Дозиметричні прилади та їх використання
ДЕРЖАВНИЙ ОСВІТНИЙ УСТАНОВА
ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ
«ВОРОНІЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Реферат на тему:
«Дозиметричні прилади та їх використання»
Виконала студентка гр.ПТ-081
Перевірив Аврамов З.А.
Дозиметричні прилади призначаються для: -контролю опромінення - отримання даних про поглинені або експозиційні дози випромінювання людьми та сільськогосподарськими тваринами; -контролю радіоактивного зараження радіоактивними речовинами людей, сільськогосподарських тварин, а також техніки, транспорту, обладнання, засобів індивідуального захисту, одягу, продовольства, води, фуражу та інших об'єктів; -радіаційної розвідки - визначення рівня радіації біля. Прилади призначені для вимірювання доз іонізуючих випромінювань або величин, пов'язаних з дозами. Дозиметричні прилади можуть служити для вимірювання доз одного виду випромінювання (g-дозиметри, нейтронні дозиметри тощо) або змішаного випромінювання. Дозиметричні прилади для вимірювання експозиційних доз рентгенівського та g-випромінювань зазвичай градуюють у рентгенах та називаються рентгенметрами. Дозиметричні прилади для вимірювання еквівалентної дози, що характеризує ступінь радіаційної небезпеки, іноді градуюють у берах і часто називають берметрами. Радіометрами вимірюють активність або концентрацію радіоактивних речовин.
Типова блок-схема показана на рис. 1 .
У детекторі відбувається поглинання енергії випромінювання, що призводить до радіаційних ефектів, величина яких вимірюється за допомогою вимірювальних пристроїв. По відношенню до вимірювальної апаратури, детектор є датчиком сигналів. ПоказанняДозиметричні прилади реєструються вихідним пристроєм (стрілочні прилади, самописці, електромеханічні лічильники, звукові або світлові сигналізатори тощо).
Залежно від типу детектора розрізняють:іонізаційні дозиметри,сцинтиляційні, люмінесцентні, напівпровідникові, фотодозиметриі т. д. електричних вихідних сигналів детектора, що перетворюються електронною схемою. За призначенням всі прилади поділяються на наступні групи.Індикатори- найпростіші прилади, що застосовуються для виявлення іонізуючих бета-і гамма-випромінювань та орієнтовної оцінки потужності дози. Ці прилади мають найпростіші електричні схеми зі світловою та звуковою сигналізацією. За допомогою індикаторів визначають зростає або зменшується потужність дози. Детектором служить газорозрядний лічильник Гейгера.Рентгеномерипризначені для вимірювань потужності дози рентгенівського та гамма-випромінювань в діапазоні від сотих часток рентгена до декількох рентген на годину (Р/год). В якості детекторів в рентгенометрах застосовуються іонізаційні камери або газорозрядні лічильники. а також для виміру малих рівнів гамма-випромінювань. Детекторами в радіометрах служать газорозрядні та сцинтиляторні лічильники. Дозиметри призначені для визначення сумарної дози опромінення гамма-випромінюваннями, отриманої персоналом рентгенологів та радіологів та ін. Індивідуальні дозиметри являють собою мініатюрні та малогабаритні іонізаційні камери або фотокасети з плівкою. Набір, що складається з комплекту іонізаційних камер та зарядно-вимірювального пристрою, є комплектом індивідуального дозиметричного контролю. Як детектори в комплекті застосовуються іонізаційні камери, торцеві лічильники та лічильники на фотоопорах. Дозиметри використовуються для вимірювання всіх видів іонізуючих випромінювань, а також нейтронних потоків. Всі дозиметричні прилади за принципом дії поділені надискретні(імпульсні) табезперервні (аналогові). У перших — частки чи фотони контрольованого випромінювання перетворюються детекторами на послідовні короткі імпульси електричних сигналів, тобто. електрична схема виконує функцію перетворення та посилення сигналів. По друге — детектор перетворює діюче на нього випромінювання в безперервний постійний струм і електрична схема виконує функцію посилення та перетворення постійного струму. Сучасні дозиметричні прилади працюють на основі іонізаційного методу та їх основними вузлами є: 1) детектори іонізуючих випромінювань як основні елементи датчиків інформації (іонізаційні камери, газорозрядні лічильники або сцинтилятори); 2) електронні схеми перетворення імпульсів; 3) вимірювальні (показують, реєструючі, цифродрукарські та ін.) прилади, шкали яких відградуйовані безпосередньо в одиницях тих фізичних величин, для яких призначений прилад. Дозиметричні прилади по конструктивному оформленню розділені на чотири групи: 1)індивідуальні(кишенькові), призначені для вимірювання дози опромінення, отриманої за час їхнього носіння; 2)носяться,з автономним харчуванням, конструктивне оформлення яких дозволяє вимірювати дозу під час їхнього носіння; 3)перенесені, конструкція яких дозволяєпереносити їх у вимкненому стані, наприклад, настільні прилади; 4)стаціонарні, конструкція яких не передбачає можливості їх перенесення. До стаціонарних відносяться прилади на катках та роликах. Прилади індивідуального контролю використовуються для вимірювання поглиненої дози, одержаної їх власником. Для цього призначені три типи приладів: кишенькові конденсаторні камери; кишенькові електрокамери; фотоплівкові дозиметри. Покази дозиметрів (з комплекту індивідуальних) зчитуються зі шкали зарядно-вимірювального пристрою. Заряджання іонізаційних камер здійснюється на цьому ж пристрої. На відміну від конденсаторних камер, дозиметри з безпосереднім відліком показують величину отриманої дози в даний момент часу і особливо зручні при роботах в умовах підвищеної радіоактивності, наприклад, при ремонтних та аварійних роботах. Фотоплівковий дозиметр - найбільш надійний прилад для індивідуального контролю і особливо цінний тим, що дає підсумкові дані поглиненої дози, забезпечуючи достовірні результати за тривалий час. На його роботу не впливають кімнатна температура, вологість, сонячне світло, механічні удари та інші фактори. При застосуванні дозиметричних приладів використовуються такі терміни, що найчастіше вживаються.
Межі (діапазони) вимірювань- мінімальне і максимальне значення вимірюваної величини, в межах яких похибка вимірювань не перевищує основну. в межах якої встановлюється поріг увімкнення сигнального пристрою.величини, що віднесена до номінального значення робочого діапазону приладу. У основну похибку входять похибки градуювання та індикатора, і навіть статистична похибка.
Додаткова похибка- зміна показань індикатора при вплив дестабілізуючих факторів, віднесене до показань за нормальних умов.
По ГОСТ встановлено такі одиниці вимірів у галузі радіоактивності та іонізуючих випромінювань. Активність-ізотопу (радіонукліду), радіоактивному джерелі, тобто. число актів розпаду даного ізотопу, які у одиницю часу (розпадів на секунду). Допускається застосування позасистемної одиниці Кюрі; 1 Кюрі = 3,7 • 1010 розп/с.
Щільність потоку іонізуючих частинок чи квантів вимірюється числом частинок чи квантів на секунду на квадратний метр. Одиниця виміру: альфа-частка/(см2); гамма-квантам/(с-м2). Інтенсивність випромінювання, віднесена до площі поперечного перерізу сфери - енергія іонізуючого випромінювання, що вступає до цієї сфери в одиницю часу. Вимірюється у ватах на квадратний метр.
Поглинена доза випромінювання- кількість енергії випромінювання, передане середовищу та віднесене до одиниці маси середовища. Одиниця виміру – джоуль на кілограм і радий. Потужність поглиненої дози випромінювання вимірюється у Ват на кілограм і позасистемною одиницею радий в секунду. Потужність експозиційної дози рентгенівського та гамма-випромінювання вимірюється в амперах на кілограм та позасистемною одиницею рентген на секунду.
Комплект індивідуальних дозиметрів КІД-2 призначений для визначення експозиційної дози рентгенівського та гамма-випромінювання, що отримується персоналом за час роботи. Комплект приладу складається із зарядно-вимірювального пульта, дозиметрів у кількості 20 та 50 штук, двох іонізаційних колірнихконденсаторних камер, розрахованих на дозу 0,05 та 1 рентген.
Принцип дії дозиметра ґрунтується на вимірі залишкового заряду на конденсаторній камері. При опроміненні рентгенівським або гамма-випромінюванням зі стінок камери вибиваються електрони, які іонізують повітря всередині камери, змінюють заряд камери пропорційно отриманої дози опромінення. Залишковий заряд вимірюється електрометричним підсилювачем, що є катодним повторювачем з мікроамперметром у ланцюгу катода, шкала якого проградуйована в рентгенах і має колірні сектори, що відповідають кольору іонізаційних камер (0,05 рентгена — зелений, 1 рентген — червоний). Блок живлення складається з мережевого трансформатора, випрямляча, стабілізатора та перетворювача напруги. Споживана потужність при живленні: від мережі 3,5 Вт; від батарей та акумуляторів 1,5 Вт. Габарити: зарядно-вимірювального пульта 228x161x130 мм; подвійний камери (дозиметра) діаметр 17 мм, довжина 111 мм. Вага зарядно-вимірювального пристрою 4 кг, дозиметра 60 г. Міллірентгенометр ПМР-1М призначений для вимірювання потужності експозиційної дози рентгенівського та гамма-випромінювань у лабораторних та виробничих умовах. Електрична схема приладу складається з датчика, виконаного у вигляді двох іонізаційних камер (сумарний об'єм 300 см2), електрометричного підсилювача, вимірювального приладу та блоку живлення. При дії гамма-випромінювання в обсязі іонізаційної камери відбувається іонізація повітря і під дією напруги, прикладеного до електродів камери, в ланцюзі камери виникає струм, який створює на вхідному опорі падіння напруги, пропорційне величині потужності дози випромінювання. Розмір напруги на вхідному опорі вимірюється електрометричним підсилювачем. Живлення приладу здійснюється відгальванічних елементів забезпечуючи його роботу протягом 60 годин. Сцинтляційний гамма-дозиметр СГД-1 призначений для вимірювання потужності дози рентгенівського та гамма-випромінювань у лабораторних та виробничих умовах. Електрична схема дозиметра складається з блоку фотопомножувача (датчик), підсилювача постійного струму, вимірювального приладу, схеми стабілізації напруги та перетворювача напруги з трьома випрямлячами. Вимірювання потужності дози рентгенівського та гамма-випромінювань засноване на вимірі середньої інтенсивності сцинтиляцій повітро-еквівалентного сцинтилятора, яка пропорційна вимірюваній потужності дози. Живлення приладу здійснюється від мережі та від гальванічних елементів. Переносний медичний мікрорентгенометр МРМ-2 призначений для вимірювання потужності експозиційної дози рентгенівського та гамма-випромінювань у лабораторних умовах під час перевірки захисних пристроїв. Детектором випромінювання в приладі є іонізаційна камера сферичної форми обсягом 300 см3. Камера виконана з еквівалентного повітря, що дозволяє вимірювати потужність експозиційних доз м'якого рентгенівського випромінювання від 25 до 100 кев. Для вимірювання потужностей експозиційних доз жорсткого рентгенівського випромінювання (від 100 кев та вище), а також гамма-випромінювання іонізаційна камера закривається алюмінієвим ковпаком, що необхідно для зменшення залежності показань приладу при зміні енергії випромінювання. При вплив рентгенівського або гамма-випромінювання в обсязі іонізаційної камери виникає іонізаційний струм, пропорційний потужності експозиційної дози. Іонізаційний струм, що протікає по високому опору, створює в ньому падіння напруги, яке перетворюється динамічним конденсатором на змінну напругу. Ця напруга збільшується і післявипрямлення вимірюється стрілочним приладом. Показання приладу пропорційні струму іонізаційної камери і, отже, потужності вимірюваної експозиційної дози рентгенівського або гамма-випромінювання.