Электронные прямопоказывающие дозиметры для индивидуального контроля

Индивидуальные электронные прямопоказывающие дозиметры, в основном, предназначены для измерения индивидуального эквивалента дозы и/или мощности индивидуального эквивалента дозы, сигнализации при превышении определенных значений по дозе и/или мощности дозы и должны носиться в нагрудном кармане спецодежды. Используются такие дозиметры для оперативного контроля, а также при аварийных ситуациях.

В состав различных дозиметров входят газоразрядные счетчики, полупроводниковые (в основном, кремниевые) детекторы, а также миниатюрные сцинтилляционные детекторы. Для выравнивания энергетической зависимости чувствительности детекторы излучения снабжают фильтрами различного состава и различной конструкции.

Измерительная и вспомогательная информация в приборах обычно выводится на цифроаналоговые жидкокристаллические и светодиодные дисплеи. Питание приборов осуществляется от малогабаритных батарей или аккумуляторов.

Диапазон измерений по индивидуальному эквиваленту дозы может составлять 4 – 6 десятичных порядков и находиться в пределах от 1 мкЗв до 15 Зв; диапазон измерений по мощности индивидуального эквивалента дозы – от 1 мкЗв/ч до 1 Зв/ч. Диапазон порогов сигнализации по дозе и/или мощности дозы может составлять 3 – 5 десятичных порядков. Для аварийных условий диапазон измерений поглощенной дозы может находиться в пределах от 0.1 мГр до 15 Гр.

Ниже приводится описание используемых на российских АЭС индивидуальных электронных прямопоказывающих дозиметров.

Комплект дозиметров ДКГ-05Д (ДКГ-04Д).

Дозиметр (рис. 11.10) с двумя кремниевыми полупроводниковыми детекторами предназначен для оперативного, текущего и аварийного индивидуального дозиметрического контроля. Позволяет измерять текущую и суммарную величину индивидуального эквивалента дозы g-излучения Н_р(10) в диапазоне от 0.5 мкЗв до 15 Зв с основной погрешностью ±30%, а также мощность индивидуального эквивалента дозы g-излучения в диапазоне от 1 мкЗв/ч до 10 Зв/ч.

Энергетическая зависимость чувствительности в диапазоне энергий от 50 кэВ до 3.0 МэВ составляет ±30%. Дозиметр имеет звуковую и световую сигнализацию превышения порогов по дозе, мощности дозы, пределов измерения. В состав комплекта входят зарядное устройство одиночного или кассетного типа (на 16 дозиметров), считывающее устройство, а также программное обеспечение. Запоминание в энергонезависимой памяти до 2000 историй накопления дозы. Включение, выключение, установка порогов по дозе и мощности дозы. Очистка памяти, настройка осуществляются программно через считывающее устройство. Габаритные размеры (масса) дозиметра составляют 140´63´36мм (140 г).

Рис. 11.10. Внешний вид дозиметров ДКГ-05Д с зарядным
устройством

Система с программируемыми дозиметрами RAD-52S, RAD-62S (Финляндия), считывателями типа ADR-85 или ADR-1 (рис. 11.11) и комплектом программного обеспечения используется при проведении оперативного контроля доз облучения персонала g-квантами. Цифровой сигнальный дозиметр оснащен программируемой сигнализацией по дозе и мощности дозы излучения, имеет цифровой дисплей, постоянно показывающий текущее значение дозы или мощности дозы и сигнализирующий о превышении заданных порогов по дозе или мощности дозы. Работа дозиметра управляется микропроцессором, имеющим разнообразные функции, такие как функция самоконтроля и энергозависимая память для хранения данных.

Рис. 11.11. Дозиметр RAD-52S со считывателем ADR-1

Дозиметр имеет кремниевый детектор. Диапазон измерения мощности дозы составляет от 5 мкЗв/ч до 3 Зв/ч, дозы – от 1 мкЗв до 999 мЗв (RAD-52S) и от 0 до 9.99 Зв (RAD-62S). Точность измерения ±5% при значении мощности дозы 2 мЗв/ч. Энергетическая чувствительность в диапазоне энергий от 60 кэВ до 3 МэВ составляет ±25%. Дозиметр имеет семь видов сигнализации: доза, мощность дозы, время, разряд батареи, неисправность, переполнение по дозе и мощности дозы.

Порог сигнализации по дозе и мощности дозы: дискретность – 1 мкЗв во всем диапазоне измерения. Пороговые значения устанавливаются с помощью кнопки на дозиметре или оператором через считыватель. Считыватель ADR-1 используется для калибровки дозиметров перед выдачей их персоналу дежурным дозиметристом. Считыватель ADR-85 обычно устанавливается на входе в зону контроля, и владелец дозиметра задает свой код через клавиатуру, таким образом активизируя дозиметр для работы в зоне. В любой момент владелец дозиметра может увидеть на дисплее накопленную дозу и мощность дозы. С помощью дозиметра RAD-62S можно записать историю накопления дозы за 32 последовательных интервала длительностью от 1 до 255 минут каждый.

11.3.Автоматизированные системы
индивидуального дозиметрического контроля

На всех атомных станциях России внедрена в практику радиационного контроля (в различных модификациях) автоматизированная система индивидуального дозиметрического контроля (АСИДК).

АСИДК представляет собой функциональное объединение измерительного оборудования, оборудования и коммуникаций информационно-вычислительной сети (ИВС) и программного обеспечения.

Измерительное оборудование АСИДК, как показано на рис. 11.12, обеспечивает

– текущий, оперативный и аварийный контроль доз внешнего облучения;

– информационный, текущий, оперативный и аварийный контроль доз внутреннего облучения.

Рис. 11.12. Индивидуальный дозиметрический контроль

В качестве оборудования текущего контроля внешнего облучения используются автоматизированные комплексы термолюминесцентной дозиметрии, имеющие интерфейс связи с компьютером. Программное обеспечение ТЛД-комплекса должно обеспечивать создание файла, в структуре которого содержится информация по номеру дозиметра, дате измерения и измеренных значениях доз.

Несмотря на то, что АСИДК позволяет реализовать ручной ввод данных по дозам облучения персонала, для повышения скорости обработки данных рекомендуется комплектовать АСИДК АЭС автоматизированными комплексами термолюминесцентной дозиметрии:

– системы ДОЗАКУС производства Rados Technology (Финляндия);

– АКИДК-201, АКИДК-301;

– ДВГ-02Т, ДВГ-02ТМ.

В качестве оборудования оперативного контроля внешнего облучения в АСИДК используются системы электронных прямопоказывающих дозиметров, имеющие интерфейс связи с компьютером.

Среди производимых электронных прямопоказывающих дозиметров в рамках АСИДК АЭС возможно использование следующего оборудования:

– дозиметры RAD-51/52/62/80 и считыватели ADR-85/1/80 производства Rados Technology (Финляндия);

– дозиметр ДКГ-05Д и считыватель УС-05 производства НПП «ДОЗА»;

– дозиметр DMC2000 и считыватель LDM2000 производства фирмы MGPI;

– дозиметры Dosicard и считыватель LCB производства фирмы Eurisys Measures.

В качестве оборудования аварийного контроля внешнего облучения используются технические средства, предназначенные для текущего и оперативного контроля.

Для контроля внутреннего облучения на АЭС необходимо располагать тремя установками СИЧ:

– измерительный СИЧ на основе полупроводникового детектора (Ge или GeLi) эффективностью не менее 25%;

– контрольный СИЧ на основе сцинтилляционного детектора размером 150´150 мм или 150´100 мм;

– йодный СИЧ на основе сцинтилляционного детектора размером 40´40 мм или 63´63 мм.

Рассмотрим в качестве примера АСИДК Нововоронежской АЭС, структурная схема которой представлена на рис. 11.13.

Данная система успешно эксплуатируется на Нововоронежской АЭС с 1999 г. В ее составе используется следующее дозиметрическое оборудование:

– для текущего контроля внешнего облучения – системы ДОЗАКУС производства Rados Technology (Финляндия);

– для оперативного контроля внешнего облучения – электронные прямопоказывающие дозиметры RAD-52S, RAD-62S со считывателями ADR-85, ADR-1;

– для контроля внутреннего облучения – спектрометрические установки СИЧ со сцинтилляционными и полупроводниковыми блоками детектирования.

Рис. 11.13. Структурная схема АСИДК Нововоронежской АЭС

Программное обеспечение позволяет персоналу функционально взаимодействовать с системой ИДК посредством работы с соответствующими автоматизированными рабочими местами (АРМ):

– АРМ НС РБ (начальника смены отдела радиационной безопасности);

– АРМ ДИД (дежурного инженера-дозиметриста);

– АРМ инженера СИЧ и т.д.

Рабочие места объединены оптоволоконной связью. Каждая из программ сориентирована на осуществление определенного типа ИДК. Так, например, программа АРМ ДИД основана на данных по дозиметрическим нарядам, сформированных АРМ НС РБ, и предназначена для оперативного ИДК с использованием дозиметров RAD-52S, RAD-62S и считывателей ADR-85, ADR-1.

Программа АРМ ДИД предназначена для

– поиска и представления информации по дозиметрическим нарядам базы данных АСИДК;

– контроля работы считывателей, подсоединенных к компьютеру;

– настройки считывателей на работу с компьютером;

– автоматического режима работы АРМ со считывателями;

– входа в контролируемую зону с программированием выдаваемых дозиметром данными из оформленного в базе данных АСИДК дозиметрического наряда с учетом дозы, мощности дозы, времени нахождения в контролируемой зоне и годового контрольного уровня;

– выхода из контролируемой зоны с автоматическим считыванием полученной дозы и записи результатов в базу данных АСИДК с суммированием полученных доз по дозиметрическому наряду.

В целом АСИДК обеспечивает

– регистрацию дозиметрических нарядов на производство радиационно-опасных работ;

– автоматизацию процесса считывания с дозиметров полученных персоналом доз внешнего облучения и автоматическое занесение считанной информации в базу данных системы;

– автоматический расчет эффективной дозы облучения, включая дозу от внутреннего облучения, на любой момент времени;

– управление дозами облучения персонала на основе контроля индивидуальной эффективной дозы;

– возможность принятия решения по использованию персонала в зоне выполнения радиационно-опасных работ с повышенным уровнем мощности дозы с учетом годового контрольного уровня;

– автоматическое формирование, вывод на экран и принтер отчетной документации из базы данных ИДК;

– гибкость системы в условиях разной структуры подразделений, помещений, видов работ и оборудования атомной станции.

11.4.Носимые портативные дозиметры и
многофункциональные дозиметры-радиометры

Носимые портативные дозиметры и дозиметры-радиометры используются при оперативном дозиметрическом контроле для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы, а также для измерения (оценки) амбиентного эквивалента дозы, знание которых необходимо персоналу для выработки оптимального режима при выполнении определенной операции. Кроме того, дополнительно такие приборы позволяют измерять плотность потока b-частиц и в ряде случаев плотность потока a-частиц.

В этих приборах для снижения их массы обычно применяют малогабаритные детекторы. Поисковые дозиметры-радиометры часто комплектуются телескопической штангой, на которую устанавливается блок детектирования или только детектор. Измерительный пульт некоторых приборов имеет разъем для подключения наушников, которые позволяют определять по частоте звуковых сигналов тенденцию изменения интенсивности поля ионизирующего излучения.

Ниже приведено описание современных носимых дозиметров и дозиметров-радиометров, а также некоторых приборов, снятых с производства, но до настоящего времени используемых на российских АЭС.

Электронный прямопоказывающий дозиметр ДКГ-01И (рис. 11.14) с газоразрядными счетчиками СИ-29БГ и СИ-341 предназначен для измерения амбиентного эквивалента дозы g-излучения Н^*(10) в диапазоне от 10 мкЗв до 1 Зв и мощности амбиентного эквивалента дозы в диапазоне от 1 мкЗв/ч до 1 Зв/ч при основной погрешности измерений ±25%, а также для оценки интенсивности g-излучения с помощью звуковой сигнализации. Энергетическая зависимость чувствительности в диапазоне энергий от 0.05 до 3.0 МэВ составляет ±25%. Габаритные размеры (масса) – 152´82´35 мм (400 г).

Электронный прямопоказывающий дозиметр ДБГ-01Н (рис. 11.15) с двумя газоразрядными счетчиками СБМ-20 предназначен для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы g-излучения в диапазоне от 0.1 до 999.9 мкЗв/ч (два поддиапазона) при основной погрешности измерений ± (20 – 25)%, а также для обнаружения радиационного загрязнения и оценки уровня мощности амбиентного эквивалента дозы с помощью звуковой сигнализации. Энергетическая зависимость чувствительности в диапазоне энергий от 0.05 до 3.0 МэВ составляет ±25%. Габаритные размеры (масса) – 155´66´36 мм (250 г).

Рис. 11.14. Дозиметр Рис. 11.15. Дозиметр

ДКГ-01И ДБГ-01Н

Электронный прямопоказывающий дозиметр ДКГ-02У«Арбитр-М» (рис. 11.16) с четырьмя газоразрядными счетчиками СБМ-20 и одним счетчиком СИ-34Г предназначен для измерения амбиентного эквивалента дозы g-излучения в диапазоне от 1 мкЗв до 100 Зв и мощности амбиентного эквивалента дозы в диапазоне от 0.1 мкЗв/ч до 2 Зв/ч при основной погрешности измерений ±25%, а также для оценки радиационной обстановки с помощью звуковой и визуальной сигнализации превышения порогов по дозе и мощности дозы и осуществления поиска источников g-излучения с помощью аналоговой шкалы. Дозиметр имеет память на 100 результатов измерений даты и времени измерения; возможность передачи данных в компьютер; возможность набора и хранения в архиве наряду с результатом, датой и временем измерения текстовой цифробуквенной информации, например, места, где проводилось измерение мощности дозы. Габаритные размеры (масса) – 152´82´32 мм (300 г).

Рис. 11.16. Внешний вид дозиметра ДКГ-02У «Арбитр-М»

Электронный прямопоказывающий дозиметр ДРГ-01Т (ДРГ-01Т1) (рис. 11.17) с четырьмя газоразрядными счетчиками СБМ-20 и одним-двумя счетчиками СИ-34Г предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы g-излучения в режиме «Поиск» в диапазоне от 100 мкР/ч до 100 Р/ч, в режиме «Измерение» в диапазоне от 10 мкР/ч до 10 Р/ч при основной погрешности ±15%. Диапазон энергий g-излучения от 0.05 до 3.0 МэВ. Габаритные размеры (масса) – 175´90´55 мм (600 г).

Рис. 11.17. Дозиметр ДРГ-01Т

Дозиметр-радиометр альфа-, бета-, гамма- и нейтронного излучений МКС-АТ1117М (рис. 11.18) представляет собой многофункциональное носимое средство измерения с цифровой индикацией показаний, включающее в себя блок обработки и индикации информации (БОИ) со встроенным счетчиком Гейгера и внешние интеллектуальные блоки детектирования.

Предназначен для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы рентгеновского, g- и нейтронного излучений, плотности потока a- и b-частиц с загрязненных поверхностей, плотности потока нейтронов.

Из особенностей дозиметра-радиометра следует отметить

– высокую чувствительность и широкий диапазон измеряемых величин;

– поиск источников рентгеновского, g-, a-, b- и нейтронного излучений;

– звуковую и визуальную сигнализацию превышения пороговых уровней по дозе, мощности дозы и плотности потока;

– хранение в энергонезависимой памяти прибора и передача в ПЭВМ до 500 результатов измерения.

Рис. 11.18. Дозиметр-радиометр МКС-АТ1117М с набором блоков детектирования

Основные технические характеристики представлены в табл. 11.2.

Таблица 11.2

Основные технические характеристики дозиметра-радиометра
МКС-АТ1117М

Продолжение табл. 11.2

Дозиметр-радиометр ДКС-96 (рис. 11.19) – прибор с широким набором блоков детектирования, пользующийся большой популярностью в связи с простотой, универсальностью и надежностью. Девять типов блоков детектирования полностью обеспечивают выполнение всех задач дозиметрического и радиометрического контроля рабочих мест, окружающей среды и установок.

Рис. 11.19. Дозиметр ДКС-96 с набором блоков детектирования

Дозиметр предназначен для измерения

– амбиентного эквивалента дозы Н^*(10) и мощности амбиентного эквивалента дозы g-излучения и нейтронов;

– плотности потока g-излучения, a- и b-частиц.

Позволяет проводить

– автоматическую идентификацию прибором типа подключаемого блока детектирования;

– измерение всех видов ионизирующего излучения;

– цифровую и аналоговую индикацию;

– звуковую сигнализацию скорости счета.

Имеет память на 1000 результатов измерений и интерфейс для передачи записанной информации в компьютер. Работа проводится в автоматическом режиме с записью результатов измерений через заданный интервал (от 1 до 99 минут).

Основные технические характеристики дозиметра с некоторыми блоками детектирования приведены в табл. 11.3 – 11.5.

Дозиметр ДКС-96Г с блоком детектирования БДКС-96 (рис. 11.20) предназначен для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы g- и рентгеновского излучений, амбиентного эквивалента дозы Н^*(10) g- и рентгеновского излучений.

Рис. 11.20. Дозиметр ДКС-96Г с блоком детектирования БДКС-96

Таблица 11.3

Основные технические характеристики дозиметра ДКС-96Г с блоком детектирования БДКС-96

Тип детектора	Сцинтилляционный
Диапазон измерения – мощности амбиентного эквивалента дозы g-излучения – амбиентного эквивалента дозы g-излучения Н*(10)	от 0.1 мкЗв/ч до 1 Зв/ч     от 1 мкЗв до 1 Зв
Диапазон энергии	от 15 кэВ до 10 МэВ
Погрешность	± (15+8/Ах)2
Энергетическая зависимость чувствительности по отношению к энергии 662 кэВ (изотоп 137Сs)	в диапазоне энергий от 25 до 1250 кэВ (+20, -30)%; в диапазоне энергий от 1.25 до 10 МэВ (±15)%; в диапазоне энергий от 15 до 25 кэВ (±45)%
Габаритные размеры (масса)	Æ70´480 мм (2 кг)

Бета-радиометр ДКС-96Б1 с блоком детектирования БДЗБ-99 (рис. 11.21) предназначен для измерения потока b-излучения.

Рис. 11.21. Бета-радиометр ДКС-96Б1 с блоком детектирования БДЗБ-99

Таблица 11.4

Основные технические характеристики бета-радиометра ДКС-96Б1

Дозиметр нейтронного излучения ДКС-96Н с блоком детектирования БДМН-96 (рис. 11.22) предназначен для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы нейтронного излучения и амбиентного эквивалента дозы нейтронного излучения Н^*(10).

Рис. 11.22. Дозиметр нейтронного излучения ДКС-96Н с блоком
детектирования БДМН-96

Таблица 11.5

Основные технические характеристики дозиметра нейтронного
излучения ДКС-96Н

Тип детектора	Сцинтилляционный
Диапазон измерения – мощности амбиентного эквивалента дозы нейтронов – амбиентного эквивалента дозы нейтронов Н*(10)	от 0.1 мкЗв/ч до 10 мЗв/ч   от 1 мкЗв до 1 Зв
Диапазон энергии нейтронов	от 0.025 эВ до 10 МэВ
Погрешность	± (25+6/Ах)
Энергетическая зависимость чувствительности для типовых нейтронных спектров относительно спектра Pu-Be	не более ±40%
Габаритные размеры (масса)	386´256´250 (11 кг)

Дозиметр-радиометр ДРГ-05 (ДРГ-05М) (рис. 11.23) предназначен для измерения экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы рентгеновского и g-излучений в диапазоне энергий от 0.04 до10.0 МэВ и качественной оценки наличия b-излучения в диапазоне энергий от 0.2 до 3.0 МэВ.

Рис. 11.23. Дозиметр-радиометр ДРГ-05

В качестве блока детектирования используется сцинтилляционный детектор (воздухоэквивалентный сцинтиллятор на основе полистирола).

Диапазон измерения экспозиционной дозы от 0.1 мР до 10 Р (ДРГ-05) и от 1 мР до 10 Р (ДРГ-05М); диапазон измерения мощности экспозиционной дозы от 0.1 мкР/с до 10 мР/с (ДРГ-05) и от 0.01 мкР/с до 100 мР/с (ДРГ-05М).

О наличии b-излучения судят по разности показаний дозиметра при надетом на блок детектирования защитном стакане и без него.

Дозиметр-радоиметр КДГ-1 (рис. 11.24) предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы g-излучения в диапазоне от 10 мР/ч до 10³ Р/ч при основной погрешности измерения ±20%, а также индикации наличия b-излучения.

В качестве детекторов используются самогасящиеся газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера (галогенные счетчики типа СБМ-20 и СИ-38Г). Для корректировки энергетической зависимостью чувствительности счетчики экранируются компенсирующими фильтрами.

Рис. 11.24. Дозиметр-радоиметр КДГ-1

Сцинтилляционный дозиметр-радоиметр СРП-68-01 (рис. 11.25) предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы g-излучения, а также поиска источников ионизирующего излучения. В состав прибора входит блок детектирования БДГ4-01 со сцинтиллятором NaI(Tl) и измерительный пульт РПГ 4-01, шкала которого отградуирована в единицах мощности экспозиционной дозы от 0 до 3000 мкР/ч (5 поддиапазонов) и единицах потока g-излучения от 0 до 10⁴ с^-1.

Рис. 11.25. Дозиметр-радиометр СРП-68-01

Радиометр КРБ-1 (рис. 11.26) предназначен для контроля степени загрязнения поверхностей b-активными веществами в диапазоне 1·10–1·10⁷ расп./(см²·мин) (6 поддиапазонов). В качестве детекторов излучения используются газоразрядные самогасящиеся счетчики Гейгера-Мюллера типа СИ-8Б и СИ-19БГ.

При наличии g-фона используется стальной экран толщиной 2 мм, полностью экранирующий b-излучение, что позволяет по разности показаний счетчиков без экрана и с экраном проводить измерения b-загрязненности поверхностей.

Рис. 11.26. Радиометр КРБ-1

Радиометр КРА-1 (рис. 11.27) предназначен для измерения загрязненности поверхности a-активными веществами в диапазоне 1 – 10⁴ расп./(см²·мин) (4 поддиапазона). В качестве блока детектирования используется ФЭУ-85А со сцинтиллятором в виде тонкого слоя ZnS(Ag), нанесенного на подложку из органического стекла площадью 100 см².

Рис. 11.27. Радиометр КРА-1

Глава 12