Дозиметрични инструменти и тяхното използване
ДЪРЖАВНО УЧЕБНО ЗАВЕДЕНИЕ
ВИСШЕ ПРОФЕСИОНАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ
"ВОРОНЕЖКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ"
Резюме по темата:
"Дозиметрични инструменти и тяхното използване"
Изработено от студент гр.ПТ-081
Проверен от Аврамов З.А.
Дозиметричните уреди са предназначени за: - контрол на облъчването - получаване на данни за погълнати или експозиционни дози радиация от хора и селскостопански животни; - контрол на радиоактивното замърсяване с радиоактивни вещества на хора, селскостопански животни, както и на машини, транспорт, оборудване, лични предпазни средства, облекло, храна, вода, фураж и други обекти; -радиационно разузнаване - определяне нивото на радиация на терена. Инструменти, предназначени за измерване на дози йонизиращо лъчение или количества, свързани с дозите. Дозиметричните инструменти могат да служат за измерване на дози от един вид радиация (g-дозиметри, неутронни дозиметри и др.) или смесени радиации. Дозиметричните устройства за измерване на експозиционни дози на рентгеново и g-лъчение обикновено се калибрират в рентгени и се наричат рентгенометри. Дозиметричните инструменти за измерване на еквивалентната доза, която характеризира степента на радиационна опасност, понякога се калибрират in rem и често се наричат барметри. Радиометрите измерват активността или концентрацията на радиоактивни вещества.
Типична блокова диаграма е показана нафиг. 1.
Радиационната енергия се абсорбира в детектора, което води до появата на радиационни ефекти, чиято величина се измерва с помощта на измервателни уреди. По отношение на измервателната апаратура детекторът е сигнален датчик. ПоказанияДозиметричните устройства се регистрират от изходното устройство (точкови измервателни уреди, записващи устройства, електромеханични броячи, звукови или светлинни сигнализатори и др.).
В зависимост от вида на детектора биват:йонизационни дозиметри,сцинтилационни, луминесцентни, полупроводникови, фотодозиметрии др. Дозиметричните устройства се класифицират по предназначение, вид на детекторите, измерване на вида на радиацията, естеството на електрическите изходни сигнали на детектора, преобразувани от електронна схема. По предназначение всички устройства се разделят на следните групи.Индикаторитеса най-простите устройства, използвани за откриване на йонизиращо бета и гама лъчение и за оценка на мощността на дозата. Тези устройства имат най-простите електрически вериги със светлинни и звукови аларми. С помощта на индикатори се определя дали мощността на дозата се увеличава или намалява. Детекторът е газоразряден брояч на Гайгер.Рентгенометриса проектирани да измерват мощността на дозата на рентгеново и гама лъчение в диапазона от стотни от рентгеновото лъчение до няколко рентгенови лъча на час (R/h). Като детектори в радиометрите се използват йонизационни камери или газоразрядни броячи.Радиометри(измерватели на радиоактивност) се използват за откриване и определяне на степента на радиоактивно замърсяване на повърхности, оборудване, въздушни обеми, главно алфа и бета частици, както и за измерване на ниски нива на гама лъчение. Детекторите в радиометрите са газоразрядни и сцинтилаторни броячи. Дозиметрите са предназначени за определяне на общата доза гама-лъчева експозиция, получена от рентгенолози и рентгенолози и др. Индивидуалните дозиметри са миниатюрни и малогабаритни йонизационни камери или фотокасети с филм. Комплектът, състоящ се от комплект йонизационни камери и зарядно-измервателно устройство, представлява комплект за индивидуален дозиметричен контрол. Като детектори в комплекта се използват йонизационни камери, крайни броячи и броячи на фоторезистори. Дозиметрите се използват за измерване на всички видове йонизиращи лъчения, както и на неутронни потоци. Всички дозиметрични инструменти се разделят надискретни(импулсни) инепрекъснати (аналогови) според принципа на действие. При първия частици или фотони от контролирано излъчване се преобразуват от детектори в последователни кратки импулси от електрически сигнали, т.е. електрическата верига изпълнява функцията за преобразуване и усилване на сигнали. На второ място, детекторът преобразува излъчването, което действа върху него, в непрекъснат постоянен ток, а електрическата верига изпълнява функцията на усилване и преобразуване на постоянния ток. Съвременните дозиметрични инструменти работят на базата на йонизационния метод и техните основни компоненти са: 1) детектори на йонизиращи лъчения като основни елементи на информационните сензори (йонизационни камери, газоразрядни броячи или сцинтилатори); 2) електронни схеми за преобразуване на импулси; 3) измервателни (показващи, записващи, цифрови печатни и др.) инструменти, чиито скали са калибрирани директно в единици на тези физически величини, за които е предназначен инструментът. Дозиметричните уреди се разделят на четири групи според конструкцията си: 1)индивидуални(джобни), предназначени за измерване на получената доза облъчване при носенето им; 2)за носене,със самостоятелно захранване, предназначени за измерване на дозата по време на носене; 3)преносим, чийто дизайн позволяваносете ги в изключено състояние, например настолни уреди; 4)стационарни, чийто дизайн не предвижда възможност за пренасянето им. Стационарните устройства включват устройства на пързалки и ролки. Личните устройства за наблюдение се използват за измерване на погълнатата доза, получена от техния носител. За тази цел са предназначени три вида устройства: джобни кондензаторни камери; джобни електрически камери; филмови дозиметри. Показанията на дозиметрите (от индивидуалния комплект) се отчитат от скалата на зарядно-измервателния уред. На същото устройство се зареждат йонизационни камери. За разлика от кондензаторните камери, дозиметрите с директно отчитане показват количеството получена доза в даден момент от време и са особено полезни при работа в условия на повишена радиоактивност, например по време на ремонтни и аварийни работи. Филмовият дозиметър е най-надеждният инструмент за лично наблюдение и е особено ценен с това, че дава обобщена информация за погълнатата доза, осигурявайки надеждни резултати за сравнително дълго време. Работата му не се влияе от стайна температура, влажност, слънчева светлина, механични удари и други фактори. При използване на дозиметрични инструменти се използват следните най-често използвани термини.
Ограничения (диапазони) на измервания- Минималните и максималните стойности на измерената стойност, в рамките на които грешката в измерването не надвишава основната стойност.Алармен диапазон или чувствителност към минимална стойност и е възможно и максималната стойност и е възможно. Uredстойност, отнасяща се до номиналната стойност на работния диапазон на устройството. Основната грешка включва грешки на калибриране и индикатор, както и статистическа грешка.
Допълнителна грешка— промяна в показанията на индикатора под въздействието на дестабилизиращи фактори, отнасящи се до показанията при нормални условия.
Съгласно GOST са установени следните мерни единици в областта на радиоактивността и йонизиращото лъчение. Изотопна (радионуклидна) активност в радиоактивен източник, т.е. броят събития на разпадане на даден изотоп, възникващи за единица време (разпадания за секунда). Разрешено е използването на извънсистемна единица Кюри; 1 Кюри = 3,7 x 1010 diss/s.
Плътността на потока на йонизиращите частици или кванти се измерва с броя на частиците или квантите в секунда на квадратен метър. Мерна единица: алфа частица/(cm2); гама кванти/(s-m2). Интензитетът на радиацията, отнесен към площта на напречното сечение на сферата, е енергията на йонизиращото лъчение, влизаща в тази сфера за единица време. Измерва се във ватове на квадратен метър.
Погълната радиационна доза— количеството радиационна енергия, предадена на средата и свързана с единицата маса на средата. Мерната единица е джаул на килограм и рад. Мощността на погълнатата доза се измерва във ватове на килограм, а извънсистемната единица е рад за секунда. Мощността на експозиционната доза на рентгеново и гама лъчение се измерва в ампери на килограм и извънсистемна единица рентген за секунда.
Комплект индивидуални дозиметри KID-2 е предназначен за определяне на експозиционната доза на рентгеново и гама лъчение, получено от персонала по време на работа. Комплектът на уреда се състои от конзола за зареждане и измерване, дозиметри в количество от 20 и 50 броя, два йонизационни цвятакондензаторни камери, предназначени за доза от 0,05 и 1 рентген.
Принципът на работа на дозиметъра се основава на измерване на остатъчния заряд на кондензаторната камера. При облъчване с рентгеново или гама лъчение от стените на камерата се избиват електрони, които, йонизирайки въздуха вътре в камерата, променят заряда на камерата пропорционално на получената доза радиация. Остатъчният заряд се измерва с електрометричен усилвател, който представлява катоден повторител с микроамперметър в катодната верига, чиято скала е градуирана в рентгени и има цветни сектори, съответстващи на цвета на йонизационните камери (0,05 рентген - зелено, 1 рентген - червено). Захранващият блок се състои от мрежов трансформатор, токоизправител, стабилизатор и преобразувател на напрежение. Консумирана мощност при захранване: мрежа 3.5W; от батерии и акумулатори 1.5 W. Размери: конзола за зареждане и измерване 228x161x130 mm; двукамерен (дозиметър) диаметър 17 мм, дължина 111 мм. Теглото на зарядно-измервателния уред е 4 кг, дозиметърът е 60 г. Милирентгенометър ПМР-1М е предназначен за измерване на мощността на експозиционната доза на рентгеново и гама лъчение в лабораторни и производствени условия. Електрическата верига на уреда се състои от сензор, изпълнен под формата на две йонизационни камери (общ обем 300 cm2), електрометричен усилвател, измервателно устройство и захранване. Под действието на гама лъчение в обема на йонизационната камера въздухът се йонизира и под въздействието на напрежение, подадено към електродите на камерата, във веригата на камерата възниква ток, който създава спад на напрежението върху входното съпротивление, пропорционален на мощността на дозата на облъчване. Стойността на напрежението на входното съпротивление се измерва с електрометричен усилвател. Устройството се захранва отгалванични клетки, осигуряващи 60 часа работа. Сцинтилационният гама дозиметър SGD-1 е предназначен за измерване на мощността на дозата на рентгеново и гама лъчение в лабораторни и индустриални условия. Електрическата схема на дозиметъра се състои от фотоумножител (датчик), усилвател за постоянен ток, измервателно устройство, верига за стабилизиране на напрежението и преобразувател на напрежение с три токоизправителя. Измерването на мощността на рентгеновата и гама дозата се основава на измерването на средния интензитет на сцинтилация на въздушно-еквивалентен сцинтилатор, който е пропорционален на измерената мощност на дозата. Устройството се захранва от електрическата мрежа и от галванични клетки. Преносимият медицински микрорентгенометър MRM-2 е предназначен за измерване на мощността на експозиционната доза на рентгеново и гама лъчение в лабораторни условия при проверка на защитни средства. Радиационният детектор в уреда е сферична йонизационна камера с обем 300 cm3. Камерата е изработена от въздушно-еквивалентен материал, което дава възможност за измерване на мощността на експозиционната доза на меко рентгеново лъчение от 25 до 100 keV. За измерване на мощността на експозиционната доза на силно рентгеново лъчение (от 100 keV и повече), както и на гама-лъчение, йонизационната камера е затворена с алуминиева капачка, което е необходимо, за да се намали зависимостта на показанията на инструмента при промяна на енергията на лъчение. При облъчване с рентгеново или гама лъчение в обема на йонизационната камера възниква йонизационен ток, пропорционален на мощността на експозиционната доза. Йонизационният ток, преминаващ през голямо съпротивление, създава в него спад на напрежението, който се преобразува от динамичен кондензатор в променливо напрежение. Това напрежение нараства следректификацията се измерва със стрелково устройство. Показанията на устройството са пропорционални на тока на йонизационната камера и съответно на измерената мощност на експозиционната доза на рентгеново или гама лъчение.