Методическое пособие 542
.pdfРис. 5.2.2 - Газоразрядный прибор Гейгера-Мюллера
Сцинтилляционные приборы основаны на способности люминесцирующих веществ (сернистый цинк, нафталин) при бомбардировке их быстрыми заряженными частицами светиться. Быстрые заряженные частицы попадая на слой люминесцентного вещества, тормозятся и при этом значительная доля их энергии превращается в вспышку света, называемую сцинтилляцией. Наибольшая яркость вспышки имеет место в случае а- частиц, так как они тормозятся на пути длиною менее 0,1 мм и при этом световая энергия выделяется в малом объеме. Сцинтилляции, производимые рентгеновскими р и у-лучами, вызывают значительно меньшее свечение. Поэтому для их обнаружения и счета используются чувствительные фотоэлементы - фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Поскольку каждому электрону, поглощенному в сцинтилляторе, соответствует импульс тока в анодной цепи ФЭУ, то следовательно изменению подлежит как средняя величина анодного тока, так и число импульсов тока в единицу времени. В соответствии с этим различают токовый и счетчиковый режимы. Как в ионизационном, так и в сцинтилляционном дозиметрах ток определяет поглощенную энергию излучения, а скорость счета -плотность потока радиации.
Полупроводниковые приборы основаны на способности полупроводниковых кристаллов изменять свою проводимость под действием радиоактивных излучений. С помощью полупроводниковых детекторов можно фиксировать тяжелые заряженные α-частицы, а также β-частицы, рентгеновские и γ -кванты.
61
Фотодозиметрические приборы основаны на экспонировании пластинки с фотоэмульсией. После проявления фотопластинки негатив исследуется с помощью оптического денситометра (прибор, определяющий плотность почернения на светочувствительном слое) или спектрофотометра. Доза γ - излучения определяется путем сравнения степени прозрачности экспонированной пленки с прокалиброванным эталоном. Точность ±6 дБ.
Достоинства: малые размеры, большая чувствительность, возможность накопления действия излучения за длительное время.
Недостатки: сложность процессов обработки и измерений.
Данные приборы дают хорошие результаты при относительных измерениях нейтронных излучений ниже, чем у ранее рассмотренных приборов.
Химический метод дозиметрии основан на измерении выхода радиа- ционно-химических реакций, протекающих под действием ионизирующих излучений.
Радиационно-химические превращения могут происходить в водных растворах, в жидких и твердых химических системах. Из жидких химических дозиметров наиболее широко применяются ферросульфатный и цериевый.
В качестве твердых дозиметров используют ряд веществ, изменяющих свою окраску под действием облучения. Для дозиметрических целей успешно используются тонкие поливинилхлоридные пленки, в состав которых входят красители. Пленки толщиной в сотые доли миллиметра удобны тем, что не искажают поля излучения.
Разновидностью химических дозиметров являются прозрачные стекла, которые темнеют под действием ионизирующих излучений. Химические методы применяются для дозиметрии смешанных потоков γ -квантов и нейтронов.
Тепловые (калориметрические) приборы дозиметрии рентгеновского и γ - излучений основаны на преобразовании поглощаемой веществом энергии при взаимодействии ионизирующих излучений в тепловое. Тепловые приборы являются единственными, основанными на непосредственном (прямом) измерении поглощаемой энергии.
Общие методы измерения ионизирующих излучений
|
Термин |
|
Определение |
|
1 |
Ионизационный метод измерений |
Метод |
ионизирующих основанный |
|
ионизирующих излучений |
на ионизационного |
возникающего |
||
|
|
чувствительного |
ионизационного |
|
|
|
воздействием излучения. |
||
2 |
Сцинтилляционный метод измере- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
ний ионизирующих веществ |
излучений, основной на регистра- |
|||
|
|
ции, возникающих в веществе чув- |
62
|
ствительного |
объема |
сцинтилляци- |
|||
|
онного детектора под воздействием |
|||||
|
ионизирующего излучения. |
|
||||
3 Фотолюминесцентный метод из- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
мерений ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
нии люминесценции вещества чув- |
|||||
|
ствительного |
объема |
термолюми- |
|||
|
несцентного детектора при термо- |
|||||
|
стимул |
и рованном |
|
освобождении |
||
|
энергии, запасенной в этом вещест- |
|||||
|
ве под воздействием ионизирующе- |
|||||
|
го излучения. |
|
|
|
|
|
4 Термолюминесцентный метод из- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
мерений ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
нии люминесценции вещества чув- |
|||||
|
ствительного |
объема |
термолюми- |
|||
|
несцентного детектора при термо- |
|||||
|
стимулированном |
|
освобождении |
|||
|
энергии, запасенной в этом вещест- |
|||||
|
ве под воздействием ионизирующе- |
|||||
|
го излучения в тепловую. |
|
||||
5 Калориметрический метод изме- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
рений ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
нии тепловой энергии, получаемой |
|||||
|
калориметрическим |
детектором |
в |
|||
|
результате преобразования передан- |
|||||
|
ной энергии ионизирующего излу- |
|||||
|
чения в тепловую. |
|
|
|
||
6 Изотермический метод измерений |
Калориметрический |
метод измере- |
||||
ионизирующих излучений |
ний |
ионизирующих |
излучений, |
|||
|
осуществляемый в условиях посто- |
|||||
|
янной |
разности температур между |
||||
|
калориметрическим |
детектором |
и |
|||
|
окружающей средой. |
|
|
|
||
7 Адиабатический метод измерений |
Калориметрический |
метод измере- |
||||
ионизирующих излучений |
ний |
ионизирующих |
излучений, |
|||
|
осуществляемых в условиях отсут- |
|||||
|
ствия теплообмена между калори- |
|||||
|
метрическим детектором и окру- |
|||||
|
жающей средой. |
|
|
|
||
8 Электрокондуктивный метод из- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
мерений ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
нии измерения электрической про- |
|||||
|
водимости вещества чувствительно- |
|||||
|
го объема электрокондуктивного де- |
63
|
|
тектора под воздействием ионизи- |
|||||
|
|
рующего излучения. |
|
|
|||
9 Электретный метод измерений ио- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
||||
низирующих излучений |
|
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
|
нии числа или плотности треков, |
|||||
|
|
образовавшихся в веществе чувст- |
|||||
|
|
вительного объема трекового детек- |
|||||
|
|
тора под воздействием ионизирую- |
|||||
|
|
щего излучения. |
|
|
|||
10 Зарядовый метод измерений ио- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
||||
низирующих излучений |
|
излучений, основанный на измере- |
|||||
|
|
нии электрического заряда, обра- |
|||||
|
|
зующегося в веществе чувствитель- |
|||||
|
|
ного |
объема зарядового |
детектора |
|||
|
|
под |
воздействием |
ионизирующего |
|||
|
|
излучения. |
|
|
|
||
11 Эмиссионный метод измерений |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
||||
ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
||||||
|
|
нии числа заряженных частиц, ис- |
|||||
|
|
пускаемых веществом чувствитель- |
|||||
|
|
ного объема эмиссионного детекто- |
|||||
|
|
ра под воздействием ионизирующе- |
|||||
|
|
го излучения. |
|
|
|||
12 Оптический метод |
измерений |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
||||||
|
|
нии измерений оптических парамет- |
|||||
|
|
ров вещества оптического детектора |
|||||
|
|
под |
воздействием |
ионизирующего |
|||
|
|
излучения. |
|
|
|
||
13 Фотографический метод измере- |
Оптический метод измерений иони- |
||||||
ний ионизирующих излучений |
зирующих излучений, осуществляе- |
||||||
|
|
мый |
посредством |
измерения под |
|||
|
|
воздействием ионизирующего излу- |
|||||
|
|
чения оптической плотности свето- |
|||||
|
|
чувствительной материала после его |
|||||
|
|
появления. |
|
|
|
||
14 Химический метод |
измерений |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|||
ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
||||||
|
|
нии концентрации продуктов радиа- |
|||||
|
|
ционной-химических реакцией в |
|||||
|
|
веществе |
химического |
детектора |
|||
|
|
под |
воздействием |
ионизирующего |
|||
|
|
излучения. |
|
|
|
||
15 Трековый метод измерений иони- |
Методы |
измерений |
ионизирующих |
||||
зирующих излучений |
|
излучений, |
основанный на измере- |
64
|
нии числа или плотности треков, |
|||
|
образовавшихся в веществе чувст- |
|||
|
вительного объема трекового детек- |
|||
|
тора под воздействием ионизирую- |
|||
|
щего излучения. |
|
||
16 Пондеромоторный метод измере- |
Методы |
измерений |
ионизирующих |
|
ний ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||
|
нии измерений электромагнитного |
|||
|
взаимодействия пары веществ пон- |
|||
|
деромоторного детектора. |
|||
17 Спектрометрический метод из- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|
мерений ионизирующих излучений |
излучений, основанный на измере- |
|||
|
нии распределения измеряемой ха- |
|||
|
рактеристики ионизирующего излу- |
|||
|
чения по заданному параметру. |
|||
18 Метод ядерных реакций |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|
|
излучений, основанный на измере- |
|||
|
нии активности радионуклидов или |
|||
|
числа и (или) энергии ионизирую- |
|||
|
щих частиц, образующихся в ре- |
|||
|
зультате |
|
ядерной |
реакции между |
|
ионизирующим излучением и веще- |
|||
|
ством чувствительного объема де- |
|||
|
тектора. |
|
|
|
19 Активационный метод измерений |
Метод ядерных реакций, осуществ- |
|||
ионизирующих излучений |
ляемый посредством измерения ак- |
|||
|
тивности радионуклидов, образую- |
|||
|
щихся в |
веществе |
активационного |
|
|
детектора под воздействием иони- |
|||
|
зирующего излучения. |
|||
20 Метод совпадений ионизирую- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|
щих частиц |
излучений, основанный на регист- |
|||
|
рации нескольких событий, совпа- |
|||
|
дающих в пределах определенного |
|||
|
интервала времени |
|
||
|
Примечания: |
|
||
|
1 Под событием здесь подразумева- |
|||
|
ется, например, испускание радио- |
|||
|
активным |
ядром |
ионизирующей |
|
|
частицы, регистрация ионизирую- |
|||
|
щей частицы детектором. |
|||
|
2 При |
необходимости уточнения |
||
|
числа совпадающих событий в тер- |
|||
|
мин вводят терминоэлемент, указы- |
|||
|
вающий это число, например, «ме- |
65
|
тод двойных совпадений», «метод |
||
|
тройных совпадений». |
||
21 Метод задержанных совпадений |
Метод |
совпадений |
ионизирующих |
|
частиц, осуществляемый посредст- |
||
|
вом регулируемого расширения ин- |
||
|
тервала времени, в пределах которо- |
||
|
го события регистрируются как сов- |
||
|
падающие, или посредством за- |
||
|
держки регистрации одного или не- |
||
|
скольких событий на определенный |
||
|
интервал времени. |
|
|
22 Метод антисовпадений |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
|
излучений, основанный на регист- |
||
|
рации одного события или несколь- |
||
|
ких совпадающих в пределах опре- |
||
|
деленного. |
|
|
23 Метод счета ионизирующих час- |
Метод |
измерений |
ионизирующих |
тиц |
излучений, основанный на измере- |
||
|
нии числа отдельных актов взаимо- |
||
|
действия ионизирующих частиц с |
||
|
веществом чувствительного объема |
||
|
детектора |
|
5.3Признаки классификации радиационных устройств
5.3.1Радиационные устройства классифицируют в следующей последовательности по трем группам признаков:
- целенаправленности; - функционирования; - конструкции.
5.3.2Группа признаков целенаправленности содержит следующие
признаки:
- категория цели - признак, показывающий, что является результатом (продуктом) работы классифицируемого устройства:
вещество, энергия или информация; - вид цели - признак, показывающий, к какой совокупности однород-
ных целей относится конкретная цель, достигаемая классифицируемым устройством;
- конкретная цель - признак, показывающий, что является конкретной целью работы устройства, например: измерение толщины, измерение концентрации железа, производство электроэнергии постоянного тока, стерилизация вещества;
- вид объекта - признак, показывающий объект или совокупность объектов, в которых достигается конкретная цель
66
-классифицируемого устройства, например: листы металла (измерение толщины), потоки руды (измерение концентрации железа), радиомаяки (производство электроэнергии постоянного тока), перевязочные материалы (стерилизация).
5.3.3Группа признаков функционирования содержит следующие
признаки:
- основной признак, позволяющий устанавливать номенклатуру параметрических рядов классифицируемых устройств;
- дополнительный признак, позволяющий образовывать параметрические ряды классифицируемых устройств;
- вспомогательный признак, позволяющий выделять в параметрических рядах базовые изделия и их модификации.
5.3.4Основной, дополнительный и вспомогательный признаки функционирования выбирают для каждой совокупности классифицируемых устройств из следующего перечня:
- вид используемого эффекта взаимодействия ионизирующего излучения с веществом (поглощение излучения, рассеяние излучения, нагрев вещества, ионизация вещества и другие эффекты взаимодействия);
- вид используемого ионизирующего излучения (альфа-, бета-, гам- ма-, рентгеновское и другие ионизирующие излучения);
- вид функциональной схемы устройства (прямого действия, следящая, сканирующая, с контрольным сигналом, непрерывный процесс, циклический процесс и др.);
- основной показатель качества классифицируемого радиационного устройства (диапазон измерения, мощность генерируемой энергии, производительность установки или другие показатели качества);
- вид транспортируемости радиационного устройства (стационарное, переносное, установленное на каком-то транспортном средстве, имплантируемое и др.);
- вид выходного сигнала информационного устройства (си талы: постоянного тока, частотный, пневматический, кодовый, с дискрет-
но-измеряемым параметром и др.).
5.3.5Группа признаков конструкции радиационных устройств содержит следующие признаки:
- исполнение радиационного устройства (обыкновенное, пылезащищенное, водозащищенное, взрывобезопасное, дезактивируемое и др.);
- конструкторский состав радиационного устройства. Его определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.101-68.
5.3.6Если данную совокупность радиационных устройств целесообразно классифицировать по какому-либо из признаков, этот признак при классифицировании может быть опущен.
67
5.4 Термины и определения основных понятий радиационной техни-
ки
|
|
Термин |
|
|
|
|
Определение |
||
1 |
Радиационная |
техника |
Radiation |
|
Область техники, создающая радиа- |
||||
engineering |
|
|
|
|
|
ционные устройства и методы их |
|||
|
|
|
|
|
|
|
построения. |
|
|
2 |
Радиационное |
аппаратостроение |
|
Направление радиационной техни- |
|||||
Radiation apparatus engineering |
|
ки, |
создающее |
радиационно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
облучательные устройства и методы |
||
|
|
|
|
|
|
|
их построения. |
|
|
3 |
Радиоизотопная |
энергетика |
|
Направление радиационной техни- |
|||||
Radioisotope energetics |
|
|
|
ки, создающее радиоизотопно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
знергетические устройства и методы |
||
|
|
|
|
|
|
|
их построения. |
|
|
4 |
Радиационное |
приборостроение |
|
Направление радиационной техни- |
|||||
Radiation instrument engineering |
|
ки, |
создающее |
радиационно- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
информационные устройства и ме- |
||
|
|
|
|
|
|
|
тоды их построения. |
|
|
5 |
Радиационное |
устройство |
|
Устройство, использующее ионизи- |
|||||
Radiation device |
|
|
|
|
рующие излучения |
для изменения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
характеристик веществ или преоб- |
||
|
|
|
|
|
|
|
разования энергии не цепных ядер- |
||
|
|
|
|
|
|
|
ных реакций в другие виды энергии |
||
|
|
|
|
|
|
|
или получения информации, кроме |
||
|
|
|
|
|
|
|
информации о значениях физиче- |
||
|
|
|
|
|
|
|
ских величин, характеризующих ра- |
||
|
|
|
|
|
|
|
диоактивные источники, поля иони- |
||
|
|
|
|
|
|
|
зирующих излучений и дозы воз- |
||
|
|
|
|
|
|
|
действия ионизирующих излучений |
||
|
|
|
|
|
|
|
на вещества. |
|
|
6 |
Радиоизотопное |
устройство |
|
Радиационное устройство, в кото- |
|||||
Radioisotope device |
|
|
|
ром ионизирующее излучение соз- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
дается радионуклидом, входящим в |
||
|
|
|
|
|
|
|
состав самого устройства |
||
7 |
Радиационное облучательное уст- |
|
Радиационное устройство, предна- |
||||||
ройство Irradiation device |
|
|
|
значенное для изменения характери- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
стик вещества. |
|
|
8 |
Радиоизотопное энергетическое |
|
Радиоизотопное устройство, в кото- |
||||||
устройство |
Radioisotope |
power |
|
ром энергия радиоактивного распа- |
|||||
device |
|
|
|
|
|
да преобразуется в другие виды |
|||
|
|
|
|
|
|
|
энергии. |
|
|
9 |
Радиационное |
информационное |
|
Радиационное устройство, предна- |
|||||
InfОтmation radiation device |
|
|
значенное для получения информа- |
||||||
|
|
|
|
|
|
68 |
|
|
|
|
|
ции. |
10 |
Радиационный |
измеритель |
Радиационно-информационное уст- |
Radiation metter |
|
ройство, предназначенное для полу- |
|
|
|
|
чения измерительной информации. |
|
|
|
Примечание. В зависимости от при- |
|
|
|
знаков, установленных ГОСТ 16263- |
|
|
|
70, радиационный измеритель мо- |
|
|
|
жет быть измерительным преобра- |
|
|
|
зователем, измерительным прибо- |
|
|
|
ром, измерительной установкой, из- |
|
|
|
мерительной системой, в которых в |
|
|
|
качестве первичных сигналов ис- |
|
|
|
пользуются радиационные сигналы. |
11 |
Радиационный сигнал Radiation |
Сигнал, носителем которого служит |
|
signal |
|
ионизирующее излучение. |
69
6 ВИБРАЦИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
6.1ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ
6.1.1Измеряемыми параметрами являются пиковые или среднеквадратические (в том числе корректированные) значения виброперемещения, виброскорости или виброускорения периодической (детерминированной) и случайной вибрации.
6.1.2Корректированное значение измеряемого параметра вибрации - частотно-взвешенная величина Х’к, определяется по формуле
|
2 |
2 |
(6.1) |
к |
Кi |
* Х i |
|
где: Х’r - среднее квадратическое значение измеряемого параметра в i полосе частот;
К, - весовой коэффициент для i полосы частот. Значения коэффициентов K| принимаются по стандартам на оборудование и рабочие места. При оценке вибрации, воздействующей на человека, допускается измерение и других интегральных характеристик вибрации, например, дозы вибрации.
6.1.3.Средние квадратические значения параметров вибрации следует измерять в октавных или третьоктавных полосах частот.
6.1.4.При определении виброскорости и виброускорения определяют их абсолютные значения или значения их логарифмических уровней.
6.2АППАРАТУРА
6.2.1 Аппаратура для измерения параметров вибрации - по ГОСТ
12.4.012-75.
70