Приборы внесенные в реестр средств измерений рф дозиметры радиометры спектрометры реферат
Обновлено: 02.07.2024
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.
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 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.
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.
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.
Дозиметры гамма-излучения с функцией обнаружения паров токсичных веществ ДКГ-РМ2012М (далее по тексту - дозиметры) предназначены для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы гамма- и рентгеновского излучений (далее - фотонного излучения) Н*(10.
Дозиметры индивидуальные прямопоказывающие ЕPD TruDose (далее дозиметры) предназначены для измерений индивидуального эквивалента дозы (ИЭД) Ир (10) и Ир (0,07) и мощности индивидуального эквивалента дозы (МИЭД) Йр(10) и Йр(0,07) рентгеновского, гамма.
Дозиметры аэрозольные индивидуальные ДАИ-5 (дозиметры) предназначены для измерений объемной активности (ОА) альфа - и бета- радиоактивных аэрозолей и вывода на дисплей расчётного значения ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения при ингаляцио.
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Доза" (ООО НПП "Доза"), г. Москва, Зеленоград
Установки для поверки дозиметров гамма -излучения переносные УПГДС-3Д (далее -установка) предназначены для передачи единиц мощности кермы в воздухе, мощности амбиентного эквивалента дозы, мощности экспозиционной дозы, мощности поглощенной дозы гамма-.
Данный обзор касается дозиметрического и радиометрического оборудования внесенного в Госреестр средств измерений РФ и имеющего сертификат утверждения типа и применимое в службах ГО и ЧС. В обзор не включено оборудование узкоспециального назначения, применяемое в радиохимических производствах и спецпредприятиях, такие как жидкосцинтилляционные радиометры, радиометры радиоактивных аэрозолей, йода, благородных газов, трития, углерода-14 и др.
В обзоре будут рассмотрены приборы индивидуального дозконтроля, переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры, а также лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах пищевых продуктов, кормов, стройматериалах и объектов окружающей среды.
2. Приборы индивидуального дозконтроля
В настоящее время в мире наиболее широко применяются следующие типы индивидуальных дозиметров:
Конденсаторные дозиметры широко применялись для задач ГО и ЧС в СССР. Преимущество дозиметров данного типа - простота в эксплуатации, низкая стоимость и оперативность получения результата: результат измерения показывается прямо в окуляре дозиметров. Дозиметры выпускались в следующих комплектах:
- ДП-22В - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 50 шт. дозиметров ДКП-50-А.,
- ДП-24 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 5 шт. дозиметров ДКП-50-А.,
- ИД-1 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-6 и 10 шт. дозиметров ИД-1.
- ДК-02 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-4 и 10 шт. дозиметров ДК-02.
Первые три комплекта предназначались для длительного применения в условиях боевых действий с применением ядерного оружия при определении выживаемости личного состава с лучевым поражением, поэтому имели диапазон измерения: ДКП-50-А до 50 Р(рентген), ИД-1 до 500 Р. Поэтому их показания при коротких по времени радиационных ЧС недостоверны, трудно определить небольшие приращения доз. ДК-02 имел диапазон измерения до 200 мР (миллирентген), но имел другой недостаток - саморазряд дозиметров из-за утечек заряда.
В настоящее все вышеуказанные дозиметры не выпускаются, но начат выпуск дозиметров ИД-02 с диапазоном измерения до 200 мР. В них устранен недостаток ДК-02 (саморазряд дозиметров) применением новых негигроскопичных изоляционных материалов в конденсаторах дозиметров.
2.2. Термолюминесцентные, радиофотолюминесцентные дозиметры
Напротив термолюминесцентные дозиметры широко применяются для ИДК во всех медицинских учреждениях и радиационно-опасных объектах РФ. Дозиметры представляют собой пластмассовую кассету с кристаллическими детекторами, обычно 2-мя (4-5мм в диаметре). Считывание доз с дозиметров производится периодически в соответствии с регламентом, принятом в предприятии (обычно раз в несколько м-цев или сразу после аварийных ситуации).
Термолюминесцентные дозиметры обладают очень широкими диапазонами измерения - от 50 мкЗв (5 миллирентген) до 10-50 Зв (1000 - 5000 рентген). В состав комплекта дозиметров входят кроме самих термолюминесцентных дозиметров также и считывающие устройства с компьютером, что обеспечивает автоматизацию процесса считывания и ведения базы данных по дозам персонала. Термолюминесцентные дозиметры относительно недороги и удобны для ИДК большого количества персонала с применением одного считывающего устройства.
В настоящее время в мире и в России используются следующие типы комплекта термолюминесцентных дозиметров: Dosakus (Финляндия), Harshaw (США), АКИДК-201, ДВГ-02Т (Россия). Комплект Harshaw (США) используют детекторы несовместимые с детекторами, выпускаемыми в России, и очень дорогостоящ. Также комплект Harshaw (США) не внесен в Госреестр СИ РФ.
Комплект Dosakus (Финляндия) внесен в Госреестр СИ РФ и применяется во многих АЭС России. Комплект Dosakus является автоматом, оператор заряжает около 20-ти дозиметров в приемное устройство считывателя, дальнейшее считывание происходит автоматически. Недостатком данного комплекта, препятствующим его применению в условиях ГО и ЧС является то, что нагрев детекторов производится в потоке горячего азота и для работы комплекта постоянно необходим азотопровод (как на АЭС) или баллон со сжатым азотом и расход азота довольно большой. Кроме того, считыватель дорогостоящий (свыше 50 тыс.долларов), работа с комплектом требует высокой квалификации оператора.
В комплекте АКИДК-201 нагрев детекторов производится СВЧ полем, комплект удобен в работе. Но считыватель данного комплекта довольно дорогостоящий (свыше 20 тыс.долларов). Комплект также является полуавтоматом и работает только с тем комплектом дозиметров, с которым произведена поставка из завода, т.е. считывание дозиметров, которые не входили в комплект поставки или расширение комплекта дозиметров требуют перенастройки прибора и программного обеспечения.
Таким образом, применение комплектов Dosakus и АКИДК оправданно при обслуживании персонала АЭС и предприятий численностью в несколько тысяч человек в стационарных условиях.
Комплект ДВГ-02Т ручной, т.е. считывание производится непосредственно с детекторов, входящих в дозиметр, дозиметры взаимозаменяемы. Может применяться не только для дозиметров гамма-излучения, но и дозиметров для кожи рук, лица и хрусталика глаза. Стоимость считывателя около 9 тыс.долларов, дозиметра с 2-мя детекторами - 340 руб. ДВГ-02Т оптимален для применения для текущего и аварийного индивидуального дозконтроля в условиях ЧС.
2.3. Электронные прямопоказывающие дозиметры
Для ИДК применяются также и электронные прямопоказывающие дозиметры. Они представляют собой прибор с детектором, электронным табло, аккумулятором и сигнализацией о превышении заданных уровней по дозе или мощности дозы, поэтому они дорогостоящие и применяются для ограниченного круга персонала АЭС, занятого радиационно-опасными ремонтными работами. В настоящие время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы электронных дозиметров: RAD-52 (Финляндия), РМ-1603 (Р.Беларусь), ДКГ-05Д(Россия).
В то же время надо учитывать, что применение вышеуказанных дозиметров целесообразно при их использовании в общей системе ИДК: с ведением дознаряда, с автоматическим считыванием дозы и ведением общей базы данных с текущим ИДК и внутреннего облучения с помощью спектрометров излучения человека. Поэтому для ИДК оперативных служб при ЧС более подходящими являются автономные (несистемные) портативные (карманные) многофункциональные дозиметры. В настоящее время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы таких дозиметров:
- ДКГ-02У (Россия)
- ДКГ-03Д (Россия)
- РМ-1203 (Р.Беларусь)
- МКС-05 (Украина)
В первых 2-х дозиметрах (ДКГ-02У, ДКГ-03Д) чувствительность примерно в 3 раза выше, чем у остальных. Эти дозиметры обеспечивают как определение уровня излучения (измерение мощности дозы), так и измерение полученной оператором дозы и также, как например, в ДКГ-03Д определение радиационной опасности звуковым сигналом, частота которого пропорциональна мощности дозы.
3. Переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры
Для задач ГО и ЧС в СССР применялись радиометры-рентгенометры ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В. Эти приборы имели выносные блоки детектирования, которые обеспечивали определение уровня гамма-излучения (измерение мощности дозы), а также индикацию бета-загрязненности.
Необходимо отметить, что в качестве детекторов у приборов ДП-5 применялись газоразрядные счетчики, допускающие простую замену из ЗИП персоналом не особо высокой квалификации.
Во многих приборах, выпускаемых сегодня, в качестве детекторов применяются сцинтилляторы, довольно хрупкие кристаллические материалы. Они применяются в комплекте с фото-электронными умножителями (ФЭУ) со стеклянными корпусами или фотодиодами, на которые приклеиваются специальными клеями, что не допускает их оперативную замену в незаводских условиях.
В настоящее время выпускаются и внесены в Госреестр СИ РФ следующие приборы, выполняющие аналогичные функции:
- Радиометр-дозиметр ДКС-96 (Россия)
- Радиометр-дозиметр МКС-РМ 1402М (Р.Беларусь)
- Радиометр-дозиметр МКС-1117М (Р.Беларусь)
- Радиометр-дозиметр ДРБП-03 (Россия)
Радиометр-дозиметр ДКС-96 является многофункциональным прибором обеспечивающим проведение комплексного радиационного контроля: измерение гамма-, бета-, альфа- и нейтронных излучений путем смены блоков детектирования. ДКС-96 может комплектоваться 10-ю типами блоков детектирования. В связи с этим управление прибором довольно сложно и предъявляет повышенные требования к квалификации оператора.
Радиометр-дозиметр ДРБП-03 функционально является наиболее близким аналогом приборов ДП-5. Прибор компактен и легок, комплектуются 2-мя типами блоков детектирования (гамма- и бета), применяемые детекторы - недорогие газоразрядные счетчики. Прибор имеет также наушные телефоны со звуковым сигналом, частота которого пропорциональна уровню излучения. Кроме того, ДРБП-03 имеет отдельные детекторы, расположенный в пульте прибора, определяющие дозу, которую получил оператор.
В настоящее время выдержала испытания новая серия приборов (дозиметр-радиометр МКС-07Н и бортовой/стационарный дозиметр ДКГ-07БС), серия ИМД-7, разработанные на современной элементной базе и обладающие метрологическими, климатическими и прочностными характеристиками, соответствующими современным требованиям для полевых и бортовых приборов. Данные приборы планируются принятие на оснащение в системах МО РФ и МЧС России.
Для немногочисленных специальных задач комплексного радиационного контроля ГО и ЧС, для которых ранее применялись приборы типа РУП-1, также могут применяться Радиометры-дозиметры ДКС-96 с необходимыми блоками детектирования (гамма-, бета-, альфа- нейтронные).
4. Лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах
Для измерения содержания радионуклидов в пробах (определение объемной и удельной активности) ранее применялись радиометрические приборы типа ДП-100, РУБ и другие.
В настоящее время для указанных задач применяются гамма- и бета-спектрометрические установки. Эти установки изпользуют два типа блоков детектирования: полупроводниковые и сцинтилляционные. Полупроводниковые детекторы работают при низких температурах и для работы требуют постоянной заливки жидким азотом. Полупроводниковые спектрометры имеют высокое энергетическое разрешение и широко используются в АЭС, радиохимических и других производствах, где необходимо определение нестандартного радионуклидного состава проб с высокой точностью.
Для рутинных же задач в России с успехом используются сцинтилляционные гамма- и бета-спектрометры, развитое программное обеспечение которых позволяют определять объемные и удельные активности наиболее часто встречающихся нуклидов (цезий-137, кобальт-60, стронций-90, радий-226, калий-40 и др.).
В настоящее время внесены в Госреестр СИ рф и используются в России следующие спектрометрические установки:
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими.
Они предназначаются для контроля:
- облучения — измерения поглощенных или экспозиционных доз излучения, полученных людьми и сельскохозяйственными животными;
- радиоактивного загрязнения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;
- радиационной разведки — определения уровня радиации на местности;
- определения наведенной радиоактивности в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.
Для каждого вида излучения в зависимости от его пробега в веществе подбирается свой подходящий детектор. Как же классифицируются дозиметрические приборы?
Среди них выделяют:
 |
| Рис. 2.4. Переносной дозиметр. |
Индикаторы – простейшие измерительно-сигнальные приборы, позволяющие обнаружить факт наличия излучения и ориентировочно оценить некоторые характеристики излучений. Детекторами в них чаще всего являются газоразрядные счетчики.
Радиометры – это приборы с газоразрядными, сцинтилляционными счетчиками и другими детекторами, предназначенные:
- для измерения активности радиоактивных препаратов и источников излучения,
 |
| Рис. 2.5. Стационарный радиометр |
- для определения плотности потока или интенсивности ионизирующих частиц и квантов, поверхностей,
- удельной активности аэрозолей, газов и жидкостей.
Для более точных измерений активности препаратов и потоков частиц применяют стационарные радиометры (рис. 2.5), которые осуществляют дискретный счет попавших в детектор частиц и квантов (дифференциальные измерения).
Спектрометры - приборы и установки, предназначенные для определения энергии частиц, энергетического спектра, типа радионуклида; α-спектрометры, γ-спектрометры, β-спектрометры и комбинированные приборы.
Дозиметры (рентгенометры) – приборы, измеряющие экспозиционную и поглощенную дозы излучения или соответствующие мощности доз. Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора, радиотехнической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистрируемого (измерительного) устройства.
По характеру применения дозиметры делятся на стационарные, переносные (рис. 2.4) и приборы индивидуального дозиметрического контроля.
а) Рентгенометры-радиометры используют для определения уровня радиации на местности и загрязнённости радионуклидами различных объектов и их поверхностей. К ним относится измеритель мощности дозы ДП-5В (А, Б) – базовая модель. На смену этому прибору пришёл ИМД-5. Для подвижных средств создан бортовой рентгенометр ДП-ЗБ, измерители мощности дозы ИМД-21, ИМД-22. Это основные приборы радиационной разведки.
б) Дозиметры для определения индивидуальных доз облучения. В эту группу входят: дозиметр ДП-70МП, комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11.
| Рис. 2.6 Бытовой дозиметрический прибор |
в) Профессиональные и бытовые дозиметрические приборы. Первые имеют целый ряд принципиальных преимуществ, однако весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра). Радиометры для измерения активности радона бывают только в профессиональном исполнении.
Подавляющее большинство дозиметров являются прямо показывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямо показывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение – индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно опасных объектах и в медицине. Считывать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры.
Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение нормативного уровня радиации по принципу "да-нет" и благодаря этому они просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 - 2 раза. Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.
Бытовые дозиметры, в основном, различаются по следующим параметрам (рис. 2.6):
- типу регистрируемых излучений - только γ, или γ и β;
- типу блока детектирования - газоразрядный счетчик (также известен как счетчик Гейгера) или сцинтилляционный кристалл /пластмасса;
- количеству газоразрядных счетчиков, варьирующих от 1 до 4-х;
- размещения блока детектирования - выносной или встроенный;
- наличия цифрового и/или звукового индикатора; времени одного измерения - от 3 до 40 секунд;
- наличия тех или иных режимов измерения и самодиагностики; габариту и весу;
- цене продажи, зависящей от комбинации вышеперечисленных параметров.
Широкое использование бытовых дозиметрических приборов началось после аварии в Чернобыле. Связано это с тем, что радионуклиды выброшенные из четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС осели и выпали во время дождя на огромной площади нашей республики (свыше 46 тыс. км 2 ). Чтобы решить проблему информированности населения о радиационной обстановке в месте проживания или нахождения, включая и оценку радиоактивного загрязнения продуктов питания и кормов рекомендуется широко использовать бытовые дозиметры.
Бытовые приборы для населения представляют собой особый класс приборов, предназначенных для оценки населением радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях и других местах. Ими можно оценивать загрязнение продуктов питания и воды. Оценку радиоактивного загрязнения (удельной или объемной активности) продуктов питания и воды проводят методом прямого измерения на расстоянии 1-5 см от исследуемого объекта массой не менее 1 кг или объемом не менее 1 л по разности результатов измерений излучения от объекта и радиационного фонда.
Они дают возможность специалистам и населению измерить мощность дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверить тем самым на радиоактивность подозрительные предметы. Поэтому индивидуальный дозиметр поможет, прежде всего, тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС¸ может быть полезен при сборе ягод и грибов, при выборе места для строительства дома, для проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве и др. работах.
Читайте также: