Меню

Как называется прибор для измерения уровня радиации



Что такое дозиметр

Дозиметр – прибор для измерения кермы фотонного излучения, экспозиционной и поглощенной дозы, эквивалента дозы нейтронного, фотонного излучений, мощности этих величин. Основная задача его использования – определение дозы ионизирующего излучения. Процесс измерения называется дозиметрией. Оборудование такого типа применяется, чтобы оперативно измерять уровень радиации вручную или выступать в качестве предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности.

На основе показаний бытового дозиметра оценивается уровень тяжести лучевого поражения, которое было получено человеком во время пребывания в зоне облучения. Индивидуальные приборы регистрируют и сохраняют данные о полученной дозе обучения за продолжительные временные периоды.

Существует множество разновидностей дозиметров, которые различаются конструкционными особенностями, техническими характеристиками, количество измеряемых типов радиации (α, β, γ), нейронное, рентгеновское излучение. Универсальные в использовании приборы имеют сложную конструкцию, высокую стоимость, являются профессиональными. Индивидуальные модели рассчитаны на измерение β, γ-излучения, реже – α. Бытовые устройства имеют небольшой диапазон измеряемых величин.

Из чего состоит дозиметр?

Бытовые модели включают в себя несколько основных конструкционных элементов. Из чего состоит прибор?

  • 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

Детектор прибора заполнен аргоном, к нему подано напряжение с двух электродов (в условиях устранения всех возможных скачков напряжения). В процессе прохождения бета-частиц через ионизационную камеру, которая заполнена газом под напряжением, он ионизируется, благодаря чему увеличиваются его токопроводящие характеристики. За счет этого формируется электроразряд, снижающий напряжение на электродах до нулевого уровня.

Затем ионизационная камера мгновенно восстанавливается, напряжение имеет номинальное значение, а детектор готов к обнаружению и приему новых бета-частиц. Скачки регистрируются микропроцессорной платой, которая преобразует их в цифровые показатели. Пользователь в современных устройствах может задать указанный временной промежуток, за который и будут высвечиваться полученные значения измерений.

В процессе регистрации рентгеновских лучей, гамма-излучения принцип работы дозиметра примерно аналогичный. Отличие заключает в том, что формирование электроразряда в детекторе прибора возникает за счет выбивания электронов рентгеновскими или гамма-фотонами из специальной пленки, расположенной на поверхности датчика. Степень эффективной дозы, мощность излучения за определенный временной промежуток регистрируется и устанавливается благодаря последовательному подсчету подобных импульсов (соответственно, каждой частицы, которая проходит через детектор). Полученные сведения обрабатываются электронной схемой и преобразуются в цифровой сигнал, выводимый на дисплей прибора.

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 ионизирующих излучений

Ионизирующее излучение – тип энергии, которая высвобождается атомами в виде электромагнитных частиц, волн. Радиоактивность – спонтанный распад атомов. Излишки энергии, которые возникают при этом – форма ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, которые формируются при распаде и испускают ионизирующее излучение – радионуклиды. Выделяются следующие виды ионизирующего излучения:

Каждая разновидность ионизирующего излучения обладает персонализированными показателями проникающей способности и иными характеристиками, оказывающими воздействие на степень воздействия (соответственно, нуждающиеся в различных мерах по обеспечению безопасности здоровья людей).

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.
Читайте также:  Аккумулятор для аппарата для измерения давления

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).

Как пользоваться индивидуальным дозиметром?

Чтобы замерить радиационный фон разных предметов и объектов, необходимо действовать в определенной последовательности. Работа с дозиметром включает в себя следующие этапы:

  1. Сначала делают следующее – измеряется радиационный фон на расстоянии нескольких метров от объекта в течение 30-60 секунд. Нормальный показатель при этом – около 10-20 мкР/ч. В помещениях радиационный фон выше, чем в уличных условиях.
  2. Затем необходимо поднести индикатор радиоактивности к измеряемому объекту стороной, где установлен детектор (обычно на задней поверхности устройства).
  3. После этого замеряется радиационный фон на расстоянии в 10-20 мм от предмета.
  4. В завершении из полученных данных нужно вычесть измеренный ранее уровень радиационного фона окружающей среды.

Своевременная проверка предметов личного пользования, грузов, продуктов питания и других веществ позволяет уберечь человека от невидимой угрозы и ее опасных последствий.

Источник

Дозиметр радиации. Виды и применение. Как выбрать и пользоваться

Дозиметр радиации — это инструмент для измерения радиоактивного излучения. Он позволяет замерять радиационный фон в помещениях, а также общее количество радиоактивных веществ в любых окружающих предметах. Их использование обязательно на потенциально опасных производствах: на атомных станциях, на оружейных заводах и фабриках по производству медтехники.

В быту этот прибор тоже может быть очень полезным. Ведь уровень радиации очень сильно влияет на здоровье человека. Она имеет свойство накапливаться в организме и способна вызывать различные болезни, в том числе онкологические. Безопасным принято считать радиационный фон до 50 микрорентген в час.

Бытового дозиметра вполне достаточно, чтобы определить уровень радиоактивного заражения. И если датчик показывает, что допустимая норма превышена, лучше покинуть место нахождения или устранить из своего окружения предмет-источник заражения.

Конструкция дозиметра радиации и принцип работы

Главной рабочей деталью аппарата является датчик радиации. Именно от него зависит, как быстро можно получить данные и насколько они будут точны. Под действием альфа-, бета- и гамма-излучения в датчике происходят скачки напряжения, которые преобразуются в числовые данные.

Датчики отличаются друг от друга чувствительностью и бывают:
  • Слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера. Их устанавливают в бытовые дозиметры. Фиксируют альфа- и бета- частицы.
  • Газоразрядные. Используются для небольших, карманных приборов. Регистрируют бета- и гамма-излучение и показывают только критический уровень.
  • Термолюминесцентные лампы встречаются в дозиметрах для индивидуального пользования. Замеряют накопленную дозу радиации.
  • Сцинтилляционные кристаллы. Фиксируют фотоны и их чувствительность максимальна. Однако бесполезны для измерения альфа-излучения.
  • Пин-диоды — наименее чувствительные датчики, которые фиксируют только критические уровни. Как правило, устанавливаются в телефонные штекеры.

Другим составным элементом дозиметра выступает система оповещения. В бюджетных бытовых устройствах она представляет собой светодиоды и звук. Чем выше радиационный фон, тем интенсивнее мерцание и характерное потрескивание прибора. Более новые дозиметры, а также профессиональные модификации оснащены преобразователем данных и экраном для их отображения.

Дозиметр радиации может иметь и дополнительные функции, например, выносной детектор, настройку режимов измерения и подключение к ПК или планшету для анализа данных. Наиболее подходящая модель подбирается с учетом требований потребителя и условий применения.

Классификация приборов
По своему назначению дозиметры подразделяются на:
  • Бытовые. Реагируют только на гамма-излучения, имеют высокую степень погрешности и применяются для замера радиационного фона в помещении, а также излучение от продуктов питания и иных предметов.
  • Профессиональные. Фиксируют альфа-частицы, протоны и нейтроны. Измеряют уровень и дозу излучения в помещениях и на местности, от живых объектов, предметов, газов и жидких веществ. Такие модели обязательно регистрируются в реестре Росстандарта.
  • Промышленные. Предназначены для постоянного контроля за уровнем радиации. Устанавливаются на АЭС, горно-обогатительных предприятиях и т.п.
  • Военные. Предназначены для использования в военное время.
Среди бытовых устройств выделяют персональные, карманные и портативные.

Персональные по размеру напоминают обычный брелок. Могут регистрировать бета-, гамма-частицы, поток нейтронов и фотонов. Реагируют на превышение допустимого порога звуком или вибрацией. Некоторые приборы обладают световым сигналом. Дисплей у такого устройства отсутствует, и числовые данные можно получить только при подключении к компьютеру. Предназначены они для информирования своего хозяина о его нахождении в потенциально опасной зоне.

Карманный дозиметр радиации позволяет не только выявлять повышение допустимого фона бета- и гамма-излучения, но и запечатлевать полученные данные. Они имеют небольшие размеры, питаются от аккумулятора или батареек, имеют экран и несложное меню.

Есть и более оснащенные варианты, которые подключаются к телефону и/или планшету и имеют больший функционал.

Читайте также:  Измерение температуры пламени свечи

Портативные совмещают в себе дозиметр и радиометр. В их функции входит еще и поиск зараженного предмета или объекта. Реагируют на гамма-излучение, используют разные виды оповещения (свет, звук), отображают данные на дисплее и имеют возможность подключения к ПК для анализа данных.

Как выбрать дозиметр радиации

Для того, чтобы определиться с моделью устройства, нужно прежде всего разобраться в том, для каких целей оно будет применяться. Установить, что окружающий радиационный фон превышает допустимые значения, в состоянии любой прибор. Если требуется только получать подобную информацию, подойдет обычный сигнализатор.

Для получения подробных данных об излучении требуются более чувствительные измерители, например МКС-03СА. Для обнаружения источника заражения применяются устройства поиска — они определяют направление к объекту излучения по колебаниям фона.

Если наряду с источником нужно установить тип изотопа, потребуются спектрометры, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.

При выборе прибора для применения в домашних условиях, следует обращать внимание и на другие характеристики:
  • Верхний порог измерений. Желательно, чтобы он был не ниже 10 000 мкР/ч.
  • Типы датчиков и их количество в устройстве. Лучше, если в дозиметре несколько датчиков, позволяющих замерять разные виды излучений.
  • Производитель и наличие сертификата качества.
  • Размеры — бытовой дозиметр радиации должен быть компактным, помещаться в ладони и кармане.
  • Особенности работы. Желательно, чтобы питание прибора осуществлялось при помощи батареек, а экран был монохромным.
  • Система оповещения — звуковой, световой сигнал или отображение на дисплее.
  • Существование дополнительного функционала в зависимости от требований пользователя.
  • Возможность и тип подсоединения к гаджетам и ПК.

Дозиметр радиации с пин-диодами в практическом применении показал себя просто бесполезным, поэтому от него лучше отказаться.

Как правило, эксплуатация бытовых дозиметров не вызывает затруднений у пользователя. К тому же, к ним прилагается подробная инструкция. Проверить исправность тоже довольно просто — достаточно посмотреть на показания.

Интересные факты о радиации
О вреде радиации известно всем. Но есть и более интересные факты, позволяющие узнать о ней что-то новое:

  • Радиационный фон атомной подводной лодки меньше, чем наших обычных квартир.
  • Некоторые растения, например банан, являются источником излучения. Но его доза настолько мизерна, что лучевой болезни не случится, даже если есть одни бананы.
  • Изотопы имеются и в табаке, поэтому курящие люди получают вместе с дымом дозу облучения, равную 300-м рентгеновским процедурам.
  • Вследствие изменений в техносфере наши тела намного радиоактивнее, чем тела наших предков, населяющих Землю 200 лет назад.
  • Летчики и стюардессы подвержены облучению больше, чем работники атомных станций, ведь на большой высоте атмосфера Земли уже не так эффективно отражает рентгеновские волны.
  • Производственные отходы с высоким содержанием мышьяка более вредны для человека, чем радиоактивные.
  • Каждый день мы сталкиваемся с разными видами излучений, большинство из которых никак нам не вредит. Опасно лишь ионизирующее излучение в высоких дозах.

Источник

Дозиметры

Навигация по статье:

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.

  • Сцинтилляционные кристаллы — это кристаллы неорганического или органического происхождения. Принцип работы основан на регистрации фотонов, которые генерируются в кристалле, если сквозь него проходят заряженные частицы (электроны, протоны, нейтроны, альфа частицы). Могут применяться для регистрации всех видов радиации. Применяются в основном в поисковых приборах, так как обладают высокой чувствительностью и точностью. Имеют достаточно большие размеры и высокую стоимость.
  • Твердотельные полупроводниковые детекторы — состоят из кристаллов и полупроводникового материала. Принцип работы основан на изменении электрической проводимости материала при прохождении сквозь него заряженных частиц (электроны, протоны, нейтроны). Могут применяться для регистрации всех видов радиации. Обладают небольшой точностью, но при этом имеют маленькие размеры и низкую стоимость.
  • Читайте также:  Как правильно измерить сахар глюкометром one touch

    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.

    Для чего нужно покупать дозиметр?

    Для чего нужно приобритать дозиметр в бытовых целях, каждый решает сам.

    В качестве информации к размышлению, можно посмотреть сюжет любительской видео съемки в городе Крансодаре, который является одним из самых безопасносных городов России в отношении экологической обстановки. В простом лесном массиве, безобидные на вид предметы (7-я минута видео), излучают радиацию в миллионы раз превышающие безопасную норму. Находясь даже незначительное время в подобной зоне, можно получить дозу, которая с большой вероятностью приведет к крайне негативным последствиям для организма. К сожалению далеко не всегда, возле подобных объектов установлены занки «опасно радиация». Всему виной халатность и безответственность. Поэтому даже прогуливаясь в каком либо месте (фактически любом), человек может и не подозревать, что подвергается мощному радиационному воздействию. А потом удивляться, откуда берутся различные проблемы со здоровьем.

    Источник