Лабор.раб -ЗН+БЖЧ(Дозим.,Нэ,Ам)-Ч 1

10

На шкале имеется закрашенный сектор, предназначенный для контроля неисправности источника питания.

3. Переключатель рода работы - имеет 8 фиксированных положений: О - прибор выключен; ▲ - прибор находится в положении контроля.

200; х1000; х100; х10; х1; х0,1 – рабочие диапазоны прибора.

Отсчет показаний производится по шкале с последующим умножением на соответствующий коэффициент поддиапазона. Участки шкалы от нуля до первой значащей цифры являются нерабочими. Прибор имеет звуковую индикацию на всех поддиапазонах, кроме первого (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Отсчет показаний

Время установления показаний на разных поддиапазонах - неодинаково, что оказывает влияние на мощность измерений. Чем ниже уровни радиации, тем больше время измерения.

4. Кнопка сброса показаний прибора (×). Так как стрела миллиамперметра не имеет обратного хода, то, при переходе с поддиапазона на поддиапазон, надо стрелку прибора возвратить на ноль нажатием этой кнопки.

На пульте прибора имеется гнездо для подключения головных телефонов, которые производят звуковую индикацию при наличии радиоактивного излучения.

Снизу под крышкой имеется отсек для размещения источников питания (трех батарей типа Кд-1, две из которых питают электрическую схему прибора, а одна - лампочку подсветки шкалы прибора). При необходимости вместо батарей можно использовать делитель напряжений, подсоединенный к источнику постоянного тока с напряжением сети 12 В или 24 В.

Блок детектирования имеет цилиндрическую форму, выполненную из металла, внутри которого размещены газоразрядные счетчики. Корпус блока детектирования имеет эллипсовидный вырез, закрытый прозрачным целлулоидом, предназначенный для

12

земли, переключатель поддиапазонов последовательно ставится в положение 200, х1000, х100 и далее, пока стрелка микроамперметра не отклонится и не остановится в пределах шкалы. Показания стрелки умножается на соответствующий коэффициент поддиапазона.

Зонд прибора при измерениях уровней радиации может находиться и в чехле прибора, но тогда показания надо умножить на коэффициент экранизации тела, равный 1,2.

3.5 Порядок измерения уровня радиоактивного загрязнения объектов

Измерение, как правило, производится на незараженной местности или в местах, где внешний гамма-фон не превышает предельно допустимого заражения объекта более чем в три раза.

Гамма-фон измеряется на расстоянии 15…20 м от зараженных объектов аналогично измерению уровней радиации на местности. Степень радиоактивной зараженности поверхности тела человека, а также сельскохозяйственных животных, техники, транспорта, продовольствия и воды определяют путем измерения мощности дозы гамма излучения на расстоянии 1…1,5 см от этих объектов. Экран зонда при этом находится в положении “Г”. Зонд подносят к объекту стороной, на которой расположены два упора. Медленно перемещая зонд над поверхностью объекта, определяют место максимального заражения по наибольшей частоте щелчков в головных телефонах или по максимальному показанию микроамперметра. Затем зонд устанавливают упорами к поверхности на высоте 1…1,5 см, и после остановки стрелки снимают показания прибора. Полученные данные сравнивают с величиной гамма - фона. Если они более гамма - фона, определяется величина радиоактивного заражения объекта: из значения измеренной мощности вычитается величина гамма - фона, которая предварительно делится на коэффициент, учитывающий экранирующее действие контролируемого объекта.

Эти коэффициенты равны:

-для человека - 1,2;

-для бронированной техники - 2;

-для автотранспорта - 1,5.

Для обнаружения бета-зараженности объекта экран зонда прибора устанавливается в положение “Б”. Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с показаниями по гамма - излучению свидетельствует о наличии бетаизлучения, а следовательно, о заражении обследуемого объекта бета-

13

и гаммарадиоактивными веществами. При измерении зараженности жидких и сыпучих веществ на зонд прибора надевается чехол из полиэтиленовой пленки для предохранения его от загрязнения радиоактивными веществами.

4 Измерение экспозиционных доз γ- облучения с помощью прибора ДП-22В.

Комплекты индивидуальных дозиметров ДП-22В (ДП-24), имеющие в составе дозиметры карманные прямопоказывающие ДКП-50А, предназначены для контроля экспозиционных доз γ- облучения, получаемых людьми при работе на зараженной радиоактивными веществами местности или при работе с открытыми и закрытыми источниками ионизирующих излучений. Диапазон измерения γ-излучения от 2 до 50 Р.

4.1 Состав прибора

Комплект состоит из зарядного устройства типа ЗД-5 и индивидуальных дозиметров карманных прямопоказывающих типа ДКП50А. В комплекте ДП22В - 50 дозиметров ДКП-50А, в комплекте ДП-24 – 5 шт. Комплект дозиметров переносится и хранится в футляре.

Зарядное устройство предназначено для зарядки дозиметров типа ДКП50А. Питание зарядного устройства осуществляется от двух сухих элементов типа 1,6 ПМЦ-У-8. Электросхема прибора преобразует напряжение этих элементов в потребляемый ток 200 мА и напряжение на выходе зарядного устройства, плавно регулируемое в пределах от 180 до 250 В на верхней панели зарядного устройства.

В состав комплекта входит (рисунок 1.3): 1. Корпус зарядного устройства.

Рисунок – 1.3 Комплект дозиметров ДП-22В (ДП-24)

2. Ручка потенциометра (для плавного регулирования напряжения). З. Зарядное гнездо с колпачком.

4. Крышка отсека питания.

Дозиметр карманный прямопоказывающий типа ДКП-50А

14

предназначен для измерения экспозиционных доз γ - излучения. Конструктивно он выполнен в форме авторучки.

Дозиметр состоит из дюралевого корпуса , в котором расположена малогабаритная ионизационная камера с конденсатором электроскоп, отсчетное устройство и зарядная часть.

Основная часть дозиметра - малогабаритная ионизационная камера, к которой подключен конденсатор с электроскопом. Внешним электродом системы камера-конденсатор является дюралевый корпус , внутренним электродом - алюминиевый стержень . Электроскоп образует изогнутая часть внутреннего электрода (держатель) и приклеенная к нему платинированная визирная нить .

Впередней части корпуса расположено отсчетное устройство - микроскоп с 90× увеличением, состоящий из окуляра , объектива и шкалы. Шкала имеет 25 делений (от 0 до 50). Цена каждого деления соответствует

2 Р.

Взадней части корпуса находится зарядная часть, состоящая из диафрагмы с подвижным контактным штырем . При нажатии штырь замыкается с внутренним электродом ионизационной камеры. При снятии нагрузки контактный штырь диафрагмы возвращается в исходное положение. Зарядную часть дозиметра предохраняет от загрязнения защитная оправа .

Принцип действия дозиметра подобен действию простейшего электроскопа. В процессе зарядки дозиметра визирная нить электроскопа

отклоняется от внутреннего электрода под влиянием сил электростатического отталкивания. Отклонение нити зависит от приложенного напряжения, которое при зарядке регулируют и подбирают так, чтобы изображение визирной нити совместилось с нулем шкалы отсчетного устройства.

При воздействии γ - излучений на заряженный дозиметр в рабочем объеме камеры возникает ионизационный ток. Ионизационный ток уменьшает первоначальный заряд конденсатора и камеры, а, следовательно, и потенциал внутреннего электрода. Изменение потенциала, измеряемого электроскопом, пропорционально экспозиционной дозе γ - облучения. Изменение потенциала внутреннего электрода приводит к уменьшению сил электростатического отталкивания между визирной нитью и держателем электроскопа. В результате визирная нить сближается с держателем, а изображение ее перемещается по шкале отсчетного устройства.

4.2 Подготовка прибора к работе

-Осмотреть комплект прибора.

-Подключить источник питания к зарядному устройству.

-Ручку потенциометра зарядного устройства повернуть влево до

15

отказа.

-Вставить дозиметр в зарядное гнездо зарядного устройства, предварительно свинтив защитную оправу и слегка нажав на него (включится подсветка зарядного гнезда).

-Наблюдая в окуляр и поворачивая ручку потенциометра вправо, установить нить на «0» шкалы.

-Вынуть дозиметр из зарядного гнезда.

-Проверить положение нити на свет: ее изображение должно быть на отметке «0», завернуть защитную оправу дозиметра и колпачок зарядного гнезда.

4.3 Порядок использования

Заряженный измеритель дозы выдается людям, которые могут оказаться на местности, загрязненной радионуклидами. Учет облучения ведут в специальном журнале, в котором также указывают, кому и когда выдан дозиметр, его тип, номер, и положение нити во время выдачи.

Считывание дозы облучения производят путем просмотра через окуляр, при этом нить измерителя дозы должна быть в вертикальном положении.

Для определения величины саморазрядки дозиметра один из них оставляется на пункте выдачи как контрольный.

5. Контрольные вопросы

1. Методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений известны. Сущность ионизационного метода измерений.

2. Определение радиометрам и дозиметрам.

3. Классификация приборов для измерения радиоактивности.

4. Назначение прибора ДП-5В. Устройство и комплектность прибора.

5. Порядок подготовки к работе прибора ДП-5В.

6. Порядок проведения измерений прибором ДП-5В.

7. Назначение прибора ДП-22В. Устройство и комплектность прибора.

8. Порядок подготовки к работе прибора ДП-22В.

Лабораторная работа № 2

16

дозиметрическими величинами приборов для измерения радиоактивности.

– выполнить измерения мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;

– выполнить измерения плотности потока бета-излучения с загрязненных поверхностей

Материальное обеспечение: Прибор комбинированный для измерения ионизирующих излучений РКСБ-104, образцы элементов строительных материалов.

Порядок выполнения работы

1.Изучить и законспектировать теоретическую часть

2.Произвести измерения ионизирующих излучений с помощью приборов РКСБ-104

3.Оформить отчет, ответить на вопросы преподавателя

1 Теоретическая часть

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер.

Исследования радиоактивного излучения показали, что оно имеет сложный состав и содержит три вида лучей - альфа, бета, гамма.

- лучи. He24 - ядра атома гелия .

- лучи - тяжелые частицы с малой проникающей способностью. Длина пробега -частицы в воздухе составляет примерно 3-9 см, в биологической ткани 0,05 мм.

Скорости с которыми -частицы вылетают из распавшегося ядра колеблются для разных ядер в пределах 1,4 107 до 2 107 м/с.

-частицы имеют большую ионизирующую способность: на пути пробега в воздухе образуется от 100 000 до 300 000 пар ионов.

- лучи - легкие частицы с большой проникающей способностью. Бета-лучи представляют собой поток летящих электронов. Их скорость близка к скорости света 270 000 км/с. Длина пробега -частиц в воздухе в зависимости от энергии может достигать 1 м и даже больше, они проникают в биологическую ткань на глубину 0,3 - 0,5 см.

Алюминиевая пластинка, толщиной 1,5 мм полностью задерживает-излучение. На своем пути пробега -частицы образуют от 1 000 до 50 000 пар ионов.

- лучи. По своим свойствам -лучи напоминают рентгеновские, но обладают большой проникающей способностью. Скорость

17

распространения -лучей около 3·108 м/с, Е = 20 МэВ, как и у всех электромагнитных волн. Путь пробега в воздухе превышает 100 м. Это излучение проходит сквозь тело человека. Для защиты от -излучения применяют бетонные стены толщиной 1,5 - 2,0 м или преграды из материалов со значительным поглощением, например, свинец. Для двукратного ослабления -излучения с энергией с энергией 0,1 МэВ и 2 МэВ необходим слой свинца толщиной соответственно 0,12 мм и 1,4 мм.

Ионизирующее излучение (ИИ) – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию в этой среде ионов разных знаков и свободных радикалов.

Согласно современной теории существует 2 вида излучений:

–волновое (квантовое);

–корпускулярное.

К волновому виду относятся электромагнитные излучения с разной (обычно короткой) длинной волны - рентгеновские и -излучение.

Природным источником -излучения является солнце. Это излучение поглощается земной атмосферой. Если бы это не происходило, то рентгеновское излучение пагубно действовало на все живое на земле.

Искусственное рентгеновское излучение создается с помощью специальных аппаратов (ускорителей) для использования в медицинских целях, а также возникает при ядерных реакциях.

К корпускулярному виду излучений относятся излучения нейтральных частиц - нейтроны, нейтрино и различных заряженных частиц таких как - альфа, бета-частицы, протоны и другие.

Пучки заряженных элементарных частиц, ядра легких элементов, ионов оказывают ионизирующее воздействие на вещество, через которые они проходят. Опосредованное ионизирующее воздействие оказывают и нейтральные частицы, прежде всего нейтроны: в результате взаимодействия этих частиц с ядрами веществ испускаются ядром протон и гамма-квант, которые и вызывают ионизацию среды.

-излучение обладает наименьшей ионизирующей способностью.-излучение не является самостоятельным видом излучения.

Возникает излучение при делении тяжелых ядер.

В дозиметрии радиационное воздействие оценивается следующими характеристиками: проникающей способностью и ионизирующей способностью.

-излучение обладает наименьшей проникающей способностью и наибольшей ионизирующей способностью, чем и -излучение.

-излучение обладает наибольшей проникающей способностью, но наименьшей ионизирующей, чем -излучение.

-излучение обладает наибольшей проникающей способностью, чем- и -излучение и наименьшей ионизирующей, чем -излучение.

18

Хотя радиационные воздействия в той или иной мере сопровождают человека с давних времен, но все же по своей природе радиация вредна для организма, особенно, в случае превышения допустимых норм. Мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразия возбуждаемых при этом процессов.

Одним из важных условий радиационной безопасности является выявление количественной связи между уровнем воздействия и теми эффектами в окружающей среде, которые обусловлены ионизирующим излучением. Эти связи выявляются с помощью понятий различных доз облучения:

–экспозиционной дозы Х;

–поглощенной дозы Д;

–эквивалентной дозы НТ R;

–эффективной дозы Hэ.

Экспозиционная доза Х.

Гамма-излучение или рентгеновское излучение образует в воздухе определённое количество пар ионов. Именно для них и определена экспозиционная доза, которая является количественной характеристикой поля ионизирующего излучения. Она зависит от величины ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении в 101,3 кПА (760 мм рт. ст.).

Экспозиционная доза Х - это величина отношения суммарного заряда всех ионов одного знака, которые образуются рентгеновским или гамма-излучением в некотором объёме, к массе воздуха в этом объёме.

Дозу облучения обусловленную воздействием рентгеновского или гамма-излучения, используют для оценки радиационной обстановки на местности, в производственных или жилых помещениях.

Единицей экспозиционной дозы в СИ является 1 кулон делённый на 1 кг облучённого воздуха - 1 Кл/кг.

Старой (внесистемной) единицей экспозиционной дозы является рентген (Р).

1Рентген - такая доза облучения рентгеновским или гаммаизлучением, при прохождении которого через 1,29•10-6 кг (1см3) воздуха при температуре 0оС, давления 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), в результате завершения всех ионизационных процессов, вызванных этими излучениями, образуется заряд равный 3,34• 10-10 Кл каждого знака, что соответствует возникновению 2 млрд. ( 2,08• 109) пар ионов

Доза в 1 Р накапливается за 1 час на расстоянии 1 м от источника радия массой в 1г, то есть активностью в 1 Ки.

Применяются и более мелкие единицы: миллирентген (мР) и

микрорентген (мкР).

1 мР = 10-3 Р, 1 мкР= 10-6 P.

19

Соотношение между старой и новой единицей измерения

экспозиционной дозы:

1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг, 1 Кл/кг = 3876 Р.

Учитывая, что экспозиционная доза накапливается во времени, на практике используется и понятие мощность экспозиционной дозы, которая характеризует интенсивность излучения.

Мощность экспозиционной дозы – отношение приращения экспозиционной дозы dХ за интервал времени dt к этому интервалу.

Мощность дозы, измеренная на высоте 70–100 см от поверхности земли, часто называют уровнем радиации. Нормальный радиационный фон (мощность экспозиционной дозы) не превышает 20 мкР/ч .

Поглощённая доза (D погл).

Экспозиционная доза характеризует поле радиации вокруг объектов. Воздействие же на объект (организм) оказывает только та часть радиации, которую этот объект или организм поглотил. Поэтому наиболее удобной характеристикой, которая определяет степень воздействия излучения на объект, является поглощенная энергия излучения.

Поглощённая доза - это количество энергии Е, переданное веществу ионизирующим излучением любого вида в пересчете на единицу массы м любого вещества.

Д = dE /dm

Эту дозу измеряют в греях (Гр). Один грей соответствует поглощению одного джоуля (Дж) энергии в одном килограмме вещества

1 Гр = 1 Дж/1кг

Прежде для измерений поглощенной дозы применялась единица -

рад.

100 рад = 1 Грей

Измерить поглощенную дозу в человеческом организме трудно. Для этого нужны тканеэквивалентные детекторы - органические вещества, вода, сложные композиции, ткани, подобные по составу, которые размещают в полостях тела или в его моделях - фантомах.

Эквивалентная доза (НТ R ).

При одной и той же поглощённой дозе разные виды излучения вызывают не одинаковые повреждения биологических объектов. Это объясняется их разной способностью к ионизации вещества. Биологический эффект зависит не только от дозы облучения, но и от вида ионизирующего излучения. Например, при облучении альфа-частицами тела человека вероятность заболеть раком выше, при облучении бетачастицами или гамма лучами. Поэтому для биологической «средней» ткани введена характеристика - эквивалентная доза. Введена для оценки последствий облучения биологической ткани малыми дозами (дозами не превышающими 5 предельно допустимых доз при облучении всего тела