Метады i прыборы дазiметрычнага кантролю

Радыеактыўныя выпраменьваннi нябачныя i неадчувальныя для чалавека, таму iх выяўленне i вымярэнне праводзiцца ўскосным шляхам пры выкарыстаннi якiх-небудзь iх уласцiвасцей.

Праходжанне ядзерных часцiц праз рэчыва суправаджаецца ўтварэннем свабодных электронаў, iонаў, узнiкненнем светлавых успышак, хiмiчных i цеплавых эфектаў. У вынiку гэтага iанiзуючыя выпраменьваннi могуць быць зарэгiстраваны наступнымi метадамi: iанiзацыйным, сцынтыляцыйным, люмiнесцэнтным, фатаграфiчным, хiмiчным i каларыметрычным.

Iанiзацыйны метад рэгiстрацыi выпраменьванняў заснаваны на iх iанiзуючым уздзеяннi. Пад уплывам любога вiду iанiзуючага выпраменьвання ў рычыве з нейтральных атамаў або малекул утвараюцца iоны – часцiцы, якiя нясуць дадатны або адмоўны зарады. Iоны, што ўтвараюцца ў звычайных умовах, iснуюць нядоўга. Яны зноў аб'ядноўваюцца ў нейтральныя атамы i малекулы. У электрычным полi дастаткова хутка ўзнiкае накiраваны рух зараджаных часцiц да адпаведных электродаў, у вынiку чаго рэкамбiнацыя нязначная. Узнiкае так званы iанiзацыйны ток. Вымярэнне велiчынi току дае магчымасць атрымаць уяўленне аб iнтэнсiўнасцi iанiзуючага выпраменьвання. Пры рабоце з радыеактыўнымi крынiцамi сiла iанiзуючага току вагаецца ў межах 10^–16 – 10^–11 А. Такую нязначную сiлу току нельга замераць нават самымi адчувальнымi гальванометрамi. Для замервання iанiзацыйнага току менш за 10^–11 А звычайна выкарыстоўваюць iанiзацыйныя i кандэнсацыйныя камеры.

Сцынтыляцыйны метад рэгiстрацыi iанiзуючых выпраменьванняў заснаваны на замерваннi iнтэнсiўнасцi светлавых успышак, якiя ўзнiкаюць у люмiнесцыруючых рэчывах пры праходжаннi праз iх выпраменьванняў. Успышкi святла (сцынтыляцыя) могуць быць зарэгiстраваны з дапамогай фотаэлектроннага памнажальнiка (ФЭП). Рэчывы, якiя здольны вылучаць святло пад уздзеяннем iанiзуючага выпраменьвання, называюцца сцынтылятарамi. Сцынтыляцыйны лiчыльнiк прадстаўляе сабой камбiнацыю сцынтылятара з ФЭП. Апошнi дазваляе ператвараць слабыя светлавыя ўспышкi ад сцынтылятара ў электрычныя iмпульсы, якiя могуць быць затым зарэгiстраваны звычайнай электроннай апаратурай. Сцынтыляцыйны метад характарызуецца тым, што:

1) мае высокую эфектыўнасць для пранiкальных выпраменьванняў;

2) малы час высвечвання сцынтылятараў забяспечвае высокую часовую адрозную здольнасць сцынтыляцыйных лiчыльнiкаў i магчымасць правядзення вымярэнняў з радыенуклiдамi, якiя маюць кароткi перыяд паўраспаду;

3) адчувальнасць такiх лiчыльнiкаў на некалькi парадкаў вышэй за адчувальнасць iанiзацыйных камер.

Люмiнесцэнтныя метады дазiметрыi заснаваны на эфектах радыефоталюмiнесцэнцыi i радыетэрмалюмiнесцэнцыi. Пад уздзеяннем выпраменьвання ў люмiнафорах спачатку ўтвараюцца цэнтры фоталюмiнесцэнцыi, а затым пры асвятленнi ультрафiялетавым святлом узнiкае бачная люмiнесцэнцыя, iнтэнсiўнасць якой спачатку прапарцыянальна дозе (10^–2–10 Гр), затым (пры 3,5·10² Гр) дасягае максiмуму, а пры далейшым павышэннi дозы, падае. Утвораныя цэнтры радыетэрмалюмiнесцэнцыi не разбураюцца пры ўздзеяннi ўльтрафiялетавага святла. У выпадку радыетэрмалюмiнесцэнцыi паглынутая энергiя выпраменьвання ператвараецца ў люмiнесцэнцыю пры награваннi. Iнтэнсiўнасць люмiнесцэнцыi прапарцыянальна дозе выпраменьвання. Пры нагрэве адбываецца разбурэнне створаных iанiзуючым выпраменьваннем цэнтраў люмiнесцэнцыi.

Фатаграфiчны метад заснаваны на вымярэннi ступенi пачарнення фотаэмульсii. Ступень пачарнення дазiметрычнай фотаплёнкi пасля апраменьвання ў некаторым дыяпазоне пачарненняў прапарцыянальна экспазiцыйнай дозе. Дазiметрычныя фотаплёнкi тыпу РМ-5-1, РМ-5-3, РМ-5-4 дазваляюць рэгiстраваць g-выпраменьванне ў дыяпазоне экспазiцыйных доз 0,02–2,0; 0,3–12,0 i 0,01–0,70–50 Р адпаведна. Здольнасць фотаэмульсii рэгiстраваць выпраменьваннi, ператвораныя рознымi фiльтрамi, дазваляе атрымлiваць звесткi аб колькасцi вымяраемага iанiзуючага выпраменьвання. Да недахопаў метаду адносяцца нязначная адчувальнасць да малых доз, немагчымасць вымярэння атрыманай дозы непасрэдна ў час выпраменьвання, залежнасць вынiкаў ад умоў апрацоўкi.

Хiмiчны метад выяўлення i рэгiстрацыi выпраменьванняў заснаваны на вымярэннi колькасцi малекул або iонаў, якiя ўтвараюцца пры паглынаннi рэчывам энергii. Для вымярэння дозы ў межах 2,0–400 Гр звычайна выкарыстоўваецца ферасульфатны, а для больш высокiх доз – цэрыевы дазiметр. Хiмiчныя метады дазiметрыi па адчувальнасцi значна ўступаюць пералiчаным.

Каларыметрычны метад заснаваны на вымярэннi цяпла, якое выдзяляецца ў рэчыве пры паглынаннi выпраменьвання.

Прыборы для кантролю за станам навакольнага асяроддзя. Для рэгiстрацыi забруджвання паветра, раслiннасцi, глебы, прадуктаў харчавання i iншых кампанентаў могуць выкарыстоўвацца розныя прыборы. У залежнасцi ад мэты i дакладнасцi вымярэння яны падзяляюцца на iндыкатары, радыёметры, рентгенаметры i дазiметры, а па канструкцыi – на кiшэнныя (для iндывiдуальнага дазiметрычнага i радыеметрычнага кантролю), пераносныя (для групавога дазiметрычнага i радыяцыйнага кантролю, вызначэння радыеактыўнасцi i яе ўдзельнай велiчынi ў аб'ектах навакольнага асяроддзя, g-радыекартаграфавання паверхнi глебы, вызначэння радыеактыўнай забруджанасцi пабудоў, леса- i сельскагаспадарчых машын i механiзмаў i iнш.), стацыянарныя ўстаноўкi (для бесперапыннага дазiметрычнага i радыяцыйна-тэхналагiчнага кантролю ў радыяцыйна небяспечных месцах, вызначэння ўдзельнай або аб'ёмнай актыўнасцi проб глебы, раслiннасцi, прадуктаў харчавання, вады i iнш.).

Радыеметрычныя i дазiметрычныя прыборы складаюцца з дэтэктараў з крынiцай электрычнага сiлкавання, прыстасавання для ператварэння iнфармацыi ад дэтэктара i блока рэгiстрацыi. Гэтыя прыборы характарызуюцца сярэдняй адчувальнасцю, адрозным часам, узнаўляльнасцю вынiкаў вымярэнняў, тэмпературнай i механiчнай устойлiвасцю. Адчувальнасць прыбора – велiчыня нiжняй мяжы выпраменьвання, якое ўстойлiва можа рэгiстравацца прыборам. Адрозны час – самы малы прамежак часу, за якi два iмпульсы, што iдуць адзiн за адным, рэгiструюцца асобна. Тэмпературная ўстойлiвасць сведчыць аб устойлiвых паказчыках прыбора пры розных тэмпературах. Механiчная ўстойлiвасць прыбора характарызуе яго здольнасць супрацьстаяць розным механiчным уздзеянням без змянення дакладнасцi паказчыкаў.

На радыяцыйна небяспечных аб'ектах i на забруджаных тэрыторыях, у першую чаргу, арганiзуецца iндывiдуальны кантроль персаналу i насельнiцтва, якое аказалася ў радыяцыйна небяспечнай зоне. Вынiкi iндывiдуальнага кантролю дазваляюць вызначаць рэжым работы або пражывання на забруджанай тэрыторыi.

Для ажыццяўлення iндывiдуальнага дазiметрычнага кантролю персаналу і насельніцтва, рэгістрацыі дозавых нагрузак за вызначаны перыяд выкарыстоўваюцца дазіметры і радыёметры розных тыпаў.

Радыёметры выкарыстоўваюцца для выяўлення ступенi радыеактыўнага забруджвання паверхняў абсталявання, адзення, аб'ёмаў паветра, галоўным чынам, a- i b-часцiцамi i невялiкiх узроўняў g-выпраменьвання.

Лекция №13.