Дозиметрических величин

Внешнее облучение человека (животных) – это облуче­ние от источников радиоактивного излучения, находящихся вне организма. Источниками внешнего облучения являются космические излучения и радиоактивные изотопы земной ко­ры, создающие естественный радиационный фон, а также ра­дионуклиды, попавшие в окружающую среду при испытательных термоядерных взрывах, радиационных ава­риях и другими путями. Все это в совокупности принято называть радиационным фоном. Мерой радиационного фона является мощность эквивалентной дозы гамма-излучения (ранее – мощность экспозиционной дозы).

Внешнее облучение может производиться всеми видами излучений, но наибольшую опасность представляет гамма-излучение, обладающее очень большой проникающей способ­ностью. Внешнее облучение альфа-частицами вследствие их малой проникающей способности практического значения не имеет, оно не способно проникнуть через одежду и обувь, а также через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Бета-излучение хотя и обладает большей прони­кающей способностью, чем альфа-излучение, но оно проходит в ткани организма на глубину не более 1–2 см, его интен­сивность сильно изменяется по высоте, и большая часть его поглощается одеждой и кожей.

Контролируется внешнее облучение с помощью дозимет­ров. Дозиметры – это приборы для измерения дозы или мощности дозы ионизирующих излучений. По принципу детектирования они подразделяются на химические, фоточувствительные, термолюминесцентные, электростатические, газоразрядные, сцинтилляционные, полупроводниковые, биохимические.

В химических дозиметрических системах происходит накопление продукта радиолиза или изменение цвета реагента под действием радиации. Примером может служить ферросульфатная система («дозиметр Фрике», реакция окисления Fe²⁺ →Fe³⁺) и некоторые другие реакции: восстановление Се⁴⁺→ Се³⁺, разложение N₂O в газо­вой фазе и др. Существуют и пластмассовые пленочные дози­метры, изменяющие цвет при облучении. Недостатком хими­ческих дозиметров, существенно ограничивающим их применение, является низкая чувствительность. Измеряемые дозы лежат обычно в диапазоне 10¹–10⁶ Гр.

Пленочные фотоэмульсионные дозиметры (например, ИФК-2,3; ИФКУ) представляют собой небольшую светозащищенную кассету с помещенной в нее пластиной фоточувствительного материала (например, рентгеновской пленки). По завершении времени экспо­зиции фотопленку вынимают и проявляют обычным способом. До­зу определяют по степени почернения пленки.

Действие термолюминесцентных дозиметров (например, ДПГ, ДПС, КДТ-02) основано на способности некоторых люминофоров (например, LiF или Li₂B₄O₇) накапливать энергию радиации и вы­свобождать ее позднее под действием нагревания. Миниатюрные таблетки люминофора помещают внутрь портативной кассеты, а для измерения накопленной энергии таблетки переносят в специ­альное (стационарное) измерительное устройство, где регистриру­ется интенсивность высвечивания (люминесценции) после нагревания. Чувствительность при измерении дозы достигает 5–10 мкЗв при достаточно высокой точности (ошибка около 1–2%).

Близкий по характеру принцип действия у стеклянных дози­метров, например изготовленных из фосфатного стекла, активиро­ванного серебром: они высвечивают накопленную поглощенную энергию после воздействия ультрафиолетовым светом.

Ионизационные электростатические дозиметры работают по принципу электрического конденсатора, заряжаемого в начальный момент времени. Ионизация воздуха в камере прибора приводит к постепенному стеканию заряда. Дозиметр такого типа (например, ДК-02) обычно имеет вид авторучки с окошком у торца. Визуаль­ный просмотр прибора в проходящем свете позволяет увидеть нить, которая перемещается по шкале доз. В других случаях дозиметр мо­жет быть «слепым», а накопленную дозу можно определить с по­мощью отдельного устройства в виде разности потенциалов на электродах камеры.

Биологическую дозиметрию используют для ретроспективной оценки дозы непредвиденного облучения по его биологическим по­следствиям, например, по частоте стабильных хромосомных аберра­ций в клетках крови, выявляемой цитогенетическим анализом спустя месяцы и годы после инцидента.

В зависимости от способа вывода информа­ции дозиметры бывают:

1) индицирующие мощность дозы (прямопоказывающие);

2) индицирующие дозу (накапливающие);

3) универсальные.

Прямопоказывающие дозиметры – это приборы, которые не­прерывно измеряют мощность дозы в текущее время, например, до­зиметр ИРД-02. Такие приборы удобно использовать в условиях меняющихся дозовых нагрузок, так как они позволяют осуществлять оперативный контроль.

Для накапливающих дозиметров необходимо определить проме­жуток времени, по истечении которого прибор показывает дозу, на­копленную за это время. Например, термолюминесцентный дози­метр ДПГ-02 оператор носит с собой, а через определенное время при помощи специального прибора КДТ-02М узнает о полученной дозе. Термолюминесцентный дозиметр не годится для оперативного контроля, однако некоторые приборы из этой группы позволяют его проводить (комплект дозиметров ДП-22В).

Универсальные приборы могут работать как прямопоказывающие, так и в качестве накапливающих приборов. Так, обычный режим работы профессионального дозиметра ДКС-04 – индицирование текущей мощности дозы в миллизиветрах в час (мР/ч), но в специальном режиме с его помощью можно узнать полученную дозу в миллизивертах (мР) за все время с момента включения.

В зависимости от области применения (диапазона мощности доз) дозиметры подразделяются на следующие виды:

1) бытовые;

2) профессиональные.

Бытовые дозиметры, например ИРД-02 и МС-04Б, выпускают­ся в основном для населения и используются для измерения малых (на уровне фона) доз.

Профессиональные дозиметры использует, как правило, персонал ядерных объектов. Такие дозиметры, например ДКС-04, не позволяют измерять значения уровня естественного радиационного фона.

В зависимости от назначения дозиметры подразделяются на инспекционные и индивидуальные. Инспекционные дозиметры предназначены для определения дозовых характеристик полей ионизирующего излучения и измеряют мощность амбиентной дозы.

Индивидуальные дозиметры должны находиться на теле человека и определять дозу, полученную конкретным человеком в поле ионизирующего излучения.

При выборе дози­метра необходимо руководствоваться не только целью решения конкретной задачи (диапазон измерений, измеряемая величина, точность и др.), но и информацией о том, прошел ли этот прибор государственные испытания и внесен ли он в Государственный реестр средств измерений.

Измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения должны выполняться в соответствии с Методикой выполнения измерений мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения дозиметрами и дозиметрами-радиометрами при проведении радиационного контроля территорий, предприятий, рабочих мест, лесных и сельскохозяйственных угодий, зданий, сооружений, техники, транспорта, металлолома и т.д. (МВИ.МН 2513-2006).

При обследовании территорииизмерение МЭД проводят на высоте 1 м от поверхности. При проведении преддезактивационного обследования для участков с повышенным радиационным фоном дополнительно проводят измерения МЭД на высоте 2–3 см от поверхности. При обследовании зданий особое внимание следует обратить на крыши, водостоки, входы и выходы вентиляционных систем, щели, выбоины и т.д., где возможно скопление радиоактивных веществ. При радиационном обследовании земель лесного фонда дополнительно проводят измерения МЭД на высоте 3–4 см от поверхности в точках отбора проб.

При обследовании зданий и сооруженийизмеряют МЭД в каждом помещении (комнате) в пяти точках на высоте 1 м над уровнем пола (четыре измерения по углам помещения и одно в центре).

Обследование оборудования, техники, транспортных средстввключает измерение МЭД в характерных точках (кабина водителя, салон автомобиля, рабочее место обслуживающего персонала и т.д.).

Обследование металлолома и твердых отходовпроизводят вблизи поверхности (на расстоянии не более 0,1 м) партии (фрагмента) металлолома (за вычетом величины природного фона).

Измерение МЭД на реперной площадкедозиметрических постов сети наблюдения проводят на расстоянии 1 м от поверхности земли.

Цель работы:приобрести навыки работы с дозиметрическими приборами.

Материалы и оборудование:дозиметр-радиометр МКС-АТ6130, дозиметры ДБГ-06Т и ДРГ-01Т, бытовые дозиметры-радиометры АНРИ-01-02 «Сосна», РКСБ-104, индивидуальные дозиметры.