Методы измерения основных параметров ИИ
Принцип обнаружения (нейтронов, у-лучей, Р- и а-частиц, рентгеновских лучей) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены.
К таким изменениям среды относятся изменения электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых металлов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски некоторых химических растворов.
Для обнаружения и измерения ИИ используют следующие методы: ионизационный, сцинтилляционный, фотографический и химический.
Ионизационный метод основан на том, что в среде (газовом объеме) под воздействием ионизирующих излучений происходит ионизация атомов (молекул), создающая электропроводность среды. Если в нее поместить два электрода, к которым подано напряжение постоянного тока, то между электродами возникнет направленное движение ионов, т.е. появляется ионизационный ток, который легко может быть измерен. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ИИ. Устройства, воспринимающие ИИ, называются детекторами излучений. В качестве детекторов в дозиметрических приборах используются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики различных типов.
Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство (рис. 5.1).
При отсутствии ИИ в цепи ионизационной камеры тока не будет, так как воздух является изолятором. При воздействии ИИ молекулы воздуха ионизируются и в цепи камеры возникает ионизационный ток. Числовое значение ионизационного тока пропорционально интенсивности ИИ, воздействующих на камеру. Ионизационный ток регистрируется микроамперметром.
Для измерения ИИ малой интенсивности применяется газоразрядный счетчик (счетчик Гейгера-Мюллера). Он позволяет измерять интенсивность ИИ в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой.
Газоразрядный счетчик (рис. 5.2) представляет собой полый, герметичный металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разряженной смесью инертных газов (аргона, неона) с некоторыми добавками. Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счетчика.
Рис. 5.1. Принципиальная схема приборов, работающих на ионизационном методе: / - воспринимающее устройство (ионизационная камера или газоразрядный счетчик);
2 - усилитель ионизационного тока (включает электрометрическую лампу);
3 - нагрузочное сопротивление; 4 - регистрирующее устройство (микроампермстр);
5 - источник питания (сухие элементы или аккумуляторы); 6 - выключатель
К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подается напряжение. При отсутствии ИИ свободных ионов нет, следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии ИИ в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица ИИ, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности ИИ.
Большинство современных дозиметрических приборов работает на основе ионизационного метода.
Сцииптпляционный метод основан на том, что некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий и др.) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Возникновение свечения является следствием возбуждения атомов под действием излучений. При возвращении в основное состояние атомы испускают фотоны видимого света различной яркости (сцинтилляция). Эти фотоны улавливаются специальным прибором - так называемым фотоэлектронным умножителем, способным регистрировать каждую вспышку.
Сцинтилляционный метод положен в основу работы индивидуального измерителя дозыИД-11.
Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения, полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры, которые используются лицами, периодически подвергающимися внешнему воздействию ИИ (представителями радиационно-опасных профессий). Химический метод основан на том, что молекулы некоторых веществ в результате воздействия ИИ распадаются, образуя новые химические соединения. Количество вновь образованных химических веществ можно определить по изменению плотности окраски реактива, с которым вступает в реакцию вновь образованное химическое соединение. Этот метод положен в основу принципа работы ранее выпускавшегося химического дозиметра гамма-нейтронного излучения ДП-70МП. |
Фотографический метод основан на почернении фотоэмульсии. Под воздействием ИИ молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение пленки при ее проявлении.
Рис. 5.2. Газоразрядный
счетчик:
1 - корпус счетчика;
(катод); 2 - нить счетчика
(анод); 3 - выводы;
4 - изоляторы
Характеристика дозиметрических приборов
■
Индикаторы-сигнализаторы
Индикатор-сигнализатор ДП-64 (рис. 5.3) предназначен для постоянного наблюдения и оповещения о наличии радиоактивной зараженности местности. Он работает в следящем режиме и обеспечивает звуковую и световую сигнализацию при достижении на местности мощности дозы
гамма-излучения 0,2 Р/ч (0,2-10"Тр/ч).
Конструкция прибора предусматривает его установку в помещениях командных пунктов, пунктов управления, дежурного по станции и защитных сооружений с выносом воспринимающего устройства (датчика) за пределы помещения на открытую местность, что дает возможность вести наблюдение, не выходя из помещения.
Датчик прибора соединен с пультом сигнализации кабелем длиной 30 м. С помощью второго кабеля пульт подключается к источнику электрического питания. В датчике размещены детектор ИИ (газоразрядный счетчик)и контрольный радиоактивный препарат.
Рис. 5.3. Индикатор-сигнализатор ДП-64:
/ - пульт сигнализации; 2 - тумблер работа-контроль; 3 - тумблер питания;
4 - кабель питания; 5 - датчик (выносной блок); 6 - лампочка световой сигнализации;
7 - динамик звуковой сигнализации
Тактико-технические характеристики
Начало срабатывания сигнализации при МДИ 0,2 Р/ч
Готовность к действию после включения через 30 с
Работоспособность в интервале температур от—40до+50°С
Питание:
от сети переменного тока. 127/220В
от аккумуляторов............... 6 В
Время срабатывания сигнализации не более 3 с
Индикатор радиоактивности индивидуальный ИРИ-1предназначен для оценки мощности экспозиционной дозы рентгеновского и у-излучения населением, проживающим в районах размещения радиационно-опасных объектов.
Индикатор позволяет осуществлять индивидуальный радиационный контроль в бытовых условиях, производить приблизительную оценку уровня радиоактивности загрязнения продуктов питания и кормов от 3700 Бк/кг (Бк/л) (по у-излучению) в районах с опасным для здоровья уровнем радиоактивного загрязнения.
На основании показаний индикатора можно делать только предварительные выводы об изменении уровня радиационного фона, о возможности усложнения радиационной обстановки. Индикатор может применяться населением в дополнение к существующему государственному централизованному радиационному контролю.
Конструктивно прибор выполнен в одном пластмассовом корпусе (рис. 5.4). В качестве детектора излучения использован газоразрядный счетчик СБМ-20 с корректирующим свинцовым фильтром для выравнивания энергетической зависимости чувствительности.
Подготовка к работе
1.Установить в блоке питания элементы питания, соблюдая поляр
ность.
2.Нажать кнопку 2 "Проверка питания", стрелка индикатора должна
находиться в пределах красного сектора шкалы стрелочного индикатора 1.
Если стрелка находится в зеленом или желтом секторах шкалы, необхо
димо заменить элементы питания.
Порядок работы
1.Расположить индикатор на расстоянии 1 м от поверхности земли
или объекта.
2.Включить прибор переключателем 3. По истечении 1 мин после
включения стрелка цветного индикатора укажет МДИ.
3.Нахождение стрелки индикатора в пределах зеленого сектора шка
лы свидетельствует о нормальной радиационной обстановке. Переход
стрелки в желтый сектор шкалы может свидетельствовать о наличии ра-
диоактивного загрязнения или повышенного содержания естественных радионуклидов в строительных материалах. Если стрелка находится в красном секторе шкалы, необходимо покинуть данное место пребывания и обратиться за помощью к специалистам.
Оперативный контроль осуществляется по частоте звуковых сигналов. Включение звуковой сигнализации производится переключателем 4. Увеличение частоты сигналов соответствует пропорциональному увеличению мощности экспозиционной дозы рентгеновского или у-излучения. При МДИ более 1 мР/ч индуцируется непрерывный звуковой сигнал, а стрелка индикатора находится в крайнем правом положении.
Рис. 5.4. Индикатор ИРИ-1: / - шкала стрелочного индикатора; 2 - кнопка проверки питания;
3 - клавиша включения (выключения) прибора;
4- клавиша включения звуковой сигнализации
Тактико-технические характеристики
Диапазон измерений у-излучений 0,10-250 мкР/ч
Диапазон измерения МДИ с разбивкой на три поддиапазона (секторы шкалы):
зеленый........................................... 10-60 мкР/ч
желтый....................................... 60-120 мкР/ч
красный........................................ 120-250 мкР/ч
Время установления рабочего режима не более 4 с
Основная погрешность измерений ±30 %
Частота следования сигналов..... 1 имп. за 1,5-2 с
Питание........................................ элементы типа НЛ-2325
или Д-0,06 (4 шт.)
Габаритные размеры.................... 142x73x40 мм
Масса 350 г
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 351;