Основи_радіобіології_та_радіоекології

Дозиметр укомплектований детектором -випромінення типу «СЕЛДІ» (CsІ-сцинтилятор-фотодіод). Прилад здійснює автоматичний вибір інтервалів (від 2 до 1 с.) в діапазоні вимірювання, обладнаний звуковою та вібраційною сигналізацією, яка спрацьовує при перевищенні запрограмованих порогових рівнів потужності дози.

Діапазон вимірювання потужності еквівалентної дози - та рентгенівського випромінення становить 0,05-300,0 мкЗв/год. при основній відн6осній похибці ±15%.

Енергетичний діапазон вимірювань становить 0,05-3,0 МеВ. Максимальний час вимірювання – 2 с.

4.7.3.Прилади, що працюють на базі фотографічного методу виявлення іонізуючих випромінень Комплект індивідуальних фотодозиметрів ІФК-2,3 призначений для

визначення величини дози рентгенівського, - і -випромінення, а також для контролю інтегральної дози опромінення тепловими і швидкими нейтронами по почорнінню рентгенівської плівки. Діапазон енергій: -випромінення 0,2- 3,5 МеВ; рентгенівського та -випромінення 0,02-3,0 МеВ. Діапазон визначення доз залежить від типу використаної рентгенівської плівки (РМ-5- 1, РМ-5-3, РМ-5-4 та ін.) і може коливатись для рентгенівського і - випромінення від 0,01 до 50 Р, а для -випромінення від 0,05 до 2,0 рад. Похибка вимірювання сумарних доз складає 7±20%.

Для визначення оптичної щільності почорніння рентгенівських плівок використовують денситометр ДФЕ-10.

Дозиметр ІФК-2,3 має фільтри-поглиначі, що дає можливість приблизно оцінювати енергію фотонного випромінення і розраховувати поглинуті дози у критичних органах.

Корпус касети має розміри 50 х 40 х 10 мм і поділений на чотири секції. Одна секція - наскрізьне вікно, у трьох інших встановлені: 1 - свинцеві фільтри (0,75 мм) з пластинкою гетінакса; 2 - алюмінієві фільтри (2 мм) з пластинкою гетінакса; 3 - гетінакс з кадмієвою фольгою (0,027 мм).

Дозиметр ІФКУ використовують для вимірювання поглинутих доз - випромінення з енергією фотонів від 0,1 до 3,0 МеВ, -випромінення з енергією від 1,0 МеВ і більше, а також еквівалентної дози теплових нейтронів. Діапазон вимірювань (при використанні плівки РМ-5-1) становить 0,05-2,0 рад (бер). Максимальна похибка вимірювань доз -випромінень - 20%, -випромінення - 50%. Розмір касети з фільтрами алюмінію, свинцю і кадмію 67 х 33 х 10 мм.

Описані дозиметри працюють за однаковим принципом - утворення прихованого фотографічного зображення при іонізації солей срібла, які містяться в фотоемульсії, випромінюваннями. Густина почорніння опромінених плівок після проявки в стандартних умовах визначається денситометром. Користуючись градуйованою кривою залежності інтенсивності почорніння плівки від дози, розрахованої при опроміненні

71

контрольних плівок відомими дозами, визначають індивідуальні поглинуті дози за час опромінення.

4.7.4. Прилади, що працюють на основі люмінесцентного методу виявлення іонізуючих випромінень

Люмінісцентні дозиметри поділяються на радіофотолюмінісцентні (РФЛ) та термолюмінесцентні (ТЛ). принцип їх роботи такий: при поглинанні кристалами (люмінофорами) енергії іонізуючого випромінення виникають вільні електрони, котрі захоплюються центрами люмінісценції. Цей процес називається запасанням світлосуми. Звільнення електронів з «пасток» при нагріванні або додатковому опроміненні кристалу призводить до рекомбінації вільних електронів з дірками на центрах люмінісценції. Енергія, яка виділяється при рекомбінації, переводить центр у збуджений стан. При цьому виникає люмінісценція, котра і є мірою поглиненої енергії, тобто дозою випромінення.

Комплект термолюмінісцентних дозиметрів КДТ-1 призначений для індивідуального дозиметричного контролю в широкому діапазоні експозиційних доз -випромінення (1 · 101-1 · 104 Р). він складається з набору касет з детекторами на основі LiF і CaSO4, активованого марганцем, а також вимірювального пульту.

Дозиметр КДТ-02 призначений для вимірювання експозиційної дози -випромінення з енергією 0,06-1,25 МеВ в діапазоні 0,03-1,0 · 103 Р. Прилад складається з дозиметрів з детекторами на основі LiF і скелець, що люмінесціюють, які містять борат магнію, а також пульту для реєстрації

показників детекторів.

Дозиметр ІКС-А використовується для вимірювання великих експозиційних доз -випромінення (0,5-8,0 · 103 Р) в аварійних умовах. В них детектором випромінень є алюмофосфатні скельця.

Загальна характеристика приладів індивідуального дозиметричного контролю наведена в таблиці 22 .

22. Характеристика приладів індивідуального дозиметричного контролю

72

4.8. Прилади загального дозиметричного контролю

Загальний контроль потужності дози зовнішнього - та рентгенівського випромінень здійснюється за допомогою рентгенометрів. Вони призначені для оцінки радіаційного стану, перевірки надійності засобів захисту від фотонного випромінення і зберігання високоактивних -випромінюючих ізотопів, які при взаємодії з матеріалами захисних контейнерів, утворюють гальмівне випромінення, наприклад 90Sr.

Рентгенометри різних марок складаються з лічильника ядерних випромінень, для чого використовують іонізаційну камеру, газорозрядний або сцинтиляційний лічильник посилювача і нормалізатора імпульсів струму.

Вихідними пристроями є стрілочні прилади (мікроамперметри), декатрони, рідкі кристали, що видають цифрову індикацію та ін. Нерідко рентгенометри можуть бути обладнані звуковою сигналізацією, що спрацьовує при заданому порозі. Шкала цих приладів відградуйована в одиницях потужності експозиційної дози - Р/год, мР/год, мкР/год, або в одиницях еквівалентної дози фотонного випромінення - мЗв/год, мкЗв/год.

Деякі рентгенометри, наприклад СРП-68-01, СРП-88, можуть працювати і в імпульсному режимі, тобто реєструвати окремі імпульси струму, що виникають при взаємодії -кванту з детектором. Такі прилади називаються рентгенометрами-радіометрами. Вони оснащені перемикачем виду робіт і мають подвійне позначення шкали (мкР/год та с-1).

Якщо прилади даного типу оснащені змінними блоками детектування, то вони стають універсальними, тобто призначеними для рішення багатоцільових задач, включаючи вимірювання потужності дози фотонного випромінення, визначення ступеню забруднення поверхні - та (або) - активними ізотопами, вимірювання густини потоку швидких і теплових нейтронів (прилади МКС-04Н, УІМ-2-1еМ, МКС-01-Р та ін.).

Для визначення інтенсивності потоку частинок та квантів іонізуючих випромінень за одиницю часу використовують радіометри. За їх допомогою визначають концентрацію радіоактивних речовин в об'єктах навколишнього середовища та біологічних речовинах, питому активність, щільність забруднення різних поверхонь радіонуклідами (КРБ-1, КРА-1, Бета, РУБ01П6, РУГ-Р, РИ-БГ, РУГ-01М «Гамма» та ін.).

Для визначення ізотопного складу радіонуклідів по енергії їх випромінення використовуються спектрометри. Розрізняють -, - та - спектрометри (АМ-А-01Ф, СЕГ-05, СЕГ-2МЛ, СУГ-1М та ін.).

Прилад СРП-68-01 (рис. 7) призначений для пошуку радіоактивних руд за їх -випроміненням і для радіометричної зйомки місцевості, а також

73

для радіометричного випробування кар’єрів. Також прилад може бути використаний для визначення активності -випромінюючих радіонуклідів у воді, продуктах харчування, продукції рослинництва і тваринництва.

Прилад дозволяє проводити вимірювання потоку -квантів в межах від 0 до 10000 с-1 і потужності експозиційної дози -випромінення в межах від 0 до 3000 мкР/год.

Діапазон вимірювань поділено на піддіапазони: для вимірювання потоку -квантів (с-1) на 100, 300, 1000, 3000, 10000; для вимірювання потужності експозиційної дози (мкР/год) на 30, 100, 300, 1000, 3000.

Рис. 7. Загальний вигляд приладу СРП-68-01.

Для контролю роботи приладу в нього вмонтовано джерело 60Со з періодом піврозпаду 5,25 років. Нижній поріг дискримінації -випромінення для енергії знаходиться в межах від 15 до 35 кеВ. Межі допустимої основної похибки вимірювань 7±15%. Час для встановлення робочого режиму не більше 1 хв. з моменту вмикання приладу. Стала часу інтегрування 2,5-5 с. При сталій часу 5 с підвищується точність підрахунку, але при цьому зростає інертність приладу. Комплект живлення приладу складається з 9 елементів типу "343", що з’єднані послідовно і забезпечують безперервну роботу протягом 8 годин.

Радіометр-дозиметр МКС-04Н (рис. 8) використовують для радіаційного контролю на підприємствах агропромислового комплексу, промислових підприємствах і в науково-дослідних закладах.

Радіометр-дозиметр МКС-04Н дозволяє вимірювати: щільність потоку -частинок від забрудненої поверхні; потужність експозиційної дози рентгенівського і -випромінення; питому активність -радіонуклідів в

зразках.

Робота приладу заснована на сцинтиляційному методі реєстрації іонізуючих випромінень.

74

Особливостями даного приладу є застосування лічильників ГейгераМюллера, можливість запису в енергонезалежну пам’ять з передачею в комп’ютер через інфрачервоний порт до 4096 результатів вимірювання, виведення на цифровий індикатор усередненого результату за час вимірювання від 1 до 99 хв., реєстрація м’яких -випромінень та автоматичний вибір інтервалів і діапазонів вимірювання.

Діапазон вимірювання потужності еквівалентної дози - та рентгенівського випромінення становить від 0,1 мкЗв/год. до 2,0 Зв/год. при відносній похибці ±15%.

Діапазон вимірювання еквівалентної дози становить від 1,0 мкЗв до 9999 мЗв при відносній похибці ±15%.

Вимірювання щільності потоку -частинок знаходиться в межах 5,0-

100000 част/см2·хв.

Енергетичний діапазон вимірювань становить 0,05-3,0 МеВ.

Дозиметр-радіометр універсальний МКС-У (рис. 10) призначений для вимірювання еквівалентної дози та її потужності і поверхневої щільності потоку -частинок.

Відмінними рисами приладу є можливість роботи в умовах атмосферних опадів, запиленості атмосфери та при заглиблені виносного детектора у воду на глибину до 0,5 м і широкий робочий температурний діапазон (від -40 до +500С).

Особливостями даного приладу є застосування лічильників ГейгераМюллера, кремнієвого детектора -випромінення, аварійного -детектора типу «СЕЛДІ», можливість запису в енергонезалежну пам’ять з передачею в комп’ютер через інфрачервоний порт до 4096 результатів вимірювання, можливість перегляду записаних результатів вимірювання на власному цифровому індикаторі та автоматичний вибір інтервалів і діапазонів вимірювання.

Рис. 10. Дозиметр-радіометр універсальний МКС-У

76

Діапазон вимірювання потужності еквівалентної дози - та рентгенівського випромінення становить від 0,1 мкЗв/год. до 100000 мкЗв/год. при відносній похибці ±15%.

Діапазон вимірювання еквівалентної дози становить від 1,0 мкЗв до 9999 мЗв при відносній похибці ±15%.

Вимірювання щільності потоку -частинок знаходиться в межах 10,0- 200 част/см2·хв при відносній похибці ±15%.

Енергетичний діапазон вимірювань становить 0,3-3,0 МеВ.

Радіометр КРБ-1 (рис. 11) призначений для вимірювання - забруднення поверхонь.

Прилад забезпечує вимірювання -випромінення в діапазоні від 1·101 до 1·107 розп./(хв.·см2), при цьому діапазон вимірювань розподілено на під діапазони:

від 1·10 до 1·102 розп./(хв.·см2) від 1·102 до 1·103 розп./(хв.·см2) від 1·103 до 1·104 розп./(хв.·см2) від 1·104 до 1·105 розп./(хв.·см2) від 1·105 до 1·106 розп./(хв.·см2) від 1·106 до 1·107 розп./(хв.·см2)

Діапазон середніх енергій -випромінень, що вимірює прилад становить від 100 кеВ до 3 МеВ.

Рис. 11. Радіометр КРБ-1.

Радіометр «Бета» (рис. 12) призначений для контролю забруднення води, ґрунту, рослин і продуктів харчування β-активними радіонуклідами, а також для експрес-визначення сумарної β-активності досліджуваних проб.

Визначення питомої й об’ємної активності рідких, твердих і сипучих проб проводиться відносним методом.

77

7

8

6

Рис. 12. Схема та загальний вигляд радіометра «Бета»:

1 – режим роботи; 2 – пуск; 3 – звукова індикація; 4 – індикаторне табло; 5 – вмикач живлення; 6 – блок індикації; 7 – іонізаційний детектор СБТ-10; 8 – свинцевий будиночок

Радіометр дозволяє вимірювати питому активність β-випромінюючих нуклідів в рідинах і сипучих речовинах у діапазоні 185-37000 Бк/кг (5·10–9- 1·10–6 Кі/кг) і поверхневе забруднення β-випромінюючими радіонуклідами в діапазоні 10-1500 част/см2·хв.

Основна погрішність вимірів радіометра при визначенні β-активності твердих зразкових джерел не перевищує 25%. Додаткова погрішність виміру забруднення поверхонь β-активними радіонуклідами при зовнішньому γ- фоні, рівному 100 мкР/год, не повинна перевищувати 50%.

У радіометрі як детектор застосовується лічильник типу СБТ-10. Час виміру проби встановлює оператор. Він може становити 1 с, 10, 100, 500, 1000, 2000 с. Живлення приладу здійснюється від мережного блоку живлення «Електроніка Д 2-10 М» або сухих елементів типу «Уран» загальною напругою 4,5 В. Час встановлення робочого режиму не перевищує 1 хв., а час безперервної роботи радіометра - 8 год. при нестабільності показань ±15%. Коефіцієнт градуювання вимірювань поверхневого забруднення складає 3,5

част/хв·см2, чутливість радіометра по зразкових пробах питомої активності дорівнює 4,3·107 Кі/л·с–1.

Для зменшення впливу зовнішнього γ-фону лічильник поміщають у свинцевий будиночок з товщиною стінок 2 см.

Радіометр РУБ-01-П6 (рис. 13) відноситься до радіометричних приладів спеціального призначення. Він використовується для санітарногігієнічного контролю об’єктів природного середовища на вміст в них радіонуклідів цезію.

78

2

1

Рис. 13. 1. Стинтиляційний детектор; 2. вимірювальний пристрій радіометру РУБ-01-П6

Принцип дії радіометра заснований на перетворенні світлових спалахів у кристалі йодистого натрію активованого талієм під дією -квантів радіоцезію в інтенсивність лічби імпульсів електричного струму.

Радіометр дозволяє проводити вимірювання питомої та об’ємної радіоактивності проб з питомою вагою 0,25-1,5 г/см3 та будь-якою вологістю, а також може бути використаний для експресного визначення вмісту радіонуклідів цезію в організмі людини.

Діапазон вимірювання становить від 20 до 2 х 105 Бк/кг, Бк/л при об’ємі проби 1 л і від 270 до 2,7 х 106 Бк/кг, Бк/л – при об’ємі проби 0,05 л.

Радіометр вибірковий РИ-АБ (рис. 14) призначений для вибіркового визначення активності α- та -активних радіонуклідів 137Cs, 90Sr, 40K, 239Pu і 241Am при сумісному і роздільному їх знаходженні в пробах.

Радіометр забезпечує виведення інформації на монітор та її архівування з записом в пам’яті блоку вимірювання.

Рис. 14. Радіометр вибірковий РИ-АБ

79

Діапазон вимірювання активностей (Бк): 239Pu – 3-500000; 241Am – 3- 100000; -випромінювачів (137Cs, 90Sr, 40K) – 3-80000 при часі вимірювання

30-10800 с.

Мінімальна активність, яка детектується (у малофоновому свинцевому захисті товщиною 100 мм), Бк, для α-випромінення - 2, для -випромінення – 1 за час вимірювання 8 год.

Межа основної відносної похибки при довірчій імовірності 0,95 в діапазоні активностей 3-30 Бк ≤ 40%; більше 30 Бк – ≤ 30%.

Додаткова відносна похибка вимірювання активності при відхиленні температури від нормальної (+200С) на кожні 100С не більше 10%; при відхиленні напруги живлення від номінальної (220 В, +10%, -15%) в межах

3%.

Гамма-спектрометр СУГ-1М (рис. 15) призначений для визначення питомої (об’ємної) активності 137Cs у зразках: ґрунтів, грубих кормів (сіна, соломи), молока, м'яса, риби та рибних продуктів, овочів, фруктів, дарів лісу, та у м'язах сільськогосподарських тварин при прижиттєвому контролі.

Діапазони вимірювання питомої (об’ємної) активності 137Cs гамма-

Прилад забезпечує визначення питомої (об'ємної) активності 137Cs в зразках і при прижиттєвому контролі тварин в діапазоні вимірювань із основною відносною похибкою ±30% для Р=0.95.

4

2

1

Рис. 15. Загальний вигляд гамма-спектрометра СУГ-1М:

1 – коліматор; 2 – пульт керування; 3 – зарядний пристрій; 4 – блок детектування.

Обов'язковою умовою ефективного використання можливостей гаммаспектрометра є вибір найбільш “чистого” місця для проведення контролю.

80