Р/ч (рентген в час), мР/ч (миллирентген в час), мкР/ч (микрорентген в час).

1 Р/ч = 10 3 мР/ч = 10 6 мкР/ч; 1 мР/ч = 10 3 мкР/ч.

Системными единицами мощности экспозиционной дозы является 1А/кг (ампер на килограмм):

1 А/кг = 1,08·10 7 Р/ч = 1,08·10 13 мкР/ч.

Приборы, которые предназначены для измерения дозы или мощности дозы ионизирующего излучения, называются дозиметрами .

Большинство дозиметров определяют мощность экспозиционной дозы. Измерив мощность экспозиционной дозы, можно рассчитать величину экспозиционной дозы за любой интервал времени:

Экспозиционная доза, которая создается естественными источниками, образует естественный фон на всей поверхности земного шара.

Естественный фон излучения - это мощность дозы ионизирующего излучения, создаваемая космическим излучением и излучением естественно распределенных природных радиоактивных элементов.

Космическое излучение, которое постоянно воздействует на атмосферу Земли, называется первичным. В составе первичного космического излучения обнаружены около 200 различных видов элементарных частиц, альфа-частицы, осколки легких ядер и фотоны с энергиями до 1012 МэВ.

Космическое излучение, которое достигает поверхности Земли после взаимодействия с атмосферой, называется вторичным и состоит из гамма-фотонов с энергией до 3 МэВ. Остальная энергия первичного космического излучения затрачивается на ионизацию верхних слоев атмосферы.

Естественными радиоактивными веществами считают те, которые образовались и постоянно вновь образуются без участия человека. В первую очередь это долгоживущие (с большим периодом полураспада) радиоактивные элементы, которые образовались одновременно с образованием Земли: калий - 40 (период полураспада 1.3×10 9 лет), кальций - 48 (период полураспада 2×10 16 лет), рубидий - 87 (период полураспада 6.2×10 10 лет), олово - 124 (период полураспада 2×10 17 лет), теллур - 130 (период полураспада 1×10 21 лет), лантан - 138 (период полураспада 2×10 11 лет), висмут - 209 (период полураспада 3×10 17 лет), торий - 232 (период полураспада 1,4×10 10 лет), уран - 235 (период полураспада 1.13×10 8 лет), уран - 238 (период полураспада 4.5×10 9 лет), всего 23 элемента.

Торий - 232, уран - 235, уран - 238 являются родоначальниками трех естественных радиоактивных семейств (тория, актиния и урана), в которые входят 45 радионуклидов, образующиеся в результате последовательных альфа- и бета-распадов, с периодами полураспада от 3×10 -7 секунды (астат - 216) до 2.5×10 5 лет (уран - 234). Конечным элементом во всех трех семействах являются стабильные изотопы свинца - 206, 207, 208. К естественным радиоактивным элементам относятся также радионуклиды, образующиеся в верхних слоях атмосферы под действием первичного космического излучения: углерод - 14, сера - 35, хлор - 35, тритий (водород - 3), кислород - 18.

В настоящее время известно более 100 естественных радионуклидов. Поскольку по химическим свойствам радиоизотопы не отличаются от стабильных, они обнаруживаются в растениях, а также организмах животных и человека.

В земной коре радионуклиды равномерно рассеяны, но могут быть сконцентрированы в виде месторождений. Максимальное содержание в земной коре имеет калий-40 - около 2.5 %, содержание тория-232 – 1,3×10 -3 %, содержание всех изотопов урана - 2,6×10 -4 %. Естественные радионуклиды содержатся в земной коре в количестве от 0,0005 (рений - 187) до 84 (рубидий - 87) грамма на тонну. Поэтому в величину естественного фона основной вклад вносит космическое излучение. Наибольшее влияние из естественных изотопов на величину естественного фона оказывает калий-40, затем следуют рубидий-87, уран-238, торий-232, уран-235, лантан-138. Остальные радионуклиды играют гораздо меньшую роль либо вследствие большого периода полураспада (10 16 - 10 21 лет), либо из-за очень низкого содержания в земной коре.

Следует отметить, что в смеси изотопов данного элемента содержание радионуклидов постоянно. Так, например, содержание калия-40 в смеси изотопов калия составляет 1,19×10 -2 %, рубидия-87 - 27.85 %. У висмута, тория и урана все изотопы радиоактивны.

Начиная с 1934 года, помимо естественных изотопов, были получены искусственные радионуклиды, которые образуются при бомбардировке стабильных ядер альфа-частицами или нейтронами в ядерных реакторах, а также в результате ядерных взрывов. Искусственным путем созданы радиоизотопы всех известных элементов.

В связи с этим образуется радиационный фон, который отличается от естественного.

Фон - это уровень ионизирующего излучения, который создается естественным фоном и искусственными источниками излучения.

В глобальном масштабе искусственными источниками являются источники выделения радионуклидов, которые были выброшены в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия и других видов техногенной деятельности.

В любом помещении измеряется фон, т.к. там посторонними источниками являются продукты распада естественных изотопов, содержащихся в строительных материалах, т.е. в результате деятельности человека происходит накопление радиоизотопов в помещении или вблизи зданий и сооружений. Кроме того строительные конструкции частично экранируют естественный фон. Фон в помещении, следовательно, может быть как больше, так и меньше естественного.

Естественный фон определяется не ближе 200 метров к любым зданиям и сооружениям.

Естественное фоновое значение мощности экспозиционной дозы для Беларуси составляет 10-20мкР/ч.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ: дозиметр бытовой “Мастер-1” (индикатор мощности дозы), дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01-02 “Сосна”.

Характеристики приборов

Дозиметр бытовой “Мастер-1” предназначен для использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности в рабочих и жилых помещениях.

Прибор измеряет мощность экспозиционной дозы в диапазоне от 10 до 999 мкР/ч .

Основная погрешность измерения мощности составляет 30 %.

Время определения мощности экспозиционной дозы составляет 36 секунд.

Общий вид прибора “Мастер-1” приведен на рисунке 1.

1. Клипса-контакт, предназначенная для включения питания прибора.

2. Табло индикатора.

3. Кнопка «ПУСК» - для включения измерений.

Рисунок1.1 - Общий вид прибора «Мастер -1»

Дозимерт-радиометр бытовой АНРИ-01-02 “СОСНА” предназначен для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях, в том числе:

· измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения (диапазон 0,01¸9,99мР/ч );

· измерения плотности потока b-излучения с поверхностей (диапазон 10¸5000част/(см 2 ×мин );

· оценки объемной активности радионуклидов в жидких и твердых веществах (диапазон по Cs-137 : 10 -7 ¸10 -6 Кu/л (10 3 ¸10 4 Бк/л)).

Общий вид прибора АНРИ-01-02 “Сосна” приведен на рисунке 2.

1. Цифровое жидкокристаллическое табло.

2. Выключатель питания.

3. Переключатель режимов работы.

4. Кнопка «КОНТР» - контроль работоспособности прибора.

5. Кнопка «ПУСК» - включения измерения.

6. «СТОП» - выключения измерений в режиме работы «Т».

7. Задняя крышка прибора.

8. Фиксатор задней крышки прибора.

Рисунок 1.2 - Общий вид прибора АНРИ-01-02 «Сосна»

Результаты измерений, полученные с помощью приборов “Мастер-1” и АНРИ-01-02 “Сосна”, не могут быть использованы для официальных заключений государственными органами.

Порядок проведения работы

3.1 Измерение мощности экспозиционной дозы с помощью дозиметра “Мастер-1”

1. Включить прибор, для чего освободить клипсу-контакт (поз.1 на рис.1) от изоляционного материала.

2. Для проведения измерения нажмите кнопку “Пуск” (поз.3 на рис.1) , при этом на цифровом табло должны появиться цифры 0.00, а справа от цифр мигающий знак “СЧ”.

3. Через 36 секунд счет импульсов прекращается, на табло устанавливается число, которое нужно умножить на 100, чтобы получить значение мощности экспозиционной дозы в микрорентгенах в час (мкР/ч).

4. Повторить измерения 8 раз, нажимая кнопку “Пуск” после завершения очередного подсчета импульсов.

5. Полученные результаты занести в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Мощность экспозиционной дозы, мкР/ч

Похожая информация.

Основной задачей дозиметрии является обнаружение и оценка степени опасности ионизирующих излучений для населения в различных условиях радиационной обстановки. С помощью дозиметрических приборов осуществляются:

Обнаружение и измерение мощности экспозиционной и поглощенной дозы излучения для обеспечения жизнедеятельности населения;

Измерения активности радиоактивных веществ, плотности потока излучений; удельной, объемной, поверхностной активности различных объектов для определения необходимости и полноты проведения дезактивации и санитарной обработки;

Измерения экспозиционной и поглощенной доз облучения в целях определения работоспособности и жизнеспособности населения в радиационном отношении;

Лабораторное измерение степени загрязнения радиоактивными веществами продуктов питания, воды и т.д.

Классификаци я дозиметрических приборов осуществляется по их назначению, типу датчиков, измерению вида излучения, характеру электрических сигналов, преобразуемых схемой прибора. Почти все современные дозиметрические приборы работают на основе ионизационного метода. Основными узлами приборов являются детекторы излучений, служащие для обнаружения излучений; электрическая схема преобразования импульсов; измерительные или регистрирующие устройства; источники тока.

По функциональному назначению приборы подразделяются на индикаторы, радиометры, рентгенометры, дозиметры. Датчиками являются газоразрядный и сцинтилляционный счетчики. Измеряют альфа- и бета-излучения и небольшие уровни гамма излучений. Для более точных измерений имеются стационарные радиометры - ДП-100, РУБ-01-П6, «Бета-2» и др. К переносным относятся «Луч-2», служащий для качественного и количественного определения бета- и гамма- излучений, а также радиометр-рентгенметр ДП-5А, предназначенный для обнаружения и измерения степени загрязнения поверхности бета- и гамма- активными веществами и измерения уровней гамма-радиации.

Дозиметры . Предназначены для определения суммарной дозы облучения (экспозиционной или поглощенной), или же соответствующих мощностей доз гамма- или рентгеновских излучений. В качестве детектора (датчика) используются ионизационные камеры, сцинтилляционные счетчики и др. К стационарным относятся СПСС-02, СД-1М и др. Переносные дозиметры - СРП-68-01, КИД-2, комплект дозиметров ДП-24, ДК- 0,2 и др. Промышленность выпускает также так называемые бытовые (карманные) дозиметры, предназначенные для измерения экспозиционной дозы в воздухе, т.е. работающие как рентгенметры («Мастер-1», «Горизонт», «Бела-2», «Сосна» и др.). Их применяют в загрязненных районах для того, чтобы контролировать уровень гамма-фона и избежать сильного загрязнения цезием-137.

Индикаторы. Это простейшие приборы для обнаружения излучения и ориентировочной оценки мощности экспозиционной дозы (уровня радиации) главным образом гамма- и бета-излучений. Детектором служит газоразрядный счетчик. К этой группе относятся индикатор-сигнализатор ДП-64, измеритель мощности дозы ИМД-21 и др.

Рентгенметры . Они предназначены для измерения мощности дозы рентгеновского или гамма- излучения. Диапазон измерения - от сотых долей рентгена до нескольких сот рентген в час (Р/ч). В качестве датчиков используют ионизационные камеры или . К ним относятся рентгенметр ДП-3Б, «Кактус», ДП-2 и др.

Радиометры (измерители радиоактивности). Применяются для обнаружения и определения степени радиоактивного загрязнения поверхностей, оборудования альфа- и бета - частицами; плотности потоков или интенсивности радиоактивных излучений; активности проб внешней среды.

Средства измерения ИИ

Используя тот или иной детектор, разрабатывают средства измерения ИИ (дозиметрические приборы), которые делятся на три группы.

К первой группе относятся средства радиационной разведки, которые служат для обнаружения радиоактивного заражения и измерения величины мощности дозы радиоактивно зараженной местности или от любого другого источника ИИ. К этим средствам относятся измерители мощности дозы. Результаты измерений, полученные с помощью этих средств, позволяют оценить степень потенциальной опасности облучения человека.

Ко второй группе относятся средства, которые служат для измерения величины поглощенных доз гамма- и гамма-нейтронного излучения (приборы дозиметрического контроля). К ним относятся индивидуальные измерители доз.

К приборам третьей группы относятся средства контроля радиоактивного заражения техники, оборудования, имущества, людей, продовольствия, воды и других объектов. К ним относятся измерители мощности дозы и радиометрические установки (лаборатории).

Переносной измеритель мощности дозы ДП-5В . ДП-5В - предназначен для измерения мощности дозы над радиоактивно зараженной местностью, а также для измерения радиоактивного заражения различных объектов по гамма-излучению. Кроме того, он позволяет обнаруживать бета-излучение. Таким образом, прибор является средством радиационной разведки и дозиметрического контроля.

Диапазон измерений мощности доз гамма-излучения от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч разбит на 6 поддиапазонов.

Основная относительная погрешность измерений прибора при нормальных климатических условиях (00С и 760 мм рт.ст) не превышает – 30%. Прибор сохраняет работоспособность после воздействия транспортной тряски с ускорением 100 м/с 2, падения с высоты до 0,5 м. Прибор состоит из двух блоков: блока детектирования и измерительного пульта. Блок детектирования содержит газоразрядные счетчики ГС1 и ГС2 различной чувствительности и усилитель. В измерительном пульте находится интегрирующий контур с микроамперметром (стрелочное измерительное устройство).

Масса прибора с комплектом источника питания не более 3,2 кг.

Переносной измеритель мощности дозы ИМД-1 . Предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, а также для обнаружения b - излучения. Выпускается в двух модификациях: ИМД – 1С (стационарный) и ИМД – 1Р (переносной), которые отличаются длиной кабеля между блоками и наличием сетевого блока питания.

Диапазон измерений прибора от 0,01 мР/ч до 999 Р/ч. разбит на два поддиапазона «мР/ч» и «Р/ч». Детектор поддиапазона «мР/ч» (СБМ-21 – счетчик большой чувствительности) расположен в блоке детектирования. Детектор поддиапазона «Р/ч» (СИ-38Г – газоразрядный счетчик малой чувствительности) расположен в измерительном пульте.

Масса рабочего комплекта прибора (1Р – переносной вариант) – 3,3 кг.

Бортовой измеритель мощности дозы ИМД-21Б . Модификации прибора: бортовой, бортовой автоматизированный, стационарный, стационарный автоматизированный.

Прибор устанавливается на наземных подвижных объектах и предназначен для измерения мощности дозы гамма-излучения и выдачи светового сигнала о превышении порогов значений мощности дозы.

Диапазон измерений от 1 до 999 Р/ч. В этом диапазоне установлены 5 пороговых значений мощности дозы (1,5; 10; 50; 100 Р/ч), о превышении которых подается световой сигнал.

Быстродействие прибора не превышает 10 с.

Комбинированный измеритель мощности дозы – радиометр ИМД-12. Предназначен для измерения:

удельной b и a - активности зараженных продовольствия, фуража и воды;

поверхностей b - зараженности объектов;

мощности дозы g - излучения от радиоактивно зараженных местности и объектов.

Диапазон измерений зависит от вида измерений. Например, при определении удельной b - активности от 10 –6 до 10 –3 Ки/кг или от 103 до 107 b - частиц/см2мин.; при измерении мощности дозы от 0,1 мкР/ч до 999 Р/ч.

Сцинтилляционный геологоразведочный прибор СРП-68-01.

Предназначен для определения активности пород при геологоразведочных работах. Может использоваться также для измерения мощности дозы при аварийных ситуациях на радиционно опасных объектах для поисков источника ИИ.

Диапазон измерений прибора от 0 до 3000 мкР/ч разбит на 5 поддиапазонов: 0-30, 0-100, 0-300, 0-1000, 0-3000 мкР/ч.

Измерительное устройство – стрелочное, имеет 2 шкалы: верхняя имеет деления от 0 до 100, нижняя – от 0 до 30.

В комплект прибора входят: блок детектирования; пульт; головные телефоны. Детектор – сцинтилляционный с ФЭУ.

Переносной измеритель мощности дозы ДП-5В. Предназначен для измерения мощности дозы над радиоактивно зараженной местностью, а также для измерения радиоактивного заражения различных объектов по гамма-излучению. Кроме того, он позволяет обнаруживать бета-излучение. Таким образом, прибор является средством радиационной разведки и дозиметрического контроля.

Диапазон измерений мощности доз гамма-излучения от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч разбит на 6 поддиапазонов с пределами измерений:

I. поддиапазон - 5…200 Р/ч,

II. поддиапазон - 500…5000 мР/ч,

III. поддиапазон - 50…500 мР/ч,

IV. поддиапазон - 5…50 мР/ч,

V. поддиапазон - 0,5…5 мР/ч,

VI. поддиапазон - 0,05…0,5 мР/ч.

Мощность дозы отсчитывается при измерениях на 1 поддиапазоне по нижней шкале, а на всех остальных поддиапазонах - по верхней шкале с последующим умножением на соответствующий множитель поддиапазона.

Основная относительная погрешность измерений прибора при нормальных климатических условиях (0 0 С и 760 мм рт.ст) не превышает - 30%. Прибор сохраняет работоспособность после воздействия транспортной тряски с ускорением 100 м/с 2 , падения с высоты до 0,5 м. Питание прибора осуществляется от трех элементов 1,6 ПНЦ (один из них для подсвета шкалы). Один комплект элементов обеспечивает время непрерывной работы до 55 ч. Технический ресурс прибора не менее 2500 ч. Срок службы не менее 15 лет. Наибольшее время установления достоверного значения показаний прибора не превышает 45 с. Время прогрева прибора не менее 1 мин.

Прибор состоит из двух блоков: блока детектирования и измерительного пульта. Блок детектирования содержит газоразрядные счетчики ГС1 и ГС2 различной чувствительности и усилитель. В измерительном пульте находится интегрирующий контур с микроамперметром (стрелочное измерительное устройство).

Масса прибора с комплектом источника питания не более 3,2 кг.

Переносной измеритель мощности дозы ИМД-1. Предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, а также для обнаружения - излучения. Выпускается в двух модификациях: ИМД - 1С (стационарный) и ИМД - 1Р (переносной), которые отличаются длиной кабеля между блоками и наличием сетевого блока питания.

Диапазон измерений прибора от 0,01 мР/ч до 999 Р/ч разбит на два поддиапазона «мР/ч» и «Р/ч». Детектор поддиапазона «мР/ч» (СБМ-21 - счетчик большой чувствительности) расположен в блоке детектирования. Детектор поддиапазона «Р/ч» (СИ-38Г - газоразрядный счетчик малой чувствительности) расположен в измерительном пульте.

Быстродействие прибора составляет на поддиапазоне «мР/ч» от 6 до 60 с, а на поддиапазоне «Р/ч» от 1,5 до 15 с в зависимости от мощности дозы.

Основная относительная погрешность прибора не более + 25% (только при значениях 0,1 мР/ч и 0,1 Р/ч, 0 0 С и 760 мм рт.ст.).

Прибор устойчив к механическим ударам многократного действия с ускорением 150 м/с 2 .

Питание прибора осуществляется от 4-х элементов типа А-343; от бортсети постоянного тока или аккумуляторов с напряжением от 11 до 30В через блок питания; от сети переменного тока через блок питания. Продолжительность работы от одного комплекта элементов А-343 не менее 100 ч.

Ресурс - 10000 ч. Срок службы до списания - 12 лет.

Состав рабочего прибора комплекта: блок детектирования (ИМД - 1-1), измерительный пульт (ИМД - 1-3), блоки питания ИМД - 1-2 (от бортсети), ИМД - 12-6 (от переменного тока). Снятие показаний осуществляется на измерительном пульте по цифровому табло. В приборе предусмотрена звуковая сигнализация.

Масса рабочего комплекта прибора (1Р - переносной вариант) - 3,3 кг.

Бортовой измеритель мощности дозы ИМД-21Б. Модификации прибора: бортовой, бортовой автоматизированный, стационарный, стационарный автоматизированный.

Прибор устанавливается на наземных подвижных объектах и предназначен для измерения мощности дозы гамма-излучения и выдачи светового сигнала о превышении порогов значений мощности дозы.

Диапазон измерений от 1 до 999 Р/ч. В этом диапазоне установлены 5 пороговых значений мощности дозы (1,5; 10; 50; 100 Р/ч), о превышении которых подается световой сигнал.

Быстродействие прибора не превышает 10 с.

Основная относительная погрешность составляет:

П = 20 Р и - 1 %

где Р и - значение измеряемой величины.

Электропитание от аккумулятора напряжением 12В и 24В.

Ресурс работы - 5000 ч. Ресурс измерителя - 25000 ч.

Прибор включает 2 блока: блок детектирования (детектор - ионизационная камера), блок измерения и отсчета. Отсчет осуществляется по цифровому табло.

Масса комплекта бортового варианта - 7 кг.

Комбинированный измеритель мощности дозы - радиометр ИМД-12. Предназначен для измерения:

удельной и - активности зараженных продовольствия, фуража и воды;

поверхностей - зараженности объектов;

мощности дозы - излучения от радиоактивно зараженных местности и объектов.

Диапазон измерений зависит от вида измерений. Например, при определении удельной - активности от 10 - 6 до 10 - 3 Ки/кг или от 10 3 до 10 7 - частиц/см 2 мин.; при измерении мощности дозы от 0,1 мкР/ч до 999 Р/ч.

Погрешность прибора может составлять при измерении:

удельной активности радионуклидов а продовольствии, фураже, воде до 80% относительно - излучения источника стронция-90 + иттрия-90;

поверхностей - зараженности не более 50% относительно - излучения источника стронций-90 + иттрий-90;

мощность дозы гамма-излучения не более 25% относительно излучения цезия-137.

Быстродействие также зависит от вида измерения и может составлять до 1000 с при измерениях активности и до 15 с при измерении мощности дозы.

Масса комплекта в укладочных ящиках около 66 кг.

Комплект ИМД-12 включает:

измерительный пульт ИМД-12-1 (с цифровым табло);

блок детектирования гамма-излучений ИМД-12-2 (детекторы - газоразрядный счетчик СБМ-21 и ГС СИ-38Г);

блок детектирования ИМД-12-3 (детектор - газоразрядный счетчик СБМ-19);

блок детектирования ИМД-12-4 (детектор сцинтилляционный с ФЭУ);

блок питания ИМД-12-6 (от сети переменного и постоянного тока).

Блоки детектирования поочередно подключаются к измерительному пульту в зависимости от целей измерения (определения - активности, - активности, мощности дозы излучения).

Сцинтилляционный геологоразведочный прибор СРП-68-01.

Предназначен для определения активности пород при геологоразведочных работах. Может использоваться также для измерения мощности дозы при аварийных ситуациях на радиционно опасных объектах для поисков источника ИИ.

Диапазон измерений прибора от 0 до 3000 мкР/ч разбит на 5 поддиапазонов: 0-30, 0-100, 0-300, 0-1000, 0-3000 мкР/ч.

Измерительное устройство - стрелочное, имеет 2 шкалы: верхняя имеет деления от 0 до 100, нижняя - от 0 до 30.

В комплект прибора входят: блок детектирования; пульт; головные телефоны. Детектор - сцинтилляционный с ФЭУ.

Питание прибора осуществляется от девяти элементов 343.

Масса рабочего комплекта - 3,7 кг.

Измерители мощности дозы, используемые населением.

В последние годы, особенно после катастрофы на ЧАЭС, население стало проявлять повышенный интерес к радиационной обстановке. При этом не следует забывать и то, что население подвергается облучению от малоинтенсивных и техногенных фоновых источников излучения.

Значение естественного радиационного фона колеблется в зависимости от местности или района города и в основном составляет 0,05 - 0,2 мкЗв/ч (5-20 мкбэр/ч). В аномальных местах, где близко к поверхности проходят гранитные массы, грунты или водные источники, содержащие повышенные концентрации естественных радионуклидов, вблизи домов, облицованных гранитом, он достигает 0,4 мкЗв/ч (40 мкбэр/ч).

Радиационный уровень, соответствующий естественному 0,1 - 0,2 мкЗв/ч (10-20 мкбэр/ч), признано считать нормальным. Уровень свыше 0,6 мкЗв/ч (60 мкбэр/ч) считается повышенным. На эти значения население и должно ориентироваться, пользуясь бытовыми приборами.

Если мощность дозы превышает 1,2 мкЗв/ч (120 мкбэр/ч), рекомендуется удалиться с данного места или находиться на нем не более шести месяцев в год.

Если мощность дозы превышает 2,5 мкЗв/ч (250 мкбэр/ч), пребывание следует ограничить тремя месяцами в год.

При превышении 7 мкЗв/ч (700 мкбэр/ч) - одним месяцем.

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. При этом 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.

Радиационный фон не должен превышать 0,1-0,2 мкЗв/ч (10-20 мкР/ч).

Измерение показаний при измерении продуктов питания и воды до уровня 3,7 кБк/кг (10 - 7 Ки/кг, Ки/л) соответствует примерно 10-15 мкР/ч и наоборот.

При превышении уровня в 3,7 кБк/кг, соответствующего радиоактивному загрязнению продуктов питания, рекомендуется отказаться от их потребления или ограничить потребление вдвое по сравнению с обычным рационом.

Для решения этих задач в настоящее время для населения разработаны десятки дозиметрических приборов, из которых отобраны наиболее удачные модели и освоен их серийный выпуск. Наиболее удачливыми из них являются приборы типа ДРГ-0,1-Т «Белла» («Белла», «Сосна», «Ратон», ДБГ-06Т, РКСБ-104). Диапазон их измерений а зависимости от типа достигает 10000 мкР/ч («Белла», «Юпитер», «Сосна» - от 10 до 10000 мкР/ч; ИМД-70 - от 20 до 10 5 мкР/ч).

В качестве детекторов в них используются от одного до четырех газоразрядных счетчиков СБМ-20. Питание осуществляется от элементов типа «Крона», А-316. Время непрерывной работы от одного комплекта источников питания составляет от 100 до 500 ч.

Время набора информации (время измерения) в основном не превышает 25-60 с. Масса приборов - в пределах 250-400 г.

Измеритель дозы ИД-1 предназначен для измерения поглощенных доз - и смешанного - нейтронного излучения.

В состав комплекта прибора входят десять измерителей дозы ИД-1 и зарядное устройство ЗД-6, которые размещаются в специальном футляре.

Конструктивно измеритель дозы ИД-1 выполнен в виде авторучки с металлическим корпусом. Внутри корпуса вмонтированы: ионизационная камера объемом около 1 см 3 (детектор), микроскоп, шкала, электроскоп, дополнительный конденсатор.

Зарядное устройство служит для зарядки ионизационной камеры и конденсатора измерителя дозы. В качестве источника питания в зарядном устройстве служат 4 пьезоэлемента. В заряженном измерителе дозы нить электроскопа устанавливается на «0» шкалы.

Принцип работы ИД-1 состоит в том, что при воздействии на него ИИ в объеме заряженной до определенного напряжения ионизационной камеры образуются ионы, которые под действием электрического поля приобретают направленное движение и, достигнув электродов, нейтрализуются. В результате этого заряд камеры и заряд на дополнительной емкости уменьшается на величину, пропорциональную дозе излучения. Нить электроскопа перемещается по шкале и показывает величину этой дозы (поэтому дозиметр и называют прямопоказывающим) в радах. Диапазон измерения поглощенных доз - от 20 до 500 рад.

Основная относительная погрешность прибора 20% в диапазоне от 50 до 500 рад. Сходимость показаний измерений при их многократном облучении одной и той же дозой составляет 4%.

Среднее время безотказной работы комплекта не менее 5000 ч. Срок службы - не менее 15 лет. Масса комплекта в футляре - 2 кг, масса дозиметра - 40 г.

Комплект индивидуальных дозиметров ДП-22В (ДП-24) предназначен для измерения индивидуальных доз гамма-излучения с помощью карманных прямопоказывающих дозиметров ДКП-50А (по конструкции аналогичных измерителям дозы ИД-1). В комплект ДП-22В (ДП-24) 50 (5) индивидуальных дозиметров ДКП-50А и зарядное устройство ЗД-5, которые хранятся и переносятся в упаковочном ящике. Принцип работы дозиметра ДКП-50А не отличается от принципа работы ИД-1.

Диапазон измерений ДКП-50А от 2 до 50 Р. Погрешность 10%.

Питание зарядного устройства осуществляется от двух источников 1,6ПМЦ-У-8. Продолжительность работы одного комплекта источников питания - 30 ч. Масса дозиметра - 30 г, масса комплекта - 5,6 кг.

Комплект измерителей дозы ИД-11 предназначен для измерения поглощенных доз и смешанного - нейтронного излучения с целью первичной диагностики степени тяжести радиационных поражений.

В стандартный комплект входят 500 шт. измерителей дозы ИД-11 (детекторов) и измерительное устройство.

В качестве детектора в дозиметре используется пластинка из алюмофосфарного стекла, активированного серебром.

Принцип работы ИД-11. При воздействии на детектор ИИ в нем образуются центры люминесценции, количество которых пропорционально поглощенной дозе. При освещении детектора ультрафиолетовым светом (в измерительном устройстве ИУ-1) центры люминесцируют оранжевым цветом с интенсивностью, пропорциональной поглощенной дозе, что и фиксируется в измерительном устройстве.

Основу измерительного устройства составляет фотометрический блок, состоящий из загрузочного устройства герметичного отсека с ФЭУ-84, лампой ультрафиолетового света ЛУФ-4 и четырьмя светофильтрами.

Диапазон измерений поглощенной дозы прибором - от 10 до 1500 рад.

Измерительное устройство с цифровым отсчетом измеряемой величины дозы. Время его прогрева перед измерениями 30 мин. Время непрерывной работы 20 ч. Время измерения дозы одного ИД-11 не превышает 30 с.

Основная относительная погрешность измерений не превышает 15% при измерении не менее, чем через 6 ч после облучения.

Детектор обладает способность накапливать дозу при многократном облучении, сохранять ее не менее 12 мес. и допускает многократное измерение дозы с точность, не превышающей основную погрешность.

Время безотказной работы ИУ-1 - 1000 ч, его технический ресурс - 10000 ч. Масса Ид-11 не превышает 23 г, ИУ-1 - 18 кг.

Комплект дозиметров термолюминисцентных КДТ-02М.

Предназначен для измерения экспозиционной дозы и индикации - излучения. Выпускается несколько модификаций комплекта: КДТ-02М, КДТ-02М-01, КДТ-02М-02.

В состав комплекта входят: набор дозиметров ДПГ-02, ДПГ-03 и ДПС-11; устройство преобразования термолюминисцентных УИФ-02М, облучатель детекторов и набор пластин.

В состав дозиметров ДПГ-02 и ДПС-11 входят три поликристаллических детектора на основе фтористого лития. Дозиметр ДПС-11 отличается от дозиметра ДПГ-02 тем, что в нем (в ДПС-11) для регистрации - частиц имеется окно, закрытое фольгой.

В состав дозиметра ДПГ-03 входят 3 поликристаллических детектора на основе бората магния.

Детекторы представляют собой таблетки диаметром 5 мм и толщиной 0,9 мм.

В зависимости от комплектности поставок в состав прибора могут входить:

в комплект КДТ-02М - по 100 дозиметров ДПГ-02, ДПГ-03, ДПС-11;

в комплект КДТ-02-01 - 1000 дозиметров ДПГ-03, 200 дозиметров ДПС-11;

в комплект КДТ-02М-02 - 1260 дозиметров ДПГ-03 и 260 дозиметров ДПС-11.

Принцип работы КДТ-02М такой же, как и у ИД-11, только возбуждения накопленной энергии в детекторах осуществляется не за счет освещения, а за счет подогрева (термолюминисценция).

Характеристики дозиметров ДПГ-02, ДПГ-03, ДПС-11 приведены в таблице 3.

Таблица 3.

где Р и - измеряемая доза, Р.

Время снятия показаний с одного детектора около 70 с, а с трех детекторов не более 3 мин.

Своевременное обнаружение радиоактивного заражения, определение степени его влияния на безопасность и деятельность персонала предприятий и населения является важнейшей задачей системы радиационной разведки и дозиметрического контроля. Система радиационной разведки и дозиметрического контроля включает силы и средства.

Под силами понимаются организационные структуры, которые занимаются разведкой и контролем. К ним относятся: учреждения сети наблюдения и лабораторного контроля (гидрометеостанции, центры санитарно-эпидемиологического наблюдения, ветеринарные лаборатории, агрохимлаборатории, объектовые лаборатории, институты и т.д.), посты радиационного и химического наблюдения и другие разведывательные формирования, лаборатории, промышленные предприятия, административные структуры гражданской обороны и т.д.

К средствам радиационной разведки и дозконтроля относятся дозиметрические приборы, которыми те или иные структуры оснащаются. Именно дозиметрическими приборами, в основном, определяется эффективность радиационной разведки и контроля.

Комплект дозиметров ДП-22В.

Назначение и технические данные.

Комплект дозиметров ДП-22В предназначен для измерения набранных доз облучения.

Диапазон измерений дозиметров от 2 до 50 Р при изменении мощности дозы гамма-излучения от 0,5 до 200 Р/ч. Приведенная погрешность измерений ±10%. Саморазряд дозиметров не превышает 4 Р/сут.

Работа дозиметров обеспечивается в интервале температур от -40 до +50°С и при относительной влажности воздуха 98%, продолжительность непрерывной работы с одним комплектом питания (два элемента 1,6 МПЦ-У-8) 30 ч, масса дозиметра 50 г, масса комплекта 5,6 кг. Время подготовки зарядного устройства к действию - 1-2 мин.

В комплект дозиметров ДП-22В входят (рис. 6) 50 прямопоказывающих дозиметров ДКП-50-А, зарядное устройство ЗД-5, футляр, техническая документация.

Рис. 6. Комплект дозиметров ДП-22В.

Подготовка комплекта к действию и работа с ним.

Подготовка комплекта к действию состоит из внешнего осмот­ра, проверки комплектности и зарядки дозиметров ДКП-50А. При осмотре следует выявить принадлежность дозиметров данному комплекту, их техническую исправность.

Для подготовки дозиметра ДКП-50А к работе отвинчивают пылезащитный колпачок дозиметра и колпачок гнезда "Заряд". Ручка "Заряд" выводится против часовой стрелки, дозиметр вставляется в гнездо и слегка упирается в его дно.

Оператор, наблюдая в окуляр и вращая ручку "Заряд" по часо­вой стрелке, устанавливает тень от нити на нуль шкалы дозиметра. Затем пылезащитный колпачок навинчивается на основание дозиметра. Показание дозиметра снимается на свету при вертикальном положении нити.

В нерабочем состоянии дозиметры должны храниться заряжен­ными, в сухом помещении, при температуре +20°С, в вертикальном положении.

Дозиметр ДКП-50А носится в правом наружном кармане обмундирования.

Комплект измерителя дозы ИД-1.

Комплект индивидуальных дозиметров предназначен для изме­рения поглощенных доз гамма-нейтронного излучения в интервале температур от -50° до +50°С, при относительной влажности воздуха до 98%.

Зарядное устройство ЗД-6 предназначено для заряда конденсатора дозиметра.

Дозиметр обеспечивает измерение поглощенных доз гамма-нейт­ронного излучения в диапазоне от 20 до 500 рад (1 рад = 1,05 Р = 0,01Гp) с мощностью дозы от 10 до 366 000 рад/ч.

Отсчет измеряемых доз проводится по шкале, расположен­ной внутри дозиметра и отградуированной в радах.

Стабильность показаний дозиметров в течение 6 месяцев эксплуатации обеспечивает измерение доз в пределах основной погрешности измерений.

Зарядка дозиметров проводится от зарядного устройства ЗД-6 или любого зарядного устройства (кроме ЗД-5), имеющего возможность плавного изменения выходного напряжения в преде­лах от 180 до 250 В.

Комплект вибропрочен, прочен при падении и может транс­портироваться любым видом транспорта.

Наработка на отказ комплекта составляет не менее 5000 ч, срок службы - не менее 15 лет, технический ресурс - не менее 10 000 ч.

Для удобства пользования дозиметр конструктивно выполнен в форме авторучки и состоит из микроскопа, ионизационной каме­ры, электроскопа, конденсатора, корпуса и контактной группы.

Рис. 7. Измеритель дозы ИД-1.

Индивидуальные дозиметры позволяют с достаточной точностью определить полученную человеком дозу гамма-нейтрон­ного излучения.

Принцип работы дозиметра основан на следующем: при воз­действии ионизирующего излучения на заряженный дозиметр в объе­ме ионизационной камеры возникает ионизационный ток, уменьшаю­щий потенциал конденсатора и ионизационной камеры.

Уменьшение потенциала пропорционально дозе облучения. Из­меряя изменение потенциала, можно судить о полученной дозе. Из­мерение потенциала проводится с помощью малогабаритного электроскопа, помещенного внутри ионизационной камеры. Отклонение подвижной системы электроскопа - платинированной нити - измеряется с помощью отсчетного микроскопа со шкалой, отградуирован­ной в радах. Для обеспечения линейной шкалы дозиметра зарядный потенциал ионизационной камеры выбран в пределах от 180 до 250 В.

Принцип работы зарядного устройства основан на следующем: при вращении ручки по часовой стрелке рычажный механизм создает давление на пьезоэлементы, которые, деформируясь, создают на торцах разность потенциалов, приложенную таким образом, чтобы по центральному стержню подавался «плюс» на центральный электрод ионизационной камеры дозиметра, а по корпусу – «минус» на внеш­ний электрод ионизационной камеры.

Для ограничения выходного напряжения зарядного устройства параллельно пьезоэлементам подключен разрядник.

Дозиметр во время работы в поле действия ионизирующего излучения носят в кармане одежды.

Периодически наблюдая в окуляр дозиметра, определяют по положению изображения нити на шкале дозиметра дозу гамма-нейт­ронного излучения, полученную во время работы.

Для того чтобы исключить влияние прогиба нити на показания дозимет­ра, отсчет необходимо проводить при вертикальном положении изображения нити. (Более подробные данные о комплекте ИД-1 изло­жены в техническом описании в инструкции по эксплуатации, при­лагаемой к комплекту).

Индивидуальный измеритель дозы ИД-11 и измерительное

устройство ИУ (ГО-32).

Комплект индивидуальных измерителей дозы ИД-11 предназна­чен для индивидуального контроля облучения людей с целью первичной диагностики радиационных поражений по радиационному показа­телю (острой лучевой болезни).

В комплект входят 500 индивидуальных измерителей дозы ИД-11, расположенных в пяти укладочных ящиках, измерительное устройство ИУ в укладочном ящике, два кабеля питания (кабель с вилкой на конце для питания от сети переменного тока и кабель со штепсель­ными выводами на конце для питания постоянным током от аккумуля­тора), техническая документация, ЗИП, градуировочный (ГP) и перег­рузочный (ПP) детекторы. Масса комплекта 36 кг.

Индивидуальный измеритель дозы ИД-11 обеспечивает измерение поглощенной дозы гамма- и смешанного гамма-нейтронного из­лучения в диапазоне от 10 до 1500 рад.

Работоспособность ИД-11обеспечивается в интервале темпе­ратур от -50 до +50°С в условиях относительной влажности до 98%. Доза облучения суммируется при периодическом обучении и сохра­няется в дозиметре в течение 12 месяцев.

Облученный ИД-11 обеспечивает показания измерительного устройства с погрешностью ±15% через 6 ч после облучения при хранении в нормальных условиях. При измерении через 14 ч после облучения дополнительная погрешность измерения не превышает ±15%. Индивидуальный измеритель дозы обеспечивает многократное измерение одной и той же дозы. Масса ИД-11 равна 25 г.

Конструктивно ИД-11 (рис. 8) состоит из корпуса и держа­теля со стеклянной пластинкой (детектором). На держателе указаны порядковый номер комплекта и порядковый номер индивидуального измерителя, на корпусе имеется шнур в форме петли для закрепле­ния ИД-11 в кармане.

Рис. 8. Индивидуальный измеритель дозы ИД-11.

а - в сборе; б - держатель с детектором; в – корпус

Для предотвращения бесконтрольного вскрытия детектора на гайку надевается специальная пломба из полиэтилена, которая пе­ред измерением извлекается с помощью специального приспособле­ния. Для вскрытия и закрытия ИД-11 на передней панели ИУ уста­новлен ключ (запасной ключ находится в ЗИПе).

Измерительное устройство ИУ ГО-32 (рис. 9) предназначено для использования в стационарных и полевых условиях при темпе­ратуре от -30° до +50°C и относительной влажности до 98%. Уст­ройство выполнено в унифицированном корпусе настольного типа, обеспечивающем удобство эксплуатации и переноски, и имеет цифро­вой отсчет показаний. Время прогрева 30 мин, время непрерывной работы 20 ч, а время измерения поглощенной дозы не превышает 30 с.

Рис. 9. Измерительное устройство ГО-32.

1 - тумблер "Вкл."; 2 - индикаторное цифровое табло; 3 - ручка «Калибровка»; 4 - измерительное гнездо для установки детекторов индивидуальных измерителей доз; 5 - ключ для вскрытия детектора; 6 - ручка "Уст. нуля"; 7 - клемма "Земля"

Проверка работоспособности ИУ производится по встроенному в него контрольному детектору.

Питание измерительного устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В ±10% с частотой 50 Гц ±1, а также от аккумуляторов напряжением 12 В ±10% или 24 В ±10%. Масса измерительного устройства 18 кг, в укладке 25 кг.

На передней панели ИУ (рис. 9) расположены индикаторное цифровое табло, ручки установки нуля и калибровок, тумблер «Вкл.», световое табло установки нудя (-, 0, +), ключ для вскрытия ИД-11 ("Откр.", "Закр."), измерительное гнездо для уста­новки детектора индивидуального измерителя дозы, клемма "Земля" и краткая инструкция по подготовке и работе с ИУ.

На задней стенке ИУ расположены предохранители и разъемы для подключения кабелей, соединяющих ИУ с источником питания.

Химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.

Химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М предназначены для из­мерения доз облучения с целью медицинской диагностики степени поражения личного состава лучевой болезнью. Они выдаются в до­полнение к имеющимся у личного состава дозиметрам типа ДКП-50А.

Конструкция дозиметров ДП-70 и ДП-70М одинакова. Однако заполняются они разными жидкостями и поэтому пред­назначаются для различных целей: дозиметр ДП-70 - для регистрации дозы гамма-излучения, дозиметр ДП-70М - для регистрации дозы проникающей радиации. Диапазон измерений дозиметров 50-800 Р, относительная погрешность измерения ±25%.

Дозиметры ДП-70 и ДП-70М позволяют фиксировать как одно­кратные дозы облучения, так и дозы, накапливаемые за время до 30 сут.

Температурный режим работы дозиметров ДП-70 от -20° до +50°С, дозиметров ДП-70М - от -40° до +50°С.

Масса дозиметра 40 г. Время снятия показаний не ранее 1 ч после облучения. Срок хранения ампул с жидкостью 18 месяцев.

Устройство и принцип действия прибора.

Химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М используются вместе с полевым калориметром ПК-56 (рис. 10).

Химический дозиметр представляет собой стеклянную ампулу, заполненную бесцветной жидкостью (6 ампул). Под действием ионизирующих излучений жидкость в ампуле изменяет окраску от бледно-розовой до ярко-малиновой. Плотность окраски пропорциональна дозе излучения.

Ампула помещена в металлический футляр с крышкой, который предохраняет дозиметр от механических воздействий и солнечных лучей. Нa торце футляра выбит номер дозиметра. На внутренней стороне крышки расположен цветной индикатор, окраска которого соответствует дозе 100 Р. Ампула фиксируется внутри футляра с помощью резинового амортизатора и ватной прокладки. Крышка фут­ляра опечатывается хлорвиниловой оболочкой.

Дозы облучения измеряются с помощью полевого калориметра ПК-56. Калориметр состоит из основания с крышкой, на внешней по­верхности которой расположены направляющие диски для съемной камеры. Камера имеет два гнезда, куда помещаются контрольная и обследуемая ампулы, а также крышка с матовым стеклом. Внутри основания калориметра помещен вращающийся диск со светофильтрами различной плотности, окраска которых соответствует дозам 0, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 450, 600 и 800 Р. На лице­вой части основания расположен окуляр, в котором видны два поля: окрашенное и бесцветное. Сбоку корпуса калориметра расположены смотровое окно и нумераторы доз облучения.

Рис.10. Химический гамма-нейтронный дозиметр ДП-70М и полевой калориметр ПК-56М.

Работа с прибором.

Измерять дозы облучения химическими дозиметрами можно грубо и точно. В первом случае используется цветной индикатор, и если окраска жидкости в ампуле светлее (темнее) окраски инди­катора, то доза облучения меньше (больше) 100 Р.

Более точно доза определяется с помощью полевого калори­метра. Для этого в камеру со стороны крышки помещаются две ам­пулы: контрольная из комплекта и облученная. Контрольную ампу­лу с бесцветной жидкостью помещают в левое гнездо, совпадающее со светофильтрами, а облученную - в правое гнездо. Оператор направляет окно камеры к источнику света и, наблюдая в окуляр, вращает диск со светофильтрами до совпадения окраски полей, считывает в окне нумератора цифру - дозу облучения в рентгенах (Р). После отсчета облученная ампула извлекается из камеры и унич­тожается.