Прилади радіаційної розвідки і дозиметричного контролю

Прилади, призначені для виявлення і виміру радіоактивних випромінювань, називаються дозиметричними. Їх основними елементами є сприймаючий пристрій, підсилювач іонізаційного струму, вимірювальний прилад, перетворювач напруги, джерело струму.

Як же класифікуються дозиметричні прилади?

Перша група — це рентгенметри — радіометри. Ними визначають рівні радіації на місцевості і зараженість різних об'єктів і поверхонь. Сюди відносять вимірника потужності дози ДП-5В (А, Б) — базова модель. На зміну цьому приладу приходить ІМД— 5. Для рухливих засобів створений бортовий рентгенметр ДП-ЗБ. Натомість йому поступають вимірники потужності дози ИМД— 21, ИМД— 22. Це основні прилади радіаційної розвідки.

Друга група, Дозиметри для визначення індивідуальних доз опромінення. До цієї групи входять: дозиметр ДП-70МП, комплект індивідуальних вимірників доз ІД- 11.

Третя група. Побутові дозиметричні прилади. Вони дають можливість орієнтуватися в радіаційній обстановці на місцевості, мати уявлення про зараженість різних предметів, води і продуктів харчування.

Вимірник потужності дози ДП-5В призначений для виміру рівнів гамма - радіації і радіоактивній зараженості (забрудненості) різних об'єктів (предметів) по гамма-випромінюванню. Потужність експозиційної дози гамма-випромінювання визначається в мілірентгенах або рентгенах в годину. Цим приладом можна виявити, крім того, і заряджена для бети. Діапазон виміру по гамма-випромінюванню від 0,05 мР/ч до 200 Р/ч. Для цього є шість піддіапазонів виміру. Свідчення знімають по стрілці приладу. Крім того, встановлена і звукова індикація, яка прослуховується за допомогою головних телефонів. При виявленні радіоактивного зараження відхиляється стрілка, а в телефонах лунають клацання, причому їх частота зростає зі збільшенням потужності гамма-випромінювань.

Живлення здійснюється від двох елементів типу 1,6 ПМЦ. Маса приладу — 3,2 кг. Порядок підготовки приладу до роботи і робота з ним викладені в інструкції, що додається.

Порядок виміру рівнів радіації такий. Екран зонду ставиться в положення «Г» (гамма-випромінювання). Потім руку разом із зондом витягнути убік і тримати її на висоті 0,7 — 1 м від землі. Дивіться, щоб упори зонду були обернені вниз. Можна зонд не виймати і не брати в руку, а залишити його в чохлі приладу, але тоді свідчення потрібно помножити на коефіцієнт екранізації тіла, рівний 1,2.

Міра радіоактивності зараженості об'єктів вимірюється, як правило, на незараженій місцевості або в місцях, де зовнішній гамма-фон не перевищує гранично допустимого зараження об'єкту більш ніж в три рази.

Гамма-фон вимірюється на відстані 15 -20 м від заражених об'єктів аналогічно виміру рівнів радіації на місцевості.

Для виміру зараженості поверхонь по гамма-випромінюванню екран зонду ставлять в положення «Г». Потім проводять зондом майже впритул до предмета (на відстані 1 - 1,5 см). Місце найбільшого зараження визначається по відхиленню стрілки і максимальній кількості клацань в головних телефонах.

Вимірник потужності дози ІМД- 5 виконує ті ж функції і в тому ж діапазоні. На вигляд, ручкам управління і порядку роботи він практично нічим не відрізняється від ДП-5В. У нім є свої деякі конструктивні особливості. Наприклад, живлення здійснюється від двох елементів А- 343, які забезпечують безперервну роботу впродовж 100 год.

Бортовий рентгенметр ДП-ЗБ призначений для виміру рівнів гамма - радіації на місцевості. Прилад встановлюється на рухливих об'єктах (автомобілі, локомотиві, дрезині, річковому катері і т. д.).

Діапазон вимірів — від 0,1 до 500 Р/ч. Для цього зроблений чотири піддіапазони. Живлення від бортової I мережі постійного струму напругою 12 або 26 В. Час підготовки приладу до роботи — 5 хв. Маса близько 4,4 кг. Рівні зараження встановлюються по відхиленню стрілки мікроамперметра і лампи світлової індикації, яка у міру збільшення гамма-випромінювання спалахує все частіше, а потім переходить в постійне горіння. Особливість його полягає ще і в тому, що їм можна визначати рівні радіації, не виходячи з машини або виставляти блок (зонд) з розташованим в нім детектором іонізуючих випромінювань, назовні. Якщо виміри проводилися прямо з машини, показання приладу множать на 2, з локомотиву, дрезини — на 3.

В порядку модернізації був створений прилад ІМД- 21. Випустили їх трохи, оскільки на зміну прийшов ІМД- 22.

Вимірник потужності дози ІМД- 22 має дві відмітні особливості. По-перше, він може робити виміри поглиненої дози не лише по гамма, але і по нейтронному випромінюванню, по-друге, використовуватися як на рухливих засобах, так і на I стаціонарних об'єктах (пунктах управління, захисних спорудах). Тому і живлення у нього може бути від бортової мережі автомобіля, бронетранспортера I або від звичайної, яка застосовується для освітлення, в 220 В.

Дозиметр ДП-70МП призначений для виміру дози гамма і нейтронного, опромінення в межах від 50 до 800 Р. Він є скляною ампулою, що містить безбарвний розчин. Ампула поміщена в пластмасовий (ДП-70МП) або металевий (ДП-70М) футляр. Футляр закривається кришкою, на внутрішній стороні якої знаходиться кольоровий еталон, що відповідає забарвленню розчину при дозі опромінення 100 Р (рад). Річ у тому, що у міру опромінення розчин міняє своє забарвлення. Ця властивість і належить в основу роботи хімічного дозиметра. Він дає можливість визначати дози, як при одноразовому, так і при багатократному опроміненні. Маса дозиметра — 46 г. Носять його в кишені одягу.

Для того, щоб визначити отриману дозу опромінення, ампулу виймають з футляра, вставляють в корпус колориметра. Обертаючи диск з фільтрами, шукають збігу забарвлення ампули з кольором фільтру, на якому і написана доза опромінення. Якщо інтенсивність забарвлення ампули (дозиметра) є проміжною між сусідніми двома фільтрами, то і доза визначається як середнє значення позначених доз на цих фільтрах.

Комплект індивідуальних вимірників дози ІД- 11 призначений для індивідуального контролю опромінення людей з метою первинної діагностики радіаційних уражень.

У комплект входить 500 індивідуальних вимірників доз ІД - 11 і вимірювальне облаштування ІД - 11 забезпечує вимір поглиненої дози гамма - і змішаного гамма - нейтронного випромінювання в діапазоні від 10 до 1500 рад (рентген). При багатократному опроміненні дози підсумовуються і зберігаються приладом впродовж 12 місяців. Маса ІД - 11 - всього 25 г. Носять його в кишені одягу.

Вимірювальний пристрій зроблений так, що може працювати в польових і стаціонарних умовах. Зручно в експлуатації. Має цифровий звіт свідчень на передній панелі. Для визначення дози, отриманої людиною, ІД- 11 вставляють в спеціальне гніздо вимірювального пристрою, і на табло висвічується цифра, що показує результат.

Для збереження життя і здоров'я людей організовується контроль радіоактивного опромінення. Він може бути індивідуальним і груповим. При індивідуальному методі дозиметри видаються кожній людині - зазвичай їх отримують командири формувань, розвідники, водії машин і інші особи, що виконують завдання окремо від своїх основних підрозділів. Груповий метод контролю застосовується для іншого особового складу формувань і населення. В цьому випадку індивідуальні дозиметри видаються одному - двом з ланки, групи, команди або комендантові притулку, старшому по укриттю. Зареєстрована доза зараховується кожному як індивідуальна і записується в журнал обліку.

Побутові дозиметри. В результаті аварії в Чорнобилі радіонукліди випали на величезній площі. Щоб розв'язати проблему інформованості населення національна комісія з радіаційного захисту (НКРЗ) розробила «Концепцію створення і функціонування системи радіаційного контролю, здійснюваного, населенням». Відповідно до неї люди повинні мати можливість самостійно оцінювати радіаційну обстановку в місці проживання або знаходження, включаючи і оцінку радіоактивного забруднення продуктів харчування і кормів.

Для цього промисловість випускає прості, портативні і дешеві прилади - індикатори, що забезпечують, як мінімум, оцінку потужності дози зовнішнього випромінювання від фонових значень і індикацію допустимого рівня потужності дози гамма-випромінювання.

Численні прилади, якими користується населення (термометри, барометри, тестери), вимірюють макровелічіну (температуру, тиск, напругу, силу струму). Дозиметричні ж прилади фіксують мікровелічіни, тобто процеси, що відбуваються на рівні ядра (кількість розпадів ядер, потоки окремих часток і квантів). Тому для багатьох незвичні самі одиниці виміри, з якими вони стикаються. Більше того, одиничні виміри не надають точних свідчень. Необхідно проводити декілька вимірів і визначати середнє значення. Потім усі виміряні величини потрібно зіставити з нормативами, щоб правильно визначити результат і вірогідність дії на організм людини. Усе це робить роботу з побутовими дозиметрами дещо специфічною.

Ще один аспект, про який слід сказати. Чомусь склалося враження, що в усіх країнах дозиметри випускаються у великих кількостях, вільно продаються і населення їх охоче розкуповує. Нічого подібного. Дійсно, є фірми, які випускають і продають такі прилади. Але вони зовсім не дешеві. Наприклад, в США дозиметри коштують 125 - 140 доларів, у Франції, де більше, ніж у нас атомних електростанцій, продаж дозиметрів населенню не робиться.

Наші побутові дозиметричні прилади дійсно доступні населенню, а по своїй працездатності, високому рівню, якості і дизайну перевершують багато зарубіжних. Ось деякі з них.

«Бела» - індикатор зовнішнього гамма-випромінювання. Виготовляють його підприємство «Імпульс» (м. П’ятигорськ і інші заводи).

З його допомогою населення може оперативно оцінювати радіаційну обстановку в побутових умовах, визначати рівень потужності еквівалентної дози гамма-випромінювання : груба оцінка - по звуковому сигналу, точна - по цифровому табло.

Індикатор виконаний з удароміцного полістиролу, портативний. Деталі схеми розміщені на друкованих платах. Живлення — від батареї типу «Крону»(витримує 200 год. безперервної роботи). Маса - 250 г.

РКСБ- 104 - бета-гамма радіометр. Призначений для індивідуального контролю населенням радіаційної обстановки. Їм можна виміряти потужність еквівалентної дози гамма-випромінювання; щільність потоку бета - випромінювання із забруднених радіонуклідами поверхонь; питому активність бета - випромінювання радіонуклідів в речовинах (продуктах, кормах); виявляти і оцінювати бета - і гамма-випромінювання за допомогою порогової звукової сигналізації. Це один з вдалих і багатофункціональних приладів.

Живлення - від батареї «Крона» (триває 100 год. безперервної роботи). Маса - 350 г.

Майстер - 1 - один з найменших індивідуальних дозиметрів. Маса - всього, 80 г. Носять в кишені одягу. Простий в зверненні. Призначений для оперативного контролю населенням радіаційної обстановки. Дозволяє вимірювати потужність експозиційної дози в межах від 10 до 999 мкР/ч. Природний радіаційний фон на території Росії в середньому коливається від 8 до 20 мкР/ч). Живлення - від елементу СЦ- 32.

«Берег» - індивідуальний індикатор радіаційної потужності дози. Призначений для оцінки радіаційного фону в межах від 10 до 120 МкР/ч і більше.

Індикатор дозволяє здійснювати, в побутових умовах, індивідуальний радіаційний контроль довкілля, оцінювати рівень радіоактивного забруднення по гамма-випромінюванню продуктів харчування і кормів від 3700 Бк/кг(Бк/л) і вище, як в районах з природним радіаційним фоном, так і в районах, забруднених довгоживучими нуклідами, а також в місцях розміщення радіаційно-небезпечних об'єктів (АЕС) і на об'єктах народного господарства, де використовуються джерела гамма-випромінювання.

Гамма-випромінювання реєструються за допомогою звукової сигналізації, а також стрілочного приладу з шкалою, розбитою на три кольорові сектори. Якщо стрілка в зеленому секторі шкали (потужність дози гамма-випромінювання від 0 до 60 мкР/ч), то це потужність в межах фонового значення. Якщо в жовтому секторі «Увага» (потужність дози від 60 до 120 мкР/ч). У червоному секторі - «Небезпечно» (потужність дози більше 120 мкР/ч).

Живлення приладу 4 акумулятори ДО-06 або 2 джерела МЛ 2325. При реєстрації природного фону одного комплекту джерел живлення вистачає на 60 год. безперервної роботи. Маса - 250 г.

СІМ-05 - призначений для оцінки радіаційної обстановки в побуті та на виробництві, фіксує рівні потужності еквівалентної дози гамма-випромінювання за допомогою звукових сигналів і цифрового табло. Пороги сигналізації: 0,6; 1,2; 4 мкЗв (зиверт - еквівалентна доза в системі СІ; 13в = 100Р; 1 мкЗв = 100 мкР). Час безперервної роботи від однієї батареї «Крона» - 500 год.. Маса - 250 г.

Його модифікацією є прилад СІМ-03. Це портативний кишеньковий сигналізатор. При дії іонізуючих випромінювань подаються звукові і світлові сигнали, частота дотримання яких прямо пропорційна потужності дози випромінювання. Є 7 порогів сигналізації потужністю еквівалентної дози мкЗв/ч мкР/ч від 0,6 (60) до 32,0 (3200). Час безперервної роботи від однієї батареї «Крона» - 500 год. Маса - 250 г.

ІРД-02Б - дозиметр-радіометр. Призначений для виміру потужності еквівалентної дози гамма - випромінювання, для оцінки щільності потоку бета - випромінювання від забруднених поверхонь і забрудненості бета-гамма випромінюючими нуклідами проб води, ґрунту, їжі, фуражу.

Застосовується для індивідуального контролю радіаційної обстановки на місцевості, в житлових і робочих приміщеннях.

Прилад забезпечує цифрові свідчення про рівні оцінюваних величин, а також подає звукові сигнали, частота дотримання яких пропорційна інтенсивності бета - гамма - випромінювання. Має два режими роботи. Перший - для виявлення і виміру полів гамма-випромінювання, а також для виміру питомої активності радіонуклідів по гамма - випромінюванню в пробах. Другий - для виявлення і оцінки міри забрудненості бета - гамма - випромінюючими нуклідами різних поверхонь і проб.

Тривалість безперервної роботи від одного комплекту батарей А- 316 (6 шт.) - не менше 80 ч. Маса - 750 г.

Нормативи ГДР - радіаційної дії. Нормативи гранично допустимого рівня (ГДР) радіаційної дії на довкілля: встановлюються органами санітарно-епідеміологічного нагляду у величинах, які не представляють небезпеці для здоров'я людини, його генетичного фонду.

Гранично допустиму дозу (ГДД) визначали на підставі численних дослідів на тваринах. Перші норми радіаційної безпеки були визначені в 1934 р., тоді ГДД, складала 1,2 Р в тиждень. У 1948 р. норми посилили. Вони склали 0,3 Р в тиждень або 15 Р в рік.

Після Другої світової війни в науці і техніці стали використовувати не лише рентгенівські і гамма - випромінювання, але і альфа - випромінювання, тобто випромінювання різної вражаючої здатності. Тому допустимі рівні опромінення стали виражати в одиницях еквівалентної дози.

Радіаційну небезпеку використовуваної радіоактивної речовини оцінюють по активності - величині, що характеризує число радіоактивних розпадів в одиницю часу, вираженій в кюрі (Кі) або беккерелі (Бк). 1 БК = 1 расп/с. 1 Кі = 3,7x10 Бк.

Для кількісної оцінки іонізуючої дії поля введено поняття експозиційної дози, яка є характеристикою поля. Одиницею дози є рентген або кулон/кг.

Поглинена доза характеризує взаємодію поля і опромінюваного середовища. Це енергія, поглинена одиницею маси речовини, на яку діє поле випромінювання. Одиницею її виміру є радий або грей.

Для оцінки дій, вироблюваних на живі організми однаковою поглиненою дозою різних видів випромінювання (альфа, бета, гамма), встановлюють коефіцієнт якості випромінювання. Так, для гамма і бета-випромінювання він рівний - 1, а для альфа - випромінювання - 20. Для порівняння біологічних ефектів вводиться поняття еквівалентної дози, визначуваної як результат твору поглиненої дози на коефіцієнт якості випромінювання. Як одиниця виміру прийнятий бер (біологічний еквівалент рентгена) або зиверт (Зв).

З 1987 р. були введені «Норми радіаційної безпеки» НРБ- 76/87, затверджені Мінохоронздоров'я СРСР. Згідно з цими нормами, граничний нормативний критерій для населення складав 0,5 бер в рік або 35 бер за усе життя (70 років).

Для осіб, професійно схильних до опромінення, щорічна доза не повинна була перевищувати 5 бер в рік.

У січні 1996 р. в Росії ухвалений Федеральний закон «Про радіаційну безпеку населення». У текст закону введені конкретні значення основних дозових меж, дані визначення наступних основних понять :

— радіаційна безпека - стан захищеності сьогодення і майбутнього поколінь людей від Шкідливої для їх здоров'я дії іонізуючого випромінювання;

— іонізуюче випромінювання - випромінювання, яке створюється при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, гальмуванні заряджених часток в речовині і утворює при взаємодії з середовищем іони різних знаків;

— природний радіаційний фон - доза випромінювання, що створюється космічним випромінюванням і випромінюванням природних радіонуклідів, природно розподілених в землі, воді, повітрі, інших Елементах біосфери, харчових продуктах і організмі людини;

— техногенно - змінений радіаційний фон - природний радіаційний фон, змінений в результаті діяльності людини;

— ефективна доза - величина дії іонізуючого випромінювання, використовувана як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення організму людини і окремих його органів з урахуванням їх радіочутливості;

— радіаційна аварія - втрата управління джерелом іонізуючого випромінювання, викликана несправністю устаткування, неправильними діями працівників, стихійними лихами або іншими причинами, які привели людей до опромінення вище встановлених норм або до радіоактивного забруднення довкілля.

Стаття 9 Закону встановлює гігієнічні нормативи опромінення на території Російської Федерації в результаті використання джерел іонізуючого випромінювання :

— для населення середня річна ефективна доза дорівнює 0,001 зіверта, а за період життя (70 років) — 0,07 зіверта (7 бер);

— для працюючих в цій області середня річна ефективна доза дорівнює 0,02 зіверта (2 бер) або ефективна доза за період трудової діяльності (50 років) — 1 зиверт (100 бер).

Стаття 16 Закону «Про радіаційну безпеку населення» визначає порядок забезпечення радіаційної безпеки при виробництві харчових продуктів і при споживанні питної води.

Згідно з цією статтею, продовольча сировина, харчові продукти, питна вода і вироби, що контактують з ними, в процесі виготовлення повинні відповідати вимогам до забезпечення радіаційної безпеки.

Стаття 17 Закону визначає порядок радіаційної безпеки при проведенні медичних рентгенорадіологічних процедур. Зокрема, передбачається використання засобів індивідуального захисту пацієнтів. На вимогу пацієнта йому надається повна інформація про очікувану дозу опромінення при проведенні медичних рентгенорадіологічних процедур. При цьому пацієнт має право відмовитися від рентгенорадіологічних процедур, за винятком досліджень, що проводяться в цілях виявлення захворювань, небезпечних в епідеміологічному відношенні.