Меню

Уровень ионизирующего излучения чем измерить



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.
  • 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.

    Читайте также:  Ртутный градусник способ измерения

    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

    1. Единицы и способы измерения ионизирующих излучений.

    Поражающее действие проникающей радиации на организм человека обусловливается биологическим действием ионизирующего излучения, в результате этого нарушаются различные жизненные процессы в организме, что приводят к заболеванию лучевой болезнью. Радиационная обстановка считается нормальной, если в зонах воздействия ионизирующих излучений мощности дозы и уровни радиоактивного загрязнения не превышают установленных руководящими документами допустимых значений. Неблагоприятной считается радиационная обстановка, при которой в зонах воздействия ионизирующих излучений мощности дозы излучения и (или) уровни радиоактивного загрязнения превышают допустимые величины. Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используются войсковые приборы радиационной разведки и радиационного контроля. Степень опасности поражения людей ионизирующими излучениями определяется значением экспозиционной дозы излучения, которая измеряется в рентгенах (Р). Интенсивность радиоактивных излучений оценивается мощностью дозы излучения. Мощность дозы излучения характеризует скорость накопления дозы и выражается в рентгенах в час (Р/ч), миллирентгенах в час (мР/ч) или в микрорентгенах в час (мк Р/ч).

    2. Рентгенметры, комплекты дозиметров, их назначение, тактико-технические данные, порядок применения.

    2.1. Назначение, ттх и порядок работы с измерителем мощности дозы (рентгенметром) дп-5в

    Рис. 1 Измеритель мощности дозы (рентгенметр) ДП-5В

    Измеритель мощности дозы (рентгенметр) ДП-5В (рис. 1) предназначен для измерения уровней гамма-радиации и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения определяется в миллирентгенах или рентгенах в час для той точки пространства, в которой помещен при измерениях блок детектирования прибора. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета-излучения. Технические данные Прибор обеспечивает требуемые характеристики после 1 минуты самопрогрева. Диапазон измерений по гамма-излучению от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч. Прибор имеет шесть поддиапазонов измерений (табл. 1). Отсчет показаний производится по шкале с последующим умножением на соответствующий коэффициент поддиапазона, причем, рабочим является участок шкалы, очерченный сплошной линией. Прибор имеет звуковую индикацию на всех поддиапазонах, кроме первого.

    Читайте также:  Основные свойства измерения фигуры

    Положение ручки переключателя

    Прибор обеспечивает измерения:

    в интервале температур от -50 до +50°С и относительной влажности 65±15%;

    в условиях относительной влажности 95±3% при температуре 40±2°С;

    после дождевания с интенсивностью 5±2 мм/мин;

    при погружении блока детектирования в воду на глубину до 0,5 м;

    после пребывания в пыленесущей среде.

    Время установления показаний прибора (время измерения), необходимое для получения гарантируемой точности отсчета, не превышает 45 с. Питание прибора осуществляется от 3-х элементов питания типа КБ-3, один из которых используется только для подсвета шкалы микроамперметра при работе в условиях темноты. Комплект питания обеспечивает непрерывную работу прибора без учета подсвета шкалы в нормальных условиях в течение не менее 55 часов при использовании свежих элементов (срок хранения не более одного месяца). Габаритные размеры не превышают: 82×134х163 мм (пульта), блока детектирования Ø50×164 мм; штанги с блоком детектирования 560–910 мм; укладочного ящика 497х132х277 мм. Масса прибора с элементами питания не превышает 3,2 кг. Масса полного комплекта прибора в укладочном ящике не превышает 8,2 кг.

    Состав прибора В состав комплекта прибора входят:

    прибор в футляре с ремнями;

    делитель напряжения для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока напряжением 12 и 24 В;

    комплект эксплуатационной документации (техническое описание и инструкция по эксплуатации, формуляр);

    телефон и комплект запасного имущества;

    Футляр изготовлен из искусственной кожи. Он состоит из трех отсеков: для пульта, блока детектирования и для запасных элементов питания. К футляру присоединяются два раздвижных ремня для ношения прибора. Телефон типа ТГ-7М состоит из 2-х малогабаритных телефонов и оголовья из мягкого материала. Делитель напряжения позволяет осуществить питание прибора от внешнего источника постоянного тока напряжением 12 или 24 В в зависимости от положения двух подвижных пружинных контактов, находящихся на печатной плате делителя. Делитель напряжения снабжен кабелем длиной 10 м для подключения к источнику питания. Делитель напряжения крепится к кожуху в отсеке питания невыпадающим винтом. Для работы с блоком детектирования в комплекте имеется удлинительная штанга, раздвижное устройство которой позволяет менять ее длину в пределах 450–750 мм. Укладочный ящик предназначен для транспортирования и хранения полного комплекта прибора.

    Подготовка прибора к работе Изучить техническое описание и инструкцию по эксплуатации. Провести перед работой с прибором, если это необходимо, дезактивацию, дегазацию или дезинфекцию. Дезактивация, дегазация и дезинфекция производятся и после работы с прибором на зараженной местности. Извлечь прибор из укладочного ящика, к блоку детектирования присоединить штангу, которая используется как ручка. Для этого:

    надеть захват штанги на кабель так, чтобы торцевые пазы были обращены в сторону блока детектирования;

    вставить захват в соединительное гнездо блока детектирования, нажать до упора и повернуть;

    открыть крышку футляра, ознакомиться с расположением и назначением органов управления;

    произвести внешний осмотр прибора;

    пристегнуть к футляру поясной и плечевой раздвижные ремни;

    установить ручку переключателя поддиапазонов в положение О (выключено);

    подключить источники питания.

    Поставить ручку переключателя в положение Δ (контроль режима). Стрелка прибора должна установиться в режимном секторе. Примечание. Если стрелка микроамперметра не отклоняется или не устанавливается на режимном секторе, необходимо проверить годность источников питания. Включить освещение шкалы (при необходимости). Установить ручку переключателя поддиапазонов в положения xl000, xl00, xl0, xl, x0,l, проверить работоспособность прибора на всех поддиапазонах, кроме первого, с помощью контрольного источника типа Б-8, укрепленного на поворотном экране блока детектирования, для чего установить экран в положение «К» и подключить телефон. Вилку телефонного шнура вставить в гнездо. Проверить работоспособность прибора по щелчкам в телефоне. При этом стрелка микроамперметра должна зашкаливать на 6 и 5 поддиапазонах, отклоняться на 4, а на 3 и 2 может не отклоняться из-за недостаточной активности контрольного источника. На 6 поддиапазоне щелчки в телефоне могут периодически прерываться из-за большой активности контрольного источника для этого поддиапазона. Сравнить показания прибора на 4 поддиапазоне с показанием, записанным в формуляре на прибор в разделе 12 при последней поверке. Нажать кнопку СБРОС, при этом стрелка прибора должна установиться на нулевую отметку шкалы. Повернуть экран в положение «Г». Поставить ручку переключателя в положение Δ. Прибор готов к работе.

    Читайте также:  Методы измерения коэффициента абсорбции

    Порядок работы с прибором Измерение гамма-излучения В положении Г экрана блока детектирования прибор регистрирует мощность дозы гамма-излучения в месте расположения блока детектирования. На поддиапазоне 1 показания считываются по шкале микроамперметра 0–200. На остальных поддиапазонах показания считываются по шкале микроамперметра 0–5 и умножаются на коэффициент соответствующего поддиапазона. Определение заражения радиоактивными веществами поверхностей тела, одежды и т. д. проводится путем измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения этих объектов на расстоянии между блоком детектирования прибора и обследуемым объектом 1–1,5 см. Обнаружение бета-излучений Повернуть экран на блоке детектирования в положение Б. Поднести блок детектирования к обследуемой поверхности на расстояние 1–1,5 см. Ручку переключателя поддиапазонов последовательно ставить в положение х0,1, xl, xl0 до получения отклонения стрелки микроамперметра в пределах шкалы. В положении экрана Б на блоке детектирования измеряется мощность дозы суммарного бета-гамма-излучения. Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с гамма-измерением показывает о наличии бета-излучения. Выключить прибор после окончания работы. Примечания: 1. В процессе работы с прибором в положении переключателя Δ стрелка должна быть в пределах режимного сектора (зачерненной дуги шкалы). 2. В комплекте поставки прибора имеется 10 чехлов из полиэтиленовой пленки для блока детектирования. Чехол надевается на блок детектирования для предохранения его от радиоактивного загрязнения при измерениях зараженности жидких и сыпучих веществ. После использования чехол подлежит дезактивации или уничтожению. При измерениях, когда необходимо увеличить расстояние от измеряемого объекта до оператора, штанга имеет раздвижное устройство. Для увеличения ее длины необходимо вывинтить накидную гайку и выдвинуть внутреннюю трубу, после чего завинтить накидную гайку.

    Источник

    Приборы для регистрации ионизирующих излучений

    Измерение уровня ионизирующего излучения (ИО) проводится для оценки безопасности производственных линий, научных исследований и дозиметрического контроля населения. Объекты контроля – медицинские аппараты, оборудование научных лабораторий, производственное оборудование.

    Приборы для измерения уровня излучения применяется в следующих отраслях:

    • Атомная энергетика.
    • Производство радиоактивных материалов.
    • Металлургическая промышленность.
    • Химическая промышленность.
    • Системы контроля хранения, перемещения ядерных материалов.
    • Системы экологического контроля.
    • Научные исследования

    Детектор ИО предназначен для обнаружения излучений и частиц, определения состава излучения, а также измерения его энергетического спектра.

    Для чего нужно измерять уровень ионизирующего излучения

    Ионизирующее излучение, или радиация, оказывает негативное воздействие на живые организмы. При прямом воздействии ИО разрушаются живые клетки, нарушается работа тканей/ органов, развиваются радиационные ожоги, острый лучевой синдром.

    При долгосрочном воздействии увеличивается риск онкологических заболеваний.

    Степень негативного влияния определяет тип, уровень радиации. Оно представляет собой электромагнитное поле (гамма-частицы) либо поток элементарных частиц (нейтронов, протонов, бета-, альфа-частиц).

    • При воздействии альфа-частиц ионизация достигает 30 000 пар ионов на 1 см пробега, но они обладают слабой проникающей способностью. Защитить от них способен лист бумаги.
    • Бета-частицы имеют меньшую ионизирующую (40-150 пар ионов/1 см пробега), но большую проникающую способность.
    • Гамма-частицы дают невысокую ионизацию (несколько пар ионов на 1 см пути), но обладают очень высокой проникающей способностью (до 100 раз больше, чем у бета).

    Нейтронные частицы характеризуются высокой ионизирующей способностью (несколько тыс. пар ионов на 1 см пути) и высокой проникающей способностью.

    Ионизация среды увеличивается с увеличением мощности дозы проникающей радиации и длительности воздействия. Обнаружение воздействия возможно с помощью детекторов ионизирующих веществ. Используя оборудование, измеряющее уровень ИО, мы контролируем дозу облучения

    Классификация приборов для обнаружения излучения

    Измерение уровня ионизирующего излучения проводится с помощью спектрометров, дозиметров, радиометров. Принцип работы измерителя зависит от фиксируемых параметров:

    • Радиометрические – замер активности радионуклидов – источников ионизации.
    • Дозиметрические – замер поглощенной энергии.
    • Спектрометрические – замер энергии частиц.

    Метод обнаружения ИО основан на регистрации детектором эффекта ионизации, т. е. на измерении величины заряда ионов. Энергия, поглощённая материалом детектора, преобразуется в электрические сигналы, которые затем измеряют, сортируют и регистрируют, получая информацию о типе частицы (идентификации) и её характеристиках (энергии, импульса и т.д).

    Приборы для обнаружения ионизирующих излучений ИФТП

    АО «Институт физико-технических проблем» выпускает оборудование для спектрометрии, дозиметрии, радиометрии, а также комплектующие и расходные материалы к ним.

    Продукция компании сертифицирована, широко применяется на российских добывающих предприятиях и предприятиях атомной энергетики. Мы работаем с 1992 года, входим в корпорацию «Росатом», отлично знаем требования отечественных производителей.

    Возможна продажа готового оборудования или разработка с нуля под задачи вашего производства. Отправьте запрос, мы свяжемся с вами в ближайшее время.

    Консультации по телефону +7 (496) 217-06-45 .

    Источник