Принцип работы дозиметра кратко

Обновлено: 02.07.2024

Дозиметр – это прибор для измерения суммарной дозы ионизирующего излучения, полученной человеком за время пребывания на радиоактивно загрязненной местности.

На основании показаний дозиметра производится оценка степени тяжести лучевого поражения, полученного человеком за время пребывания в зоне облучения. Индивидуальные дозиметры обеспечивают регистрацию и сохранение информации о дозе облучения за длительные периоды (месяцы и годы).

В зависимости от конструкции и типа дозиметра, он может измерять несколько видов радиации или только один из ее видов – α, β, γ, рентгеновское или нейтронное излучение. Дозиметры, способные измерять несколько видов радиации, имеют более сложное устройство, достаточно высокую стоимость и в основном относятся к профессиональным средствам измерения. Для бытовых целей как правило применяются дозиметры, измеряющие один или два вида радиации – γ, β, иногда α-излучение. У бытовых дозиметров меньше диапазон измеряемых величин и большая погрешность измерения, то есть бытовые дозиметры имеют меньшую точность.

Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:

индикаторы или сигнализаторы – простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью, не имеющие цифрового табло, а только подающие световой или звуковой сигнал при радиационной опасности;
измерительные приборы – это приборы для измерения радиационного фона, имеющие цифровой или аналоговый индикатор, отображающий уровень радиации. Уровень радиации может отображаться в различных единицах, обычно это мкЗв/час;
поисковые приборы – это высокочувствительные измерительные приборы с дополнительными, обычно выносными (наружными) детекторами. Применяются данные приборы для поиска малейших изменений радиации. Обычно используются для досмотра пограничными службами и другими спецслужбами.

Устройство дозиметра

Работа любого дозиметра базируется на основе одних и тех же принципах работы. Базовым элементом всех дозиметров является датчик радиации. В зависимости от принципа работы, датчики радиации делятся на:

Ионизационные камеры – это датчики, конструкция которых состоит из различных по исполнению газонаполненных камер. Принцип работы основан на регистрации электрических возмущений, возникающих в газоразрядной камере при прохождении сквозь нее различных заряженных частиц. Применяются в основном для регистрации β и γ-излучений. Газоразрядные датчики имеют простую конструкцию и малую стоимость. Плохо подходят для регистрации альфа излучений.
Наиболее распространенной конструкцией газоразрядного датчика, является счетчик Гейгера-Мюллера, который применяется в большинстве бытовых и профессиональных дозиметрах.
Сцинтилляционные кристаллы – это кристаллы неорганического или органического происхождения. Принцип работы основан на регистрации фотонов, которые генерируются в кристалле, если сквозь него проходят заряженные частицы (электроны, протоны, нейтроны, α-частицы). Могут применяться для регистрации всех видов радиации. Применяются в основном в поисковых приборах, так как обладают высокой чувствительностью и точностью. Имеют достаточно большие размеры и высокую стоимость.
Твердотельные полупроводниковые детекторы – состоят из кристаллов и полупроводникового материала. Принцип работы основан на изменении электрической проводимости материала при прохождении сквозь него заряженных частиц (электроны, протоны, нейтроны). Могут применяться для регистрации всех видов радиации. Обладают небольшой точностью, но при этом имеют маленькие размеры и низкую стоимость.

Источник: Гражданская защита: Энциклопедия в 4 томах. Том I (А–И); под общей редакцией С.К. Шойгу; МЧС России. – М.: Московская типография № 2, 2006.

С овременные дозиметры предназначены для определения уровня эффективной дозы радиационного излучения, при этом они могут определить величину мощности ионизирующего потока в определенном временном промежутке. И не смотря на то, что существует достаточно много моделей подобных устройств, все они имеют одинаковый принцип работы. С тоит отметить, что современные дозиметры могут регистрировать или предназначены для регистрации бета-частиц, или же гамма или рентгеновского излучения. Однако их регистрация несколько отличается, при этом чаще всего используется принцип газоразрядных счетчиков Гейгера – Мюллера.

Дози́метр — прибор который измеряет эффективную дозу или мощность ионизирующего излучения за какой-то промежуток времени. Само измерение называется дозиметрией.

Ч увствительный элемент устройства заполняется аргоном и к нему подается напряжение с двух электродов, при этом максимально устраняются все возможности появления скачков напряжения. При прохождении бета-частиц через камеру датчика, заполненную аргоном под напряжением, газ начинает ионизироваться, что приводит к увеличению токопроводящих способностей аргона, в результате возникает электрический разряд, что снижает напряжение на электродах вплоть до нулевого значения. После чего камера быстро восстанавливается, напряжение снова достигает номинального уровня, и датчик уже готов к регистрации и приему новой бета-частицы. Подобные скачки регистрирует специальная микропроцессорная плата, которая и превращает их в цифровые показатели. Причем полученное значение при измерении может быть задано на указанный вами промежуток времени, к примеру, одна секунда или одна минута.

Перечень дозиметров представленных на Украинском рынке. Купить дозиметр.

П ри регистрации гамма-излучения или рентгеновских лучей все происходит по похожему принципу. Единственным отличием является тот факт, что возникновение разряда тока в чувствительном элементе устройства возникает из-за того, что гамма или рентгеновские фотоны выбивают электроны из специальной пленки на поверхности датчика.

У ровень эффективной дозы и мощность ионизирующего излучения в заданном промежутке времени, регистрируется и определяется за счет последовательного подсчета каждого такого импульса, а, следовательно, и каждой пройденной частицы через датчик. Все эти данные обрабатываются электронной схемой и попадают на жидкокристаллический монитор устройства.

В зависимости от назначения и требований к точности измерений, соответствующие датчики могут быть более точными или менее точными, а это будет напрямую связано со стоимостью такого оборудования.

Для измерения уровня радиации (ионизирующего излучения) применяют измерительные приборы, называемые дозиметрами.

В зависимости от конструкции и типа дозиметра, он может измерять несколько видов радиации или только один из ее видов - альфа, бета, гамма, рентгеновское или нейтронное излучение. Дозиметры, способные измерять несколько видов радиации, имеют более сложное устройство, достаточно высокую стоимость и в основном относятся к профессиональным средствам измерения. Для бытовых целей как правило применяются дозиметры, измеряющие один или два вида радиации - гамма, бета, иногда альфа излучение. У бытовых дозиметров меньше диапазон измеряемых величин и большая погрешность измерения, то есть бытовые дозиметры имеют меньшую точность.

Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:

Индикаторы или сигнализаторы - простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью, не имеющие цифрового табло, а только подающие световой или звуковой сигнал при радиационной опасности.
Измерительные приборы - это приборы для измерения радиационного фона, имеющие цифровой или аналоговый индикатор, отображающий уровень радиации. Уровень радиации может отображаться в различных единицах, обычно это мкЗв/час.
Поисковые приборы - это высокочувствительные измерительные приборы с дополнительными, обычно выносными (наружными) детекторами. Применяются данные приборы для поиска малейших изменений радиации. Обычно используются для досмотра пограничными службами и другими спецслужбами.

Устройство дозиметра

Работа любого дозиметра базируется на основе одних и тех же принципах работы. Базовым элементом всех дозиметров является датчик радиации. В зависимости от принципа работы, датчики радиации делятся на:

Ионизационные камеры

Применяются в основном для регистрации бета и гамма излучений.

Плохо подходят для регистрации альфа излучений

Наиболее распространенной конструкцией газоразрядного датчика, является счетчик Гейгера-Мюллера, который применяется в большинстве бытовых и профессиональных дозиметрах.

Счетчик Гейгера-Мюллера

Счетчик Гейгера Мюллера - это герметичный стеклянный цилиндр, заполненный инертным газом. Внутри цилиндра, протянут тонкий токопроводящий провод, который является анодом. На стенках колбы закреплена тонкая металлическая пленка, являющаяся катодом.

В нормальных условиях газ, разделяющий катод и анод, не проводит электрический ток. При прохождении сквозь колбу зараженных частиц (радиации), они сталкиваются с молекулами газа, ионизируя их. Это делает газ проводящим ток и между катодом и электродом начинает течь электричество. Этот момент и регистрируется прибором. Наличие электричества между катодом и электродом датчика, говорит о том, что в данный момент сквозь датчик проходят частицы радиоактивного излучения.

Схема счетчика Гейгера-Мюллера:

1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди внутри колбы); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить)

Рассмотренная конструкция счетчика Гейгера-Мюллера является типовой. Но существуют другие исполнения датчика, например, с металлической колбой взамен стеклянной. При этом принцип работы датчика остается прежним.

Видео с принципом работы счетчика Гейгера-Мюллера:

Какой дозиметр выбрать

Чтобы определиться какой дозиметр выбрать, нужно понять, кокой вид радиации для человека представляет опасность и что желательно контролировать в повседневной жизни.

Все виды радиации опасны, но в бытовой сфере и окружающей нас среде, можно столкнуться с действием в основном трех видов радиации - это бета, гамма и альфа излучение. Наибольшую опасность представляет альфа излучение, так как оно наносит живой ткани наибольший урон. Но зарегистрировать альфа излучение сложнее всего, потому что для его измерения, дозиметр должен быть поднесен вплотную к источнику излучения, так как альфа излучение распространяется в пространстве на небольшие расстояния в пределах 2-3 см. Дозиметры способные зарегистрировать альфа излучение, должны иметь отдельный датчик в дополнении к датчику Гейгера-Мюллера. Обычно это специальное окошечко в дозиметре, которое имеет сдвигаемую защитную крышку.

Если позволяют денежные средства, то лучше купить дозиметр способный измерять три вида радиации - бета, гамма и альфа излучение.

Если вы не хотите тратиться на покупку дорогого прибора, то можно приобрести дозиметр-радиометр, измеряющий бета и гамма излучение. Это неплохое начало и возможно поможет вам избежать серьезных проблем со здоровьем. Такой прибор отлично подойдет для измерения общего радиационного фона в помещении и вне его. С помощью данного дозиметра можно проверить на безопасность продукты питания, строительные материалы, автомобиль и любые другие бытовые вещи.

При выборе дозиметра следует обратить внимание на следующие характеристики:

тип используемого детектора - это основной параметр, влияющий на точность и функциональность прибора. Лучше если это будет газоразрядный детектор, например, счетчик Гейгера-Мюллера. Хуже если это полупроводниковый детектор.
виды измеряемой радиации - прибор может измерять как один вид радиации, так и несколько видов. При измерении нескольких видов радиации, измерения могут проводиться одновременно для различных видов излучений, или необходимо будет переключаться с одного вида излучения на другой. Самый простой и распространенный вид дозиметра - это измерение бета излучения. Но лучше, если дозиметр будет способен измерять три вида излучений - альфа, бета, гамма.
погрешность измерения - это величина, которая характеризует точность прибора. Чем меньше погрешность, тем выше точность прибора, соответственно тем он лучше и дороже. Для бытовых приборов погрешность обычно составляет ±25% или ±30%. Для профессиональных дозиметров погрешность уже будет меньше чем ±7%.
диапазон измеряемых величин - это максимальное и минимальное значение радиации, которое способен зарегистрировать прибор. Стоит обратить внимание лишь на нижний порог измерений, он не должен быть выше чем 0,05 мкЗв/ч. Максимально измеряемый уровень радиации у всех дозиметров достаточно высок.
поверка прибора - это отметка в паспорте дозиметра, что он проверен на заводе изготовителе и соответствует заявленным в паспорте техническим характеристикам и производит измерения с заданной точностью. Желательно, чтобы отметка о поверке была в паспорте. В крайнем случае, в паспорте изделия должна стоять отметка ОТК (отдел технического контроля) о приемке изделия.

Остальные характеристики дозиметра влияют на его удобство эксплуатации, внешний вид и выбираются исходя из личных предпочтений.

комплексные поставки контрольно-измерительных приборов

ДОЗИМЕТРЫ

ДОЗИМЕТРЫ , ДОЗИМЕТРИЯ.

ДОЗИМЕТР - прибор для измерения дозы излучения или связанных с ней величин. Существуют модели для одного вида излучений (например, нейтронные и g-дозиметры) и для смешанного излучения.

Изделия подразделяются на два принципиально разных типа:

прибор, измеряющий дозу, накапливаемую за определенное время пребывания в условиях повышенных радиационных нагрузок;
показывающий превышение допустимой безопасной величины нагрузки или измеряющий абсолютную величину интенсивности радиационного излучения (радиометр)

В зависимости от типа детектора модели делятся на :

ионизационные - (с ионизационной камерой - примененяется для всех видов излучения, со счетчиком Гейгера – для измерений поглощенной дозы нейтронного и смешанного излучений и др.). О сновной составной частью приборов ионизирующих излучений являются ионизационная камера или газоразрядная трубка с ограниченным объемом газа или воздуха. В стенке камеры или трубки, а также в центре их расположены электроды. В нормальном состоянии молекулы и атомы газа электрически нейтральны, поэтому при приложении разности потенциалов к электродам электрический ток через камеру не проходит.
Если такую камеру поместить в зону действия ионизирующего излучения, то в ней происходит ионизация газа с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов, которые после приложения разности потенциалов будут направленно перемещаться к электродам противоположного знака. Ток, возникающий в результате направленного перемещения ионов в камере, называется ионизационным и может быть измерен специальным прибором — гальванометром или микроамперметром. При определенных условиях ионизационный ток пропорционален числу ионов и зависит от величины дозы излучения, поглощенной в камере. В газоразрядных трубках, в отличие от ионизационных камер, электроны, образующиеся при воздействии излучений, приобретают большую энергию и в свою очередь вызывают ионизацию других молекул и атомов газа. В связи с этим первичная ионизация газа, обусловленная воздействием излучений, значительно усиливается и, следовательно, имеется возможность регистрации очень малых величин доз ионизирующих излучений. Дозиметры ионизирующих излучений имеют несколько диапазонов измерений, которые устанавливаются непосредственно перед исследованием. Измерения начинают производить с максимального диапазона и постепенно выбирают диапазон, соответствующий данному конкретному случаю.

люминесцентные (сцинтилляционные - по скорости счета дают плотность потока частиц (не дозу), термо- и фотолюминесцентные). П ринцип действия основан на регистрации свечения, возникающего в процессе перехода атома из возбужденного состояния в невозбужденное при облучении некоторых веществ (люминофоров). Световые вспышки в люминофорах можно регистрировать специальными фотоэлектронными умножителями (ФЭУ). Световые вспышки в них преобразуются в электрические импульсы, которые регистрируются счетными устройствами.

полупроводниковые,

фотографические (по потемнению пленки)

Основные части дозиметра :

детектор частиц - (ионизационная камера, газоразрядная трубка или люминофор). Датчик может быть смонтирован в одном блоке с преобразующим и регистрирующим устройствами. Некоторые датчики имеют небольшие размеры и предназначаются для введения в полости тела, например в полость рта или мочевого пузыря. Такие датчики перед введением подвергают стерилизации или их заключают в резиновые баллоны

регистрирующее устройство — стрелочный прибор, градуированный либо в единицах дозы, либо в единицах мощности дозы, т. е. в рентгенах, миллирентгенах, микрорентгенах (р/час, р/мин, мр/час, мкр/сек)..

питающее устройство - предназначено для приложения разности потенциалов на электроды. Портативные дозиметры ионизирующих излучений имеют источники питания постоянного тока в виде сухих элементов. Клинические дозиметры ионизирующих излучений включаются в электрическую сеть. Перед измерениями необходимо хорошо прогреть приборы в течение 20—30 мин., чтобы получить устойчивые показатели измерений. Для измерения мощности дозы излучения рентгеновских или гамма-аппаратов необходимо установить датчик в центре рабочего пучка излучения.

преобразующее устройство - превращает первичный эффект излучения в электрические импульсы.

При работе с дозиметрами ионизирующих излучений необходимо соблюдать следующие правила :
1. Оберегать от сотрясений, переносить только в упаковочных ящиках, хранить в сухом месте.
2. Приступать к работе с дозиметрами ионизирующих излучений только после предварительного изучения инструкции по эксплуатации прибора.
3. Обязательно выключать прибор после работы.
4. Периодически градуировать дозиметры ионизирующих излучений по стандартным эталонам в специальных проверочных лабораториях и результаты градуировки фиксировать в паспорте приборов.
5. Использовать дозиметры ионизирующих излучений только по назначению — для измерения определенного качества излучений при определенных значениях величины дозы или мощности дозы излучения.

Все реализуемые нашей компанией приборы, внесены в ГОСРЕЕСТР, соответствуют общепринятым стандартам, имеют сертификат качества.

Дозиметр и радиометр: есть ли разница?

Дозиметром принято называть прибор, используемый для измерения дозы излучения. Дозиметр радиации способен фиксировать не только количественную величину излучения, но и его мощность. Радиометр применяется для того чтобы определить уровень активности радионуклида. Измерению подлежат любые вещества, вне зависимости от их физического состояния, а это значит, что контроль можно осуществлять не только над твёрдыми телами, но и над аэрозолями, газами и жидкостями. И радиометр бета-излучения, и дозиметр бета-излучения нашли широкое применение везде, где требуется контроль радиационной ситуации, при возникновении малейших подозрений на то, что есть опасность радиационного заражения.

Техническое устройство и принцип работы дозиметра

Сфера применения дозиметров и радиометров

Радиация есть везде: в окружающих людей предметах, в используемых ими веществах, в биосфере, в естественных средах. Страшно то, что человеческие органы чувств не способны воспринимать радиоактивное излучение и уж тем более оценивать его уровень. Вот почему людям крайне необходимо использовать дозиметр-радиометр бета-, гамма-излучения. Профессиональное оборудование применимо в исследовательских лабораториях и сотрудниками самых разных служб. Приборы военного и промышленного назначения отличаются не только точностью и длительностью работы, но и повышенными эксплуатационными характеристиками: ударопрочный, влагозащитный корпус и стойкость ко всем прочим механическим воздействиям – лишь некоторые из них.

Гамма-, бета-радиометр или дозиметр купить может любая организация или учреждение, сотрудники которой по долгу службы вынуждены контролировать радиоактивную обстановку. Это специалисты, работающие с препаратами, наделёнными способностью испускать вредные лучи: работники МЧС, строители, то есть те, кто обязан проводить обследования зданий на предмет обнаружения источников радиации, а также представители других специальностей, например, банковские служащие. Ведь только в Москве за пару лет было обнаружено несколько десятков смертоносных купюр, облучённых преднамеренно или случайно.

Итак, что же подлежит исследованию при помощи этих, теперь уже незаменимых приборов:

Читайте также: