Принцип действия дозиметра

Принцип действия дозиметра

Навигация по странице:

Для измерения уровня радиоактивного излучения используют специальные приборы – дозиметры. Это точные измерители, улавливающие невидимые фотонные лучи, и дающие показания в виде числовых значений. Чем оно выше, тем выше доля радиации. Назначение – определять дозу излучения в зоне риска или поражения.

Оглавление:

• виды излучений;
• классификация;
• рабочие части прибора;
• мера измерения;
• действие дозиметра;
• назначение;
• инструкция.

Виды излучений

Ионизирующее излучение – это вид энергии в форме электромагнитных волн разной величины. Сюда относится гамма, альфа, бета лучи. При распаде атомов ионизирующих лучей формируется радиоактивность, основу которой составляют радионуклиды.

Они опасны для человека, считаются невидимым убийцей, так как увидеть или уловить их невооруженным глазом, органами чувств невозможно. Они распространяются в воздухе, оседают на поверхностях, постепенно разрушая организм изнутри. Чем выше радиоактивность, тем быстрее разрушаются клетки.

Радиоактивное излучение может быть пяти видов:

• нейтроны;
• альфа-лучи;
• бета-частицы;
• гамма-частицы;
• рентген.

У каждого типа своя разрушительная сила, проникающая способность, другие характеристики, определяющие влияние на здоровье.

Классификация

Все устройства работают по одному принципу – задействуют ионизирующий детектор, разница только в датчиках, улавливающих радиоактивные лучи:

• пин-диоды – бытовые, обладают низкой чувствительностью, срабатывают только при критическом уровне радиации;
• сцинтилляционные – профессиональные, улавливают все виды излучения, за исключением альфа-частиц;
• ионизационные дозиметры – для компактных, карманных приборов, улавливают критические значения гамма- и бета-лучей;
• счетчик Гейгера – используются в бытовых дозиметрах, улавливают альфа- и бета-частицы;
• термолюминесцентный дозиметр – для бытовых приборов, замеряют накопленную дозировку радиации.

Тип установленного датчика не влияет на задачи и суть работы прибора, который преобразует квантовый импульс излучения и передает датчику в виде электросигнала. Датчик регистрирует сигнал, а затем преобразует в единицу дозы излучения.

По функционалу и выполняемым задачам дозиметры ионизирующих излучений могут:

• замерять мощность дозы, улавливать изменения, оценивать радиоактивность на местности;
• замерять дозу радиации, поглощенную дозировку;
• совмещать обе функции.

По сложности использования, назначению, функционалу приборы могут быть бытовыми и профессиональными. Бытовые нужны для определения мощности радиоактивности, при замерах могут быть незначительные погрешности, а сам анализ требует больше времени. Профессиональные совмещают сразу две функции, они быстро реагируют и выдают результат с максимальной точностью. Сюда относятся нейтронные дозиметры.

Моделей и марок дозиметров очень много. Каждый производитель находит способ дополнить прибор, сделать его интереснее и функциональнее. Различаются модели техническими характеристиками, материалом, размерами, количеством замеряемых типов радиоактивных лучей. Чем больше опций, тем выше цена. Универсальные приборы относятся к категории профессиональных, что также влияет на стоимость.

Рабочие элементы прибора

Конструктивно дозиметры ионизирующие достаточно похожи. Из чего состоит стандартный прибор:

• ионизационная камера (детектор);
• регистратор;
• преобразователь;
• элементы питания.

Первые три элемента находятся в общем блоке. Прибор работает в одном или двух режимах, регистрирует дозировку и эквивалент радиации за заданный промежуток времени.

Питающее устройство замеряет разность электродных потенциалов, питает электроэнергией все остальные части.

Преобразователь меняет форму излучения на электроимпульсы, которые затем передаются на регистратор.

Основная деталь дозиметра – детектор или ионизационная камера. От характеристик зависит скорость, точность измерений.

Мера измерения

Бытовые и профессиональные дозиметры электромагнитного излучения замеряют дозу излучения, а также мощность за определенный временной промежуток. Для измерения используют единую стандартную величину – зиверты. Временная единица измерения – час. При замерах радиации выдается числовое значение в зиверточасах, краткое обозначение – зв/ч.

Новые приборы часто показывают излучение в микрозивертах или микрорентгенах, временная единица остается той же – час. Нормальные показатели радиационного фона составляют около 0,2 мкЗв/ч или 100 мкР.

Как работает дозиметр

Основной элемент дозиметра – детектор или ионизационная камера. Она наполнена аргоном и работает под напряжением. Когда в устройство попадают бета-частицы, аргон ионизируется, что приводит к повышению токопроводящих свойств. Формируется новый электрический импульс, который понижает напряжение на электродах до нуля. Данные передаются в регистрирующее устройство.

После преобразования бета-частиц в электроимпульсы детектор быстро восстанавливается, принимает новые частицы, меняет их и выдает значения. За регистрацию скачков, изменений отвечает микропроцессор, который управляет преобразователем. Именно здесь импульсы переходят в числовые значения.

Этот принцип работы дозиметра актуален для всех видов, включая те, которые распознают рентгеновское излучение и гамма-частицы. Разница заключается только в способе формирования электрического заряда.

В дозиметрах, улавливающих гамма- и рентгеновские лучи, электрический разряд образуется путем вытеснения электронов поступившими фотонами. Они попадают на специальную пленку, количество и частота импульсов регистрируется на пленке, затем данные преобразуются в числовые значения.

Многие часто путают два прибора – дозиметр и радиометр. Функционал у них схожий, однако, есть существенные различия, на которые стоит заострить внимание при выборе техники.

Дозиметр используют, чтобы выявить и рассчитать дозу излучения. Радиометр определяет уровень активности радионуклидов, величину или плотность потока. Единица измерения радиометра – рентгены или рады.

Сферы применения

Дозиметры используют в любых местах, где возможна утечка радиации – на предприятиях, в закрытых городах-спутниках, на режимных объектах, в быту, особенно жителями городов, рядом с которыми ест предприятия по переработке урана, ядерные реакторы или другие производства.

Индивидуальные бытовые приборы занимают мало места, но и чувствительность у них ниже, чем у профессиональных. Они не предназначены для повышения точности замеров при незначительной утечке радиации, показывают только превышение критической отметки. Индивидуальные приборы показывают степень радиоактивного излучения, некоторые модели улавливают также мощность. Бытовые приборы улавливают только гамма- и рентгеновское излучение. Если в регионе есть риск радиоактивных выбросов, такой прибор стоит купить для персонального применения, и периодически делать замеры.

Дозиметры используют в любых условиях. Прибор способен взять пробы на анализ с твердых предметов, газообразных веществ, жидкостей, аэрозолей. Дозиметры используют в быту для проверки:

• антиквариата;
• банкнот, монет;
• строительных материалов;
• сооружений;
• почвы;
• продовольствия;
• промышленных товаров;
• грузов;
• почтовых пересылок;
• драгоценных вещей, украшений;
• удобрений;
• транспорта.

Инструкция по эксплуатации

Перед замерами нужно  прочитать инструкцию, которая идет в комплекте. Если ее нет поблизости, можно воспользоваться общими рекомендациями, которые подойдут для разных моделей устройств.

Чтобы прибор показал правильные измерения, нужно действовать последовательно и поэтапно:

• включить прибор;
• отрегулировать настройки или воспользоваться автоматическим режимом;
• замерить радиационный фон на расстоянии 2-3 метра от объекта в течение минуты;
• поднести прибор к объекту задней стороной (место расположения детектора);
• сделать повторные замеры на расстоянии 1-2 см от объекта если уровень радиационного фона при замерах на расстоянии не превышен;
• посчитать разницу между вторым и первым результатом методом вычитания.

Нормальный показатель радиационного фона составляет 10-20 мкР/ч. Обратите внимание, что в помещении радиационный фон будет выше, чем на улице. Для защиты прибора от радиации надевают защитный чехол из пластика. Прибор нельзя подносить к зараженной поверхности ближе, чем на 3-6 см.

При проведении проверки необходимо позаботиться об экипировке, чтобы не получить дозу облучения. Если есть подозрение на утечку радиации, защитите кожу, плотно закрыв одеждой, не оставляя ни одного голого участка. Органы дыхания нуждаются в защите. Открытых участков на лице и теле быть не должно.

Использование дозиметра дает возможность избежать угрозы получить радиоактивное облучение. Невидимый враг медленно действует на организм, но последствия такого влияния весьма тяжелые. Чем дольше подвергаться радиоактивному облучению, тем тяжелее будут последствия.

Перейти в каталог оборудования