Приборы радиометрического контроля доклад

Обновлено: 06.07.2024

Радиометрический контроль – это комплекс организационных и технических мероприятий по определению степени радиоактивного загрязнения людей, техники, территории, сельскохозяйственных животных и растений, а также других объектов, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Осуществляется с целью определить необходимость: проведения санитарной обработки личного состава аварийно-спасательных и других формирований и населения после выхода из зон радиоактивного загрязнения; дезактивации техники, зданий и сооружений, дорог, местности, одежды, материальных средств, обезвреживания продовольствия и воды, а также остаточный уровень радиоактивного загрязнения после проведения санитарной обработки и дезактивации. В том и другом случае предусматривается сравнительная оценка измеренных величин степени загрязнённости с установленными допустимыми нормами. Р.к. может проводиться непосредственно на объектах загрязнения, а также в лабораторных условиях при работе с пробами, взятыми с объектов загрязнения. В первом случае это полевой радиометрический контроль, во втором – лабораторный радиометрический контроль.

Р.к. личного состава аварийно-спасательных и других формирований и населения до и после санитарной обработки осуществляется на пунктах санитарной обработки. Р.к. загрязнения зданий, сооружений, оборудования и местности до и после дезактивации проводится непосредственно в зонах загрязнения с помощью табельных приборов или в лабораторных условиях с предварительным взятием проб грунта, мазков со зданий, сооружений и оборудования. Контроль радиоактивного загрязнения воды и продовольствия, как правило, производится в лабораториях. В некоторых случаях (при решении геологических задач, при поиске источников ионизирующих излучений и т.п.) полевой радиометрический контроль может проводиться путём измерения высокоэнергетической части спектра гамма- и бета-излучения (гамма-съёмка и бета-съёмка, в том числе аэрограмма-спектрометрическая съёмка). Основное достоинство этого метода экспрессное получение информации. Лабораторные методы радиометрического контроля основаны на использовании ионизационных и импульсных альфа-, бета- и гамма-измерений, позволяющих непосредственно определить общую и удельную радиоактивность исследуемых проб почвы, воды, воздуха, донных отложений, растений, продуктов питания, стройматериалов и т.д. Особое значение придается лабораторным методам определения удельной и объемной активности каждого радионуклида в отдельности.

Источники: Методические рекомендации по ликвидации последствий радиационных и химических аварий. Под редакцией Владимирова В.А. –М., 2004; Радиационная экология. Старков В.Д., Мигунов В.И. –Тюмень, 2003.

Радиоактивные вещества и изделия на их основе представляют особую опасность для человека. Поэтому со стороны государства осуществляется жесткий контроль за их производством, применением и перемещением. Кроме того, специальными документами установлены предельные уровни содержания радионуклидов.

Для решения задач ТК ДРМ таможенная служба использует дозиметры, радиометры, спектрометры и комбинированные приборы.

Дозиметры чаще всего используются для регистрации γ-излучений и нейтронного излучения с целью измерения эквивалентной дозы и\или мощности эквивалентной дозы (МЭД) излучения.

Радиометры предназначены для измерения активности радионуклидов, характеристик полей излучения, кроме того, как и дозиметры, могут быть использованы в режиме поиска источников ионизирующего излучения.

Спектрометры применяются для определения энергетических спектров частиц или квантового излучения. Это позволяет использовать их для определения вида радиоактивного материала.

В комбинированном приборе заложены функции приборов двух или даже трех типов.

Важнейший и обязательный элемент всех приборов для радиационного контроля – детектор, который является датчиком, принимающим излучение. На его выходе формируется электрический сигнал, характеризующий принимаемое излучение.

По принципу работы выделяются детекторы: газонаполненные, сцинтилляционные, полупроводниковые, люминесцентные, химические, фотоэмульсионные.

2. НАИМЕНОВАНИЕ, НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

Любой прибор для регистрации и измерения характеристик ионизирующего излучения имеет детектор. Он представляет собой устройство, преобразующее энергию ионизирующего излучения в форму, удобную для регистрации и последующего отображения на индикаторе.

Все более широкое применение находят полупроводниковые детекторы. Чувствительным элементом в таком детекторе является полупроводниковый p-n или n-p-переход. Под воздействием ионизирующего излучения меняется проводимость перехода, что приводит к изменению тока через переход.

Дозиметрическими приборами называют устройства для измерения ионизирующих излучений, позволяющие получать информацию о дозе или её мощности.

Дозиметры применяются для проведения радиационных обследований различных объектов, дозиметрического уровня условий работы персонала, поиска источников излучения, измерения дозы при их воздействии на различные живые и неживые объекты и т.п.

В таможенном деле дозиметры являются основными приборами, при помощи которых в ходе первоначального и дополнительного радиационного контроля решаются оперативные задачи по оценке степени радиационной безопасности и измерению параметров, характеризующих взаимодействие ионизирующего излучения со средой (веществом) и передачу энергии излучения.

Составляя самую многочисленную группу средств измерений ионизирующих излучений, дозиметры, как правило, условно делятся на три большие группы:

- измерители дозы, позволяющие измерять поглощенную дозу в облучаемых объектах, в частности, индивидуальную дозу, получаемую сотрудниками таможенных органов;

- измерители мощности дозы и её изменения со временем, позволяющие оценивать радиационную обстановку в местах проведения таможенного контроля делящихся радиоактивных материалов;

- комбинированные приборы, объединяющие функции измерения дозы и её мощности.

Наиболее широко используются два типа микропроцессорных дозиметров и их модификаций: РМ-1203 и РМ-1401.

Дозиметр РМ-1203 предназначен для измерения эквивалентной дозы и мощности эквивалентной дозы γ-излучения с отображением информации в аналоговом и цифровом видах на жидкокристаллическом индикаторе и возможностью одновременной подачи звуковых сигналов. Кроме того, прибор сигнализирует о превышении запрограммированных пользователем порогов по мощности дозы и по накопленной дозе. В качестве детектора в нем используется счетчик Гейгера-Мюллера.

В модели РМ-1203М дополнительно введен специальный режим запуска начала измерения мощности дозы. Это позволяет использовать прибор не только для постоянного контроля радиационной обстановки, но и для выполнения различных видов радиационного обследования, когда необходимо провести и зафиксировать контрольные измерения мощности дозы (например, при отборе проб для измерения удельной активности, при измерении мощности дозы на рабочих местах, при обследовании территорий и т.д.). Имеется функция сохранения в энергозависимой памяти истории мощности дозы, величины накопленной дозы и серийного номера, передачи этих значений в компьютер через адаптер инфракрасного канала (ИК) связи с помощью программного обеспечения, которое поставляется совместно с дозиметром. Это дает возможность использовать прибор в качестве компонента компьютерной системы учета дозовых нагрузок персонала и ведения соответствующих баз данных.

Дозиметр РМ-1401 предназначен для выявления источников ионизирующего излучения, радиоактивных веществ и делящихся материалов по их γ-излучению.

Дозиметр измеряет мощность эквивалентной дозы γ-излучения и проградуирован в единицах мкЗв/ч. Прибор по способу регистрации выполнен скорее как радиометр, а не как дозиметр, поскольку происходит регистрация энергии γ-квантов, а их количества. Кроме того, РМ-1401 является энергетически не компенсированным дозиметром, чувствительность которого значительно больше в области малых энергий, что позволяет наиболее эффективно обнаруживать ядерные материалы.

Конструктивно прибор выполнен в виде блока, в корпусе которого помещены детекторный узел, процессор, схема управления, звуковой сигнализатор и панель отображения информации на основе жидкокристаллического индикатора, а также выносного вибрационного сигнализатора в виде наручных часов.

Детекторный узел состоит из сцинтиллятора на основе CsI(TI) - йодистого цезия с добавкой таллия, фотодиода и усилителя-преобразователя.

Вибрационный сигнализатор вынесен из корпуса, подключается при необходимости к дозиметру с помощью кабеля и предназначен для подачи сигналов, ощущаемых оператором в виде механических колебаний сигнализатора. Он выполнен в виде ручных часов и срабатывает при достижении установленного порога излучения. Это позволяет вести поиск источников излучения скрытно или при больших уровнях звукового шума. При подключении вибрационного сигнализатора звуковой сигнализатор отключается.

Дозиметр имеет три основных режима работы: тестирование, калибровка по уровню фона, поиск. Кроме того, в дозиметре имеются два дополнительных режима: установка количества среднеквадратичных отклонений (коэффициента n) и контроль напряжения элементов питания. Переход от одного режима к другому осуществляется последовательно и автоматически.

Режим тестирования начинается сразу после включения питания и предназначен для проверки правильности функционирования основных его узлов, в частности жидкокристаллического индикатора, звуковой сигнализации и процессора. В случае успешного окончания тестирования, продолжающегося примерно 7 с, дозиметр переходит в режим калибровки по уровню фона. Перед этим в течение 5 с на индикаторе показывается значение установленного перед предыдущим выключением коэффициента n, который равен числу среднеквадратичных отклонений.

Относительно новыми приборами, используемыми в таможенных органах, являются дозиметры РМ-1621 и РМ-1621А. Это дозиметры, измеряющие индивидуальную эквивалентную дозу и мощность индивидуальной эквивалентной дозы гамма- и рентгеновского излучений в широком диапазоне энергий.

Энергозависимая память и ИК-канал связи позволяют формировать и передавать историю накопления дозы и изменения мощности дозы из памяти дозиметра в компьютер через ИК-адаптер связи. Это дает возможность использовать дозиметры в качестве компонента компьютерной системы учета дозовых нагрузок персонала и вести соответствующие компьютерные базы данных. Превышение запрограммированных пользователем порогов по мощности дозы и по накопленной дозе отображается на жидкокристаллическом дисплее – индикаторе прибора с одновременной подачей звуковых сигналов. Дозиметр автоматически считает время накопления дозы.

Приборы выполнены в герметичном ударопрочном корпусе, что позволяет проводить его дезактивизацию. Дозиметры предназначены для ношения в нагрудном кармане спецодежды или на поясном ремне.

Этот многофункциональный широкодиапазонный дозиметр обеспечивает:

- измерение мощности экспозиционной дозы в воздухе, мощности эквивалентной дозы и экспозиционной дозы, поглощенной дозы в воздухе, эквивалентной дозы рентгеновского и гамма-излучения;

- сигнализацию о прерывании установленного уровня мощности дозы;

- сохранение в памяти результатов измерений.

Радиометрические средства должны обеспечивать определение:

- характеристик источника излучения (т.е. определение числа актов распада, происходящих в источнике излучения в единицу времени);

- плотности потока ионизирующих частиц или квантов.

Для измерений используются сцинтилляционные детекторы.

В ходе контроля результаты измерений сопоставляются в пороговым и фоновым значениями. При превышении результатом измерения суммы этих значений выдается сигнал тревоги. Управление и контроль работы системы могут выполняться с помощью удаленного на расстояние до 2000 м пульта. Решение в интересах таможенного контроля первой задачи позволяет оценить количественные характеристики перевозимых через границу делящихся материалов и радиоактивных веществ, если установлен их радионуклидный состав. Решение второй задачи позволяет организовать обнаружение радиоактивных объектов.

На основе измерений плотности потока ионизирующих частиц (квантов) и изменения активности во времени можно определить постоянную распада и установить вид радионуклида. Если известны вид радионуклида и его активность на заданный момент времени, то по данным радиометрических измерений можно установить возраст источника или время, прошедшее с момента его изготовления.

Характерными особенностями радиометрических измерений являются:

- статистический характер объекта измерения и процесса регистрации излучений;

- влияние на результаты измерений внешнего радиоактивного фона.

Из-за особенностей результаты определенных измерений могут существенно различаться. Причины неоднозначности измерений носят вполне объективный характер. Дело в том, что активность носит вероятностный характер в силу природы радиоактивного распада. Кроме того, поток частиц и квантов, составляющих единый радиационный фон и влияющий на измерительный прибор, так же носит вероятностный характер и подтвержден непредсказуемым флуктуациям. Уровень фонового излучения зависит от состава почвы и окружающих строений, загрязненности воздуха радионуклидами, потока квантов космического происхождения и т.п. Поэтому радиометры обычно делают многократные измерения, а результат формируется путем соответствующей статистической обработки.

Основной задачей спектрометрических измерений является определение спектров ионизирующих частиц (квантов).

Спектр представляет собой совокупность возможных значений измеряемой физической величины. Задача спектрометрии фактически сводится к нахождению распределения частиц и/или квантов излучения по одному или нескольким параметрам. Спектрометры подразделяются на несколько типов:

- энергетические (для измерения распределения по энергии);

- масс-спектрометры (для измерения распределения по заряду);

- угловые (для измерения пространственно-временных характеристик распределения) и др.

По энергетическим характеристикам можно определить радионуклидный состав источников радиоактивного излучения. При таможенном контроле это позволяет установить вид делящихся материалов или других радиоактивных веществ, перевозимых через таможенную границу. По данным спектрометрических измерений можно оценивать активность радионуклида и связанные с ней характеристики источника ионизирующего излучения, т.е., как и при радиометрических измерения, можно количественно оценить обнаруженные радиоактивные вещества, соотношения между отдельными компонентами смеси. Наконец, спектрометрические измерения незаменимы при решении задач безопасности, так как позволяют определять распределение радионуклидов на территории, в отдельных органах и тканях человека.

Сцинтилляционный детектор выполнен на основе кристалла NaI (TI) диаметром 34 мм и длиной 47 мм. Нейтронные детекторы выполнены в виде трубок с газом He3 под давлением 8 атмосфер, помещенных в замедлитель из полиэтилена. Детекторы работают в пропорциональном режиме.

Под амплитудой импульсов сцинтилляционного детектора можно различить альфа- и бета-частицы и затем вычислить значения плотности потока частиц.

Радиометр-спектрометр выполняет четыре основные функции: поискового прибора, дозиметра, радиометра, спектрометра. В качестве поискового прибора он фиксирует превышение суммарной скорости счета по гамма- и нейтронному каналам над соответствующими фоновыми значениями. Превышение показателей на жидкокристаллическом дисплее, подтверждается светодиодным индикатором и звуковым сигналом.

При работе прибора в качестве дозиметра анализируется счет от нейтронного канала и информация, содержащаяся в гамма-спектре. При помощи микропроцессора и встроенного программного обеспечения производится расчет мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма- и нейтронного излучений.

При работе прибора в радиометрическом режиме производится измерение плотности потока альфа- и бета-излучений. Результаты измерений выдаются на индикатор прибора.

В качестве спектрометра прибор позволяет накапливать гамма-спектры, выводить их на дисплей и проводить идентификацию изотопов. В памяти прибора могут храниться до 30 спектров, каждому из которых присваивается идентификационный номер. Через последовательный канал RS-232 возможен обмен данными с компьютером и управление режимами работы прибора.

2.4 Системы радиационного контроля.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

2. Дьяконов В. Н., Малышенко Ю.В. Практикум по применению технических средств таможенного контроля: Сб. заданий и методические указания. Владивосток: ВФ РТА. 2005.

3. Организация таможенного контроля делящихся и радиоактивных материалов/ Д.А. Бабич, И.Н. Банных и др. М.: Святигорпресс, 2003.

4. Теория и практика применения технических средств таможенного контроля: учебник/ под общ. ред. Ю. В. Малышенко. М.: 2006.

[4] В связи с возникновением в середине ХХ века ядерных технологий произошли значительные локальные изменения радиационной обстановки за счет загрязнения окружающей среды искусственными радиоактивными изотопами. Причиной этого послужили взрывы ядерного оружия, различного рода аварии на ядерных объектах, небрежное отношение к отходам ядерного производства и ряд других. Возник так называемый техногенный радиационный фон, представляющий опасность для нормального функционирования человеческого организма. Появились зоны радиометрического риска (ЗРР), длительно

Содержание
Вложенные файлы: 1 файл

Средства радиометрического контроля.doc

Министерство образования и науки РФ

Рязанский Государственный Радиотехнический университет

Кафедра управления качеством и сертификации

Курсовая работа по курсу:

1 Радиометрический метод контроля 5

2 Радиометрические измерительные приборы 6

2.2 радиометр поисковой СРП-88Н……………………………………………7

3 Принцип действия радиометров .9

[4] В связи с возникновением в середине ХХ века ядерных технологий произошли значительные локальные изменения радиационной обстановки за счет загрязнения окружающей среды искусственными радиоактивными изотопами. Причиной этого послужили взрывы ядерного оружия, различного рода аварии на ядерных объектах, небрежное отношение к отходам ядерного производства и ряд других. Возник так называемый техногенный радиационный фон, представляющий опасность для нормального функционирования человеческого организма. Появились зоны радиометрического риска (ЗРР), длительное пребывание в которых является нежелательным. Следует отметить, что, как известно из периодической печати, такие зоны могут быть созданы умышленно в самых неожиданных местах с целью осуществления террористических акций. Основным признаком зоны радиометрического риска является повышенное значение мощности дозы ионизирующего излучения в данном месте. Принято различать три ступени радиационного уровня, представляющих различную степень опасности: фон, соответствующий мощности дозы 0,1-0,2мкЗв/ч (10-20мкР/ч), считается нормальным; 0,2-0,6мкЗв/ч (20-60мкР/ч) - допустимым; 0,6-1,2мкЗв/ч (60-120мкР/ч) - повышенным (сведения о единицах измерения радиоактивности содержатся в статье “Радиоактивные вещества”, журнал “Системы безопасности”, №6, 1995г., стр. 70-71). Существуют также естественные зоны радиационного риска: высокогорные районы, местности с выходом на поверхность радоновых источников и гранитных массивов и другие. К порожденным цивилизацией рукотворным ЗРР можно отнести салоны находящихся в полете авиалайнеров и цокольные (или подвальные) этажи строений. В первом случае мощность дозы внешнего ионизирующего космического излучения при полете на высоте до 10км может достигать 7 мкЗв/ч. Во втором случае опасность исходит от радиоактивных радона-222 и радона-220, являющихся газообразными продуктами распада урана-238 и тория-232, и проникающих из грунта через фундамент и пол, а также от бета-гамма-активного калия-40, входящего в состав строительных конструкций. Особую осторожность следует проявлять при отделке таких помещений гранитом и мрамором. Пребывание в них может обусловить превышение суммарного избыточного облучения по отношению к естественному фону за календарный год (1000мкЗв) в несколько раз.

Задачу радиометрического контроля можно разделить на:

- профессиональный радиометричес кий контроль;

- индивидуальный радиометрический контроль населения.

Реализация полномасштабного профессионального радиометриче ского контроля обеспечивается схемой, представленной ниже:

Предотвращение проникновения радиоактивных веществ на объект.

Проходные, въездные ворота, контроль ценных бумаг и корреспонденции

Радиационные мониторы: пешеходные,транспортные, ручные.

Обнаружение радиоактивных источников, проникших на объект, минуя стационарные средства контроля.

Офисы руководства, рабочие помещения, локализация источника при досмотре.

Сигнализаторы-дозиметры, ручные мониторы, индивидуальные дозиметры.

Обнаружение радиоактивных аномалий, вызванных естественными радионуклидами.

Подвальные помещения, рабочие помещения, мебель.

Радиометр объемной активности радона, ручной монитор

1 Радиометрический метод контроля

[2] Радиометрические методы контроля основаны на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. Наиболее часто применяются методы контроля прошедшим излучением, основанные на различном поглощении ионизирующих излучений при прохождении через дефект и бездефектный участок сварного соединения. Интенсивность прошедшего излучения будет больше на участках меньшей толщины или меньшей плотности, в частности в местах дефектов - несплошностей или неметаллических включений.

Методы радиометрического контроля классифицируются прежде всего по виду (и источнику) ионизирующего излучения и по виду детектора ионизирующего излучения. Ионизирующим называют изучение, заимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов. Так как ионизирующее излучение, состоящее из заряженных частиц,

имеет малую проникающую способность, то для радиометрического контроля сварных соединений обычно используют излучение фотонов или нейтронов. Наиболее широко используется рентгеновское излучение (Х-лучи). Это фотонное излучение с длиной волны 6*10^(-13). 1*10^(-9) м. Имея ту же природу, что и видимый свет, но меньшую длину волны (у видимого света 4. 7 * 10^(-7) м), рентгеновское излучение обладает высокой проникающей способностью и может проходить через достаточно большие толщины конструкционных материалов.

[3] Другим распространенным видом ионизирующего излучения, спользуемым при контроле сварных соединений, является γ-излучение. Это фотонное излучение с длиной волны 1*10-13. 4*10^(-12)м, возникающее при распаде радиоактивных изотопов, источником γ-излучения при радиационном контроле обычно являются радиоактивные изотопы тулия, иридия, цезия, кобальта: 170Тu, 192Ir, 137Cs, 60Со и др. Источники γ-излучения компактны и не требуют больших затрат электроэнергии (только на освещение и, возможно, на перемещение радиоактивного изотопа в рабочее положение и обратно). Однако γ-излучение более опасно для человека и, в отличие от рентгеновского, не может быть выключено. Проникающая способность γ-излучения выше, чем рентгеновского, поэтому могут просвечиваться изделия большей толщины, но чувствительность контроля при этом ниже, различие между дефектными и бездефектными участками менее заметно.

2 Радиометрические измерительные приборы

  • диапазон измерения потока фотонного излучения, 0 - 3000 мкР/ч
  • начальный энергетический порог регистрации, кэВ -20
  • пределы допускаемой основной погрешности, % ±10
  • пределы допускаемой дополнительной погрешности при измерении температуры на 10° С, %±1
  • нелинейность градуировочных характеристик, не более, %±5
  • питание батарейное
  • ресурс работы, ч -100
  • рабочая температура, ° С от -20 до +50
  • масса, не более, кг - 3, 6 (без укладочного кейса)

Данные измерительные приборы относятся к профессиональным (рабочим) поисковым переносным средствам измерения.
Контрольно-измерительные приборы данного типа являются штатными приборами измерения радиации различных служб народного хозяйства.

Они дают возможность оперативно и быстро отображать (стрелкой на дисплее пульта) уровень загрязнения по гамма-излучению материальных ресурсов и воздушной среды.

[4] Радиометр СРП-88Н | Технические характеристики

Вид контролируемого излучения - гамма

Тип детектора - сцинтиллятор NaI(Tl) 25х10

Энергетический диапазон, МэВ 0,06 - 10 000

Диапазон плотности потока гамма-излучения, с-110 - 30 000

Диапазон рабочих температур, ° С -20 . +40

Тип индикатора - ЖКИ

Питание - 4 батареи типа А343

Масса радиометра, кг - 3

Измерительный прибор типа СРП-88Н применяется при ведомственном, производственном и общественном радиационном контроле различных объектов.

Данный радиометр относится к профессиональным (рабочим) поисковым переносным средствам измерения.

Контрольно-измерительные приборы такого типа являются штатными приборами измерения радиации различных служб народного хозяйства. Приборы измерения радиации СРП-88Н имеют преимущественно поисковую функцию. Они имеют возможность оператив но и быстро отображать (цифровыми значениями на дисплее пульта) уровень загрязнения по гамма-излучению материальных ресурсов и воздушной среды.

Радиометр СРП-88Н имеет высокую чувствительность при поиске радиоактивных аномалий. Упомянутые приборы также обладают высокой надежностью при эксплуатации в полевых условиях в сравнении с другими аналогами (в том числе и современными), а также минимальную массу и габариты.

3 Принцип действия радиометров

[3] Радиометр предназначен для: измерения активности альфа- и бета- излучающих нуклидов в плоских источниках; - измерения активности

α- и β- излучающих нуклидов в счетных образцах на фильтрах типа АФА с

площадью рабочей поверхности 20^2 см, подготовленных по методикам

потребителя; - измерения объемной активности аэрозоля бета-излучающих

нуклидов в воздухе, путем измерения активности пробы аэрозоля на фильтре

типа АФА, подготовленной (отобранной) потребителем по собственной

методике, с учетом объёма прокаченного воздуха. Узел детектирования выполнен на PIPS-детекторах с активной компенсацией внешнего фонового гамма-излучения. Алгоритм обеспечивает возможность проведения измерений с заданной статистической погрешностью или с ограничением времени измерения.

Имеется линейный выход для передачи сигнала на спектрометр. [2]

Принцип действия радиометров основан на анализе амплитудного распределения импульсов с детекторного устройства.

Обработка энергетического распределения проводится в энергетических окнах с использованием матричного метода.

Матричный метод позволяет провести пересчет скорости счета в окне на удельную (объемную) активность.

Результаты выводятся на экран блока обработки информации в режиме реального времени.

Схема радиометрического контроля:

а - стыковых; б - угловых швов; в - труб; 1 — источник излучения; 2 — пленка

Шкала электромагнитных волн:

4 Описание аналогов

[5] К аналогам радиометров можно отнести такие устройства, как рентгеновские аппараты, аппараты для флюрографии.

Флюорография— рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании видимого изображения на флюоресцентном экране, которое образуется в результате прохождения рентгеновских лучей через тело (человека) и неравномерного поглощения органами и тканями организма.

Основы этого метода сразу же после открытия рентгеновских лучей разработали учёные А. Баттелли и А. Карбассо (Италия) и Дж. М. Блейер (США).

Флюорография даёт уменьшенное изображение объект а. Выделяют мелкокадровую (например, 24×24 мм или 35×35 мм) и крупнокадровую (в частности, 70×70 мм или 100×100 мм) методики. Последняя по диагностическим возможностям приближается к рентгенографии. Флюорография применяется главным образом для исследования органов грудной клетки, молочных желёз, костной системы.

Для обеспечения боеспособности личного состава в условиях применения противником ОМП необходимо своевременно и умело использовать технические средства разведки, имеющиеся в подразделениях и частях. К этим средствам относятся войсковые дозиметрические приборы и приборы химической и биологической разведки.

Приборы радиационной и химической разведки, и контроля предназначены для обнаружения радиоактивных и отравляющих веществ, определения границ районов заражения и осуществления постоянного контроля над степенью заражения местности, личного состава, военной техники, продовольствия и воды.

Приборы радиационного, химического и биологического контроля

1) подразделяются на приборы: радиационного контроля и разведки - для обнаружения радиоактивного загрязнения местности (рентгенометр); контроля облучения - для измерения величины поглощённых доз гамма- и гамма- нейтронного излучения, полученных личным составом (дозиметр); контроля радиоактивного загрязнения - для измерения удельных альфа- и бета- активностей проб продовольствия, воды и фуража, а также внешнего бета- излучения различных поверхностей (радиометр); химической разведки - для обнаружения в воздухе, на местности и технике ОВ (полуавтоматический газоопределитель) и непрерывного контроля воздуха (автоматический газосигнализатор); биологической разведки - для непрерывного контроля воздуха в целях обнаружения биологических средств (автоматический сигнализатор);

2) устройства для обнаружения, измерения, контроля, анализа, обработки и представления информации о радиационной, химической и биологической обстановке. Подразделяются на приборы: радиационной разведки - для обнаружения радиоактивного загрязнения местности; контроля облучения - для измерения величины поглощённых доз гамма- и гамма-нейтронного излучения, полученных населением и личным составом; контроля радиоактивного загрязнения - для измерения удельных альфа- и бета-активностей проб продовольствия, воды фуража, а также внешнего бета-излучения различных поверхностей; химической разведки - для обнаружения в воздухе, на местности и военной технике и различных объектах ОВ и непрерывного контроля воздуха; биологической разведки - для обнаружения в воздухе биологических средств.

Приборы радиационной разведки и контроля

Излучение радиоактивных веществ способно ионизировать вещества среды, в которой они распространяются, ионизация в свою очередь является причиной ряда физических и химических изменений в веществах. Эти изменения во многих случаях могут быть сравнительно просто обнаружены и измерены, что и лежит в основе работы приборов радиационной разведки и контроля.

Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений используются следующие методы:

  • ионизационный метод;
  • фотографический метод;
  • химический метод; метод;
  • радиофотолюминесцентный метод.

В современных приборах обнаружения и измерения радиоактивных излучений наиболее широко используется ионизационный метод. Такие приборы называются дозиметрическими.

Войсковые дозиметрические приборы (приборы радиационной разведки и контроля) предназначены:

  • для обнаружения радиоактивного заражения и измерения мощности дозы излучения на зараженной местности;
  • для определения дозы излучения, полученной личным составом за время пребывания на местности, зараженной радиоактивными веществами;
  • для измерения степени зараженности продуктами ядерного взрыва личного состава, вооружения и военной техники, воды, продовольствия и другого имущества.

В соответствии с предназначением, дозиметрические приборы подразделяются на следующие основные типы:

  • индикаторы – сигнализаторы — предназначены для регистрации радиоактивного заражения местности и различных предметов, а также подачи звукового и светового сигналов при обнаружении радиоактивных излучений;
  • измерители мощности дозы — предназначены для измерения мощности дозы излучения на местности и степени заражения различных объектов продуктами ядерного взрыва;
  • измерители дозы — предназначены для измерения поглощённой дозы гамма (гамма-нейтронного) излучения.

Все дозиметрические приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют аналогичное устройство:

  • воспринимающее устройство (детектор излучений);
  • электрическая схема, сложность которой может быть различна в зависимости от типа и назначения прибора;
  • измерительный или регистрирующий прибор (как правило микроамперметр), шкала которого отградуирована в единицах измерения дозы излучения, мощности дозы излучения или степени зараженности, в зависимости от назначения прибора;
  • источники питания, в качестве которых применяются сухие элементы или батареи.


Рис.16. Индикатор-сигнализатор ДП-64:

Индикатор-сигнализатор ДП-64 (рис. 16) предназначен для постоянного радиационного наблюдения и сигнализации о радиоактивном заражении местности. Он работает в следящем режиме и обеспечивает звуковую и световую сигнализацию при достижении на местности уровня радиации 0,2 р/ч. Появление периодических вспышек индикаторной лампочки указывает, что в данном месте мощность экспозиционной дозы достигает 0,2 Р/ч. С увеличением мощности гамма-излучения частота вспышек индикаторной лампочки возрастает. Время срабатывания — 3 сек. Прибор работоспособен в интервале температур от -40°С до +50°С и относительной влажности до 98 %. Питание от сети переменного тока 127/220В или аккумуляторов с напряжением 6 В. Готовность прибора к работе через 30 сек.

Прибор радиационной и химической разведки (ПРХР) устанавливается на подвижных бронированных объектах (например в ЗРК С-300ПС – в кабине МАЗ-543, на задней стенке).

ПРХР предназначен для:

  • измерения мощности дозы гамма-излучения на местности;
  • выдачи звуковой и световой сигнализации и управления исполнительными механизмами средств защиты экипажа объекта при возникновении радиоактивного заражения местности (сигнализация и команда «Р«);
  • сигнализации и управления средствами защиты экипажа объекта при ядерном взрыве (сигнализация и команда «А«);
  • обнаружения в воздухе ОВ типа зарин, сигнализации и управления исполнительными механизмами средств защиты экипажа объекта (сигнализация и команда «О«).

Диапазон измерений уровней радиации в пределах от 0,2 до 150 р/ч. Имеется два поддиапазона: 0,2 — 5 р/ч и 5 — 150 р/ч, погрешность измерений ±20 %.


Фото 5. Прибор радиационной и химической разведки (ПРХР):

Рентгенметр ДП-5В предназначен для измерения мощности поглощенной дозы гамма-излучения в широком диапазоне (от 0,05 мрад/час до 200 рад/час) и обнаружения бета-излучения.

Конструктивно измеритель мощности дозы ДП-5В состоит из пульта измерительного и блока детектирования, соединенных кабелем (фото 6).



Фото 6. Прибор ДП-5В: 1 — измерительный пульт; 2 — соединительный кабель; 3 — кнопка сброса показаний; 4 — переключатель поддиапазонов; 5 — микроамперметр; 6 — футляр прибора; 7 — блок детектирования; 8 — поворотный экран; 9 — контрольный источник;
10 — тумблер подсвета шкалы микроамперметра; 11 — удлинительная штанга.

Блок детектирования содержит газоразрядные счетчики, контрольный источник и поворотный экран, фиксируемый в трех положениях:

  • для измерения гамма- излучения, в котором счетчик закрыт экраном;
  • для измерения бета-излучения, в котором счетчик открыт;
  • для контроля работоспособности прибора, в котором напротив счетчика устанавливается контрольный источник.

Пульт измерительный содержит электронные устройства обработки импульсов, регистрации и схемы питания. На передней панели расположен стрелочный прибор с подсветкой, переключатель поддиапазонов и две кнопки.

Питание от трех элементов питания типа КБ-1. Кроме того, питание прибора может осуществляться от источника постоянного тока или аккумуляторов иных напряжений, для работы с которыми прибор имеет делитель напряжения.

Технические характеристики прибора:

1. Пределы измерения на поддиапазонах измерения мощности дозы гамма- излучения:

  • первый, 5-200 рад/ч;
  • второй, 500-5000 мрад/ч;
  • третий, 50-500 мрад/ч;
  • четвертый, 5-50 мрад/ч;
  • пятый, 0,5-5 мрад/ч;
  • шестой, 0,05-0,5 мрад/ч.

2. Работа прибора обеспечивается при температуре окружающей среды от -50 до +50°С и влажности воздуха при +25°С — до 100%.

3. Ресурс энергопитания от одного комплекта батарей составляет не менее 55 часов.

Определение уровня гамма радиации на местности производится на удалении 0,7-1 м от земли, измерение начинается с поддиапазона «200″.

Перед определением степени зараженности поверхностей радиоактивными веществами измеряется уровень гамма-фона местности.

Комплект войсковых дозиметров ДП-22В предназначен для измерения поглощённой личным составом дозы гамма-излучения (рис. 17).


Рис. 17 Комплект дозиметров ДП-22В

В комплект ДП-22В входят: дозиметры ДКП-50А — 50 шт., зарядное устройство ЗД-5, футляр.

Технические характеристики прибора:

  • Диапазон измерений дозиметра ДКП-50А от 2 до 50 ренген.
  • Погрешность измерения составляет ± 10 %.
  • Зарядка дозиметра не превышает 4 раз в сутки.
  • Продолжительность непрерывной работы комплекта питания (2 элемента 1,6-ПМЦ-V-8) 30 часов.
  • Вес комплекта 5,6 кг, вес дозиметра 40 г.

Комплект войсковых измерителей дозы ИД-1 предназначен для измерения суммарной дозы гамма-нейтронного излучения в диапазоне от 20 до 500 рад.

Он включает 10 войсковых измерителей дозы ИД-1, зарядное устройство ЗД-6, техническую документацию и укладочный ящик.

Саморазряд измерителя дозы ИД-1 за сутки равен одному делению шкалы. Он представляет собой ионизационную камеру с подключенным параллельно конденсатором. Перед выдачей личному составу, измеритель дозы заряжают на зарядном устройстве (фото 7).


Фото 7. Комплект войсковых измерителей дозы ИД-1

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.




Государственное образовательное учреждение высшего

криминалистики
РЕФЕРАТ

СОДЕРЖАНИЕ
1. Технические средства радиационного контроля…………………………….3

2. Наименование, назначение и принцип работы технических средств радиационного контроля………………………………………………………………..5

2.4 Системы радиационного контроля………………………………………..13

Список используемых источников……………………………………………..14
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
Радиоактивные вещества и изделия на их основе представляют особую опасность для человека. Поэтому со стороны государства осуществляется жесткий контроль за их производством, применением и перемещением. Кроме того, специальными документами установлены предельные уровни содержания радионуклидов.
1. Классификация
Для решения задач ТК ДРМ таможенная служба использует дозиметры, радиометры, спектрометры и комбинированные приборы.

Дозиметры чаще всего используются для регистрации γ-излучений и нейтронного излучения с целью измерения эквивалентной дозы и\или мощности эквивалентной дозы (МЭД) излучения.

Радиометры предназначены для измерения активности радионуклидов, характеристик полей излучения, кроме того, как и дозиметры, могут быть использованы в режиме поиска источников ионизирующего излучения.

Спектрометры применяются для определения энергетических спектров частиц или квантового излучения. Это позволяет использовать их для определения вида радиоактивного материала.

В комбинированном приборе заложены функции приборов двух или даже трех типов.

Важнейший и обязательный элемент всех приборов для радиационного контроля – детектор, который является датчиком, принимающим излучение. На его выходе формируется электрический сигнал, характеризующий принимаемое излучение.

По принципу работы выделяются детекторы: газонаполненные, сцинтилляционные, полупроводниковые, люминесцентные, химические, фотоэмульсионные.

Все более широкое применение находят полупроводниковые детекторы. Чувствительным элементом в таком детекторе является полупроводниковый p-n или n - p -переход. Под воздействием ионизирующего излучения меняется проводимость перехода, что приводит к изменению тока через переход.
2.1 Дозиметры
Дозиметрическими приборами называют устройства для измерения ионизирующих излучений, позволяющие получать информацию о дозе или её мощности.

Дозиметры применяются для проведения радиационных обследований различных объектов, дозиметрического уровня условий работы персонала, поиска источников излучения, измерения дозы при их воздействии на различные живые и неживые объекты и т.п.

В таможенном деле дозиметры являются основными приборами, при помощи которых в ходе первоначального и дополнительного радиационного контроля решаются оперативные задачи по оценке степени радиационной безопасности и измерению параметров, характеризующих взаимодействие ионизирующего излучения со средой (веществом) и передачу энергии излучения.

Составляя самую многочисленную группу средств измерений ионизирующих излучений, дозиметры, как правило, условно делятся на три большие группы:

- измерители дозы, позволяющие измерять поглощенную дозу в облучаемых объектах, в частности, индивидуальную дозу, получаемую сотрудниками таможенных органов;

- измерители мощности дозы и её изменения со временем, позволяющие оценивать радиационную обстановку в местах проведения таможенного контроля делящихся радиоактивных материалов;

- комбинированные приборы, объединяющие функции измерения дозы и её мощности.

Наиболее широко используются два типа микропроцессорных дозиметров и их модификаций: РМ-1203 и РМ-1401.

Дозиметр РМ-1203 предназначен для измерения эквивалентной дозы и мощности эквивалентной дозы γ-излучения с отображением информации в аналоговом и цифровом видах на жидкокристаллическом индикаторе и возможностью одновременной подачи звуковых сигналов. Кроме того, прибор сигнализирует о превышении запрограммированных пользователем порогов по мощности дозы и по накопленной дозе. В качестве детектора в нем используется счетчик Гейгера-Мюллера.

В модели РМ-1203М дополнительно введен специальный режим запуска начала измерения мощности дозы. Это позволяет использовать прибор не только для постоянного контроля радиационной обстановки, но и для выполнения различных видов радиационного обследования, когда необходимо провести и зафиксировать контрольные измерения мощности дозы (например, при отборе проб для измерения удельной активности, при измерении мощности дозы на рабочих местах, при обследовании территорий и т.д.). Имеется функция сохранения в энергозависимой памяти истории мощности дозы, величины накопленной дозы и серийного номера, передачи этих значений в компьютер через адаптер инфракрасного канала (ИК) связи с помощью программного обеспечения, которое поставляется совместно с дозиметром. Это дает возможность использовать прибор в качестве компонента компьютерной системы учета дозовых нагрузок персонала и ведения соответствующих баз данных.

Дозиметр РМ-1401 предназначен для выявления источников ионизирующего излучения, радиоактивных веществ и делящихся материалов по их γ-излучению.

Дозиметр измеряет мощность эквивалентной дозы γ-излучения и проградуирован в единицах мкЗв/ч. Прибор по способу регистрации выполнен скорее как радиометр, а не как дозиметр, поскольку происходит регистрация энергии γ-квантов, а их количества. Кроме того, РМ-1401 является энергетически не компенсированным дозиметром, чувствительность которого значительно больше в области малых энергий, что позволяет наиболее эффективно обнаруживать ядерные материалы.

Конструктивно прибор выполнен в виде блока, в корпусе которого помещены детекторный узел, процессор, схема управления, звуковой сигнализатор и панель отображения информации на основе жидкокристаллического индикатора, а также выносного вибрационного сигнализатора в виде наручных часов.

Детекторный узел состоит из сцинтиллятора на основе CsI ( TI ) - йодистого цезия с добавкой таллия, фотодиода и усилителя-преобразователя.

Вибрационный сигнализатор вынесен из корпуса, подключается при необходимости к дозиметру с помощью кабеля и предназначен для подачи сигналов, ощущаемых оператором в виде механических колебаний сигнализатора. Он выполнен в виде ручных часов и срабатывает при достижении установленного порога излучения. Это позволяет вести поиск источников излучения скрытно или при больших уровнях звукового шума. При подключении вибрационного сигнализатора звуковой сигнализатор отключается.

Дозиметр имеет три основных режима работы: тестирование, калибровка по уровню фона, поиск. Кроме того, в дозиметре имеются два дополнительных режима: установка количества среднеквадратичных отклонений (коэффициента n) и контроль напряжения элементов питания. Переход от одного режима к другому осуществляется последовательно и автоматически.

Режим тестирования начинается сразу после включения питания и предназначен для проверки правильности функционирования основных его узлов, в частности жидкокристаллического индикатора, звуковой сигнализации и процессора. В случае успешного окончания тестирования, продолжающегося примерно 7 с, дозиметр переходит в режим калибровки по уровню фона. Перед этим в течение 5 с на индикаторе показывается значение установленного перед предыдущим выключением коэффициента n, который равен числу среднеквадратичных отклонений.

Относительно новыми приборами, используемыми в таможенных органах, являются дозиметры РМ-1621 и РМ-1621А. Это дозиметры, измеряющие индивидуальную эквивалентную дозу и мощность индивидуальной эквивалентной дозы гамма- и рентгеновского излучений в широком диапазоне энергий.

Энергозависимая память и ИК-канал связи позволяют формировать и передавать историю накопления дозы и изменения мощности дозы из памяти дозиметра в компьютер через ИК-адаптер связи. Это дает возможность использовать дозиметры в качестве компонента компьютерной системы учета дозовых нагрузок персонала и вести соответствующие компьютерные базы данных. Превышение запрограммированных пользователем порогов по мощности дозы и по накопленной дозе отображается на жидкокристаллическом дисплее – индикаторе прибора с одновременной подачей звуковых сигналов. Дозиметр автоматически считает время накопления дозы.

Приборы выполнены в герметичном ударопрочном корпусе, что позволяет проводить его дезактивизацию. Дозиметры предназначены для ношения в нагрудном кармане спецодежды или на поясном ремне.

Этот многофункциональный широкодиапазонный дозиметр обеспечивает:

- измерение мощности экспозиционной дозы в воздухе, мощности эквивалентной дозы и экспозиционной дозы, поглощенной дозы в воздухе, эквивалентной дозы рентгеновского и гамма-излучения;

- сигнализацию о прерывании установленного уровня мощности дозы;

- сохранение в памяти результатов измерений.

- характеристик источника излучения (т.е. определение числа актов распада, происходящих в источнике излучения в единицу времени);

- плотности потока ионизирующих частиц или квантов.

Для измерений используются сцинтилляционные детекторы.

В ходе контроля результаты измерений сопоставляются в пороговым и фоновым значениями. При превышении результатом измерения суммы этих значений выдается сигнал тревоги. Управление и контроль работы системы могут выполняться с помощью удаленного на расстояние до 2000 м пульта. Решение в интересах таможенного контроля первой задачи позволяет оценить количественные характеристики перевозимых через границу делящихся материалов и радиоактивных веществ, если установлен их радионуклидный состав. Решение второй задачи позволяет организовать обнаружение радиоактивных объектов.

На основе измерений плотности потока ионизирующих частиц (квантов) и изменения активности во времени можно определить постоянную распада и установить вид радионуклида. Если известны вид радионуклида и его активность на заданный момент времени, то по данным радиометрических измерений можно установить возраст источника или время, прошедшее с момента его изготовления.

Характерными особенностями радиометрических измерений являются:

- статистический характер объекта измерения и процесса регистрации излучений;

- влияние на результаты измерений внешнего радиоактивного фона.

Из-за особенностей результаты определенных измерений могут существенно различаться. Причины неоднозначности измерений носят вполне объективный характер. Дело в том, что активность носит вероятностный характер в силу природы радиоактивного распада. Кроме того, поток частиц и квантов, составляющих единый радиационный фон и влияющий на измерительный прибор, так же носит вероятностный характер и подтвержден непредсказуемым флуктуациям. Уровень фонового излучения зависит от состава почвы и окружающих строений, загрязненности воздуха радионуклидами, потока квантов космического происхождения и т.п. Поэтому радиометры обычно делают многократные измерения, а результат формируется путем соответствующей статистической обработки.

2.3 Спектрографы
Основной задачей спектрометрических измерений является определение спектров ионизирующих частиц (квантов).

Спектр представляет собой совокупность возможных значений измеряемой физической величины. Задача спектрометрии фактически сводится к нахождению распределения частиц и/или квантов излучения по одному или нескольким параметрам. Спектрометры подразделяются на несколько типов:

- энергетические (для измерения распределения по энергии);

- масс-спектрометры (для измерения распределения по заряду);

- угловые (для измерения пространственно-временных характеристик распределения) и др.

По энергетическим характеристикам можно определить радионуклидный состав источников радиоактивного излучения. При таможенном контроле это позволяет установить вид делящихся материалов или других радиоактивных веществ, перевозимых через таможенную границу. По данным спектрометрических измерений можно оценивать активность радионуклида и связанные с ней характеристики источника ионизирующего излучения, т.е., как и при радиометрических измерения, можно количественно оценить обнаруженные радиоактивные вещества, соотношения между отдельными компонентами смеси. Наконец, спектрометрические измерения незаменимы при решении задач безопасности, так как позволяют определять распределение радионуклидов на территории, в отдельных органах и тканях человека.

Сцинтилляционный детектор выполнен на основе кристалла NaI (TI) диаметром 34 мм и длиной 47 мм . Нейтронные детекторы выполнены в виде трубок с газом He 3 под давлением 8 атмосфер, помещенных в замедлитель из полиэтилена. Детекторы работают в пропорциональном режиме.

Под амплитудой импульсов сцинтилляционного детектора можно различить альфа- и бета-частицы и затем вычислить значения плотности потока частиц.

Радиометр-спектрометр выполняет четыре основные функции: поискового прибора, дозиметра, радиометра, спектрометра. В качестве поискового прибора он фиксирует превышение суммарной скорости счета по гамма- и нейтронному каналам над соответствующими фоновыми значениями. Превышение показателей на жидкокристаллическом дисплее, подтверждается светодиодным индикатором и звуковым сигналом.

При работе прибора в качестве дозиметра анализируется счет от нейтронного канала и информация, содержащаяся в гамма-спектре. При помощи микропроцессора и встроенного программного обеспечения производится расчет мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма- и нейтронного излучений.

При работе прибора в радиометрическом режиме производится измерение плотности потока альфа- и бета-излучений. Результаты измерений выдаются на индикатор прибора.

2. Дьяконов В. Н., Малышенко Ю.В. Практикум по применению технических средств таможенного контроля: Сб. заданий и методические указания. Владивосток: ВФ РТА. 2005.

3. Организация таможенного контроля делящихся и радиоактивных материалов/ Д.А. Бабич, И.Н. Банных и др. М.: Святигорпресс, 2003.

4. Теория и практика применения технических средств таможенного контроля: учебник/ под общ. ред. Ю. В. Малышенко. М.: 2006.

Читайте также: