Osnova C 2009

виривання електронів із атомів речовини, якими вони поглинаються. При цьому початково електронейтральні атоми заряджаються позитивно і стають іонами. Тобто під дією випромінювання здійснюються перетворення атомів речовини, які попадають під дію випромінювання, що особливо небезпечним є для живої матерії.

Як радіоактивні, так і хімічні величини відносяться до активних фізичних величин, тобто володіють певною енергією, значення якої є функцією часу і яка розповсюджується в просторі. Крім цього ці величини, попадаючи в навколишнє середовище, можуть переміщуватись на великі відстані за допомогою природніх і кліматичних носіїв (повітря, вода, живі організми, транспорт і т.п.). Тому при вимірюванні значень цих величин необхідний повний статистичний аналіз великої кількості даних в просторових та часових координатах.

Іонізуюче випромінювання радіоактивних речовин можна виявити тільки за допомогою спеціальних приладів.

Дозиметричні прилади призначені для:

—радіаційної розвідки — визначення рівнів радіації на місцевості;

—контролю за зараженням радіоактивними речовинами одягу' людей, а також сільськогосподарських тварин, продуктів харчування, води, фуражу, техніки, транспорту, обладнання;

—контролю за опромінюванням — виміру поглинутих доз опромінювання людей;

—визначення наведеної радіоактивності в грунті, техніці, предметах, які опромінювались нейтронними потоками.

3.6.1Класифікація приладів радіаційної розвідки і дозиметричного контролю

За призначенням всі прилади поділяються на наступні групи.

Індикатори - найпростіші прилади радіаційної розвідки, за допомогою яких розв'язуються задачі виявлення випромінювання і їх орієнтовна оцінка, потужність дози, головним чином β- і γ- випромінювань. За допомогою індикаторів можна встановити, чи збільшується потужність дози, чи, навпаки, зменшується. Ці прилади мають найпростіші електричні схеми із світловою або звуковою сигналізацією. Давачами є газорозрядні лічильники. До цієї групи приладів відносяться індикатори ДП-63. ДП-63А, ДП-64.

251

Рентгенометри - призначені для вимірювання потужності дози рентгенівського або γ – випромінювання. Вони мають діапазон вимірювання від сотих часток рентгена до декількох сот рентген за годину (Р/год). Як давачі в цих приладах застосовують іонізаційні камери або газорозрядні лічильники. До цієї групи відносяться рентгенометри ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В, ДП-ЗВ.

Радіометри (вимірювачі радіоактивності) - призначені для виявлення і визначення ступеня радіоактивного забруднення поверхонь і повітря, головним чином α - і (β– випромінювання). Радіометрами можливе вимірювання і невеликих рівнів γ —випромінювань. Давачами радіометрів є газорозрядні і сцинтиляційні лічильники. До цієї групи відносяться радіометри ДП-12 базові універсальні, β - γ -радіометр Луч-А, радіометр Тиса, радіометричні установки ДП-100М, ДП-100АДМ.

Дозиметри - призначені для визначення сумарної дози опромінення, яку отримує населення за час знаходження на зараженій місцевості головним чином γ- випромінювання. Індивідуальні дозиметри є малогабаритними іонізаційними камерами або фотокасетами з плівкою. Набір, який складається з комплекту камер і зарядно-вимірювального пристрою, називається комплектом індивідуальних дозиметрів. Комплекти індивідуальних дозиметрів:

ДК-02, ДП-22В, ДП-24, ИД-1, ИД-11, ИД-0,2.

За типом давачів і характером електричних сигналів, які перетворюються схемою приладу, дозиметричні прилади можуть бути розділені на дві групи: прилади, в яких частинки реєструються в торцевих газорозрядних сцинтиляційних лічильниках або лічильниках на фотоопорах та прилади із застосуванням іонізаційних камер.

За визначенням виду випромінювання дозиметричні прилади можна розділити на прилади для визначення γ- випромінювання, β- і частинок нейтронного потоку.

3.6.1.1 Принцип роботи дозиметричних приладів

Принцип виявлення іонізуючих випромінювань оснований на їх здатності іонізувати речовину середовища, в якому вони розповсюджуються. Тобто іонізація є причиною фізичних і хімічних перетворень у речовині. До таких перетворень середовища у першу чергу відносяться:

зміна електропровідності газів, рідин, твердих матеріалів; люмінісценція деяких речовин, засвічування фотоплівок; зміни кольору і прозорості.

252

Для виявлення і визначення іонізуючих випромінювань використовують фотографічні, сцинтиляційні, хімічні та іонізаційний методи.

В сучасних дозиметричних приладах широке розповсюдження отримав іонізаційний метод виявлення і визначення рівня випромінювань. Суть цього методу полягає в наступному. Під дією випромінювань в ізольованому об'ємі проходить іонізація повітря (газу). Електрично нейтральні атоми (молекули) повітря (газу) розділяються на позитивні та негативні іони. Якщо в цей об'єм помістити два електроди, до яких прикладена постійна напруга, то між ними виникає електричне поле. При наявності електричного поля в іонізованому повітрі (газі) виникає іонізаційний електричний струм. Вимірюючи електричний струм, можна судити про інтенсивність іонізуючих випромінювань.

Припади, які працюють на основі іонізуючого методу, мають принципово однакову будову. Зокрема, вони містять сприймаючий пристрій (іонізаційна камера або газорозрядний лічильник), підсилювач іонізаційного струму, реєструючий пристрій (мікроамперметр або аналого-цифровий перетворювач), а також джерело живлення (сухі елементи або акумулятори).

Іонізаційна камера - конденсатор, до пластин якого прикладена постійна напруга. Простір між пластинами називається робочим об'ємом камери і майже завжди заповнюється повітрям. При відсутності радіоактивних випромінювань повітря в камері неіонізоване і електричного струму не проводить. При дії радіоактивних випромінювань повітря в камері іонізується і через камеру проходить іонізаційний струм, який пропорційний до потужності дози радіоактивних випромінювань, діючих на іонізаційну камеру. Отже, за іонізаційним струмом можна судити про потужність дози випромінювань, діючих на камеру. Іонізаційна камера використовується в ДКП-50-А, комплектах ДП-22В, ДП-24, ДК-0,2, вимірювачі дози ИД-1, ИД-0.2.

Газорозрядний лічильник є пустотілий герметичний металевий, або скляний циліндр, заповнений зрідженою сумішшю інертних газів (аргон, неон) з деякими домішками, що покращують роботу лічильників (пари спирту). В середині циліндра вздовж його осі натянутий тонкий металевий анод, ізольована від циліндра. Катодом служить металевий корпус, або тонкий шар металу, нанесений на внутрішню поверхню скляного корпуса лічильника. До металевої нитки і струмопровідного шару (катоду) подають електричну напругу. В газорозрядних лічильниках використовують принцип підсилення

253

газового розряду. При відсутності радіоактивних випромінювань вільних іонів в об'ємі лічильника немає, тому в полі лічильника електричного струму також немає. При дії радіоактивних випромінювань в робочому об'ємі утворюються заряджені частинки, а отже, виникає електричний імпульс. Реєструючи кількість імпульсів струму, виникаючих за одиницю часу, можна судити про інтенсивність радіоактивних випромінювань. Газорозрядний лічильник використовується в ДП-5 А(Б,В), Припять.

3.6.1.2 Вивчення конструкції та принципу роботи дозиметричного приладу (ДП-5В)

Рентгенометр призначений для виявлення радіоактивного випромінювання і вимірювання рівня β-, γ- радіації місцевості і поверхні різних предметів.

Прилад складається з вимірювального пульту, блоку детектування (містить вмонтоване контрольне β- джерело), головних телефонів і джерела живлення.

Відлік показів проводиться по нижній шкалі мікроамперметра в Р/год. та верхній шкалі - мР/год з наступним множенням на відповідний коефіцієнт піддіапазону. Діапазон вимірювань приладу по γ - випромінюванню від 0,05 мР/год до 200 Р/год і розбитий на шість піддіапазонів. Прилад має звукову індикацію на всіх піддіапазонах, крім першого, яка прослуховується за допомогою головних телефонів.

Живлення приладу здійснюється від трьох сухих елементів типу А336 (один з них використовується для підсвічення шкали мікроамперметра в умовах темряви), які забезпечують роботу в нормальних умовах протягом 70 год. Живлення приладу можливе і від зовнішнього джерела постійного струму 12 або 24В. Для цього використовують дільник напруги.

Підготовка приладу до роботи

•Взяти прилад, відкрити кришку футляра, провести зовнішній огляд, пристібнути до футляра поясний і плечовий ремінь.

•Перевірити підімкнення джерела живлення.

•Увімкнути прилад, для цього:

•встановити ручку перемикача в положення 0 (вимкнено);

•приєднати джерело живлення;

254

• встановити ручку перемикача в положення (контроль режиму).

Стрілка приладу повинна встановитися в контрольному секторі (чорна дуга шкали). Якщо стрілка мікроамперметра не відхиляється або не встановлюється в контрольному секторі, то необхідно перевірити справність елементів живлення.

Перевірку працездатності приладу проводять на всіх піддіапазонах, крім першого, за допомогою контрольного β - джерела, для цього:

•приєднати головні телефони;

•вийняти з футляра блок детектування, екран блока поставити в положення К (контроль);

•послідовно встановити ручку перемикача піддіапазонів у положення х1000, 100, х10, х1, х0.1. При цьому стрілка мікроамперметра в

положеннях х1000, х100 (2-й і 3-й піддіапазони) не відхиляється через недостатню активність контрольного елемента. В положенні х10 (4-й піддіапазон) стрілка відхиляється, а в положеннях х1, х0.1 (5-й і 6-й піддіапазони) стрілка повинна зашкалювати. Тріск в телефонах повинен бути відчутним на всіх піддіапазонах, крім першого;

•натиснути кнопку Скид (при цьому стрілка приладу повинна встановитися на нульовій відмітці шкали);

•поставити блок детектування в положення Г,

•поставити ручку перемикача в положення 0.

Прилад до роботи готовий.

Вимірювання рівня радіації на місцевості

•Вимірювання проводять в засобах індивідуального захисту (3І3).

•Підготувати прилад до роботи згідно розділу 1.2 і тримати на висоті 0.7-

1.0м від поверхні землі.

•Екран блока детектування поставити в положения Г.

•Перемикач піддіапазонів перевести в положения х200 (при великих рівнях радіації).

•Покази приладу знімати по нижній шкалі від 5 до 200 Р/год.

•Якщо рівні радіації менші, ніж 5 Р/год, то вимірювання ведуться у другому піддіапазоні (х1000). В цьому випадку відлік ведеться по верхній шкалі (0.5-5)Р/год і покази множаться на 1000. При відсутності показів перемикач піддіапазонів послідовно встановлюють на х100,х10, х0.1.

255

• Після закінчення вимірювань прилад вимкнути.

Вимірювання радіоактивної зараженості поверхні різних предметів по γ - випромінюванню . • Вимірювання проводити в засобах індивідуального захисту (ЗІЗ).

•Підготувати прилад до роботи.

•Вийняти блок детектування з футляра.

•Екран блока детектування поставити в положения Г (якщо необхідно, то блок детектування закріпити на подовжувальній штанзі).

•Піднести блок детектування до обстежувальної поверхні предмета і повільно переміщувати над поверхнею об'єкта.

•Перемикач піддіапазонів поставити в положения х1000.

•По тріску в телефонах або за показами мікроамперметра визначають максимальне зараження об'єкта. При відсутності показів в положенні х1000 перемикач піддіапазонів послідовно встановлюють в положення х100, х10, х0.1.

•Покази знімати з верхньої шкали в мР/год і множити на коефіцієнт відповідного положення перемикача.

•Після закінчення вимірювань прилад вимкнути.

Виявлення β- випромінювання Робота з приладом виконується в послідовності, яка вказана для

вимірювання радіоактивної зараженості поверхні по γ- випромінюванню.

•Отримавши відхилення стрілки мікроамперметра, екран блока детектування ставлять в положення Б.

•Піднести блок детектування до обстежуваної поверхні на відстань 1- 1.5см і послідовно встановити ручку перемикача піддіапазонів в положення х0.1, х1, х10, х100 до отримання відхилення стрілки мікроамперметра в межах шкали (0.5-5).

•Збільшення показів приладу на одному і тому ж піддіапазоні в порівнянні з γ- вимірюванням показує наявність β- випромінювання на досліджуваній поверхні. В положенні Б екрана на блоці детектування вимірюється потужність дози сумарного β-γ- випромінювання.

•Після закінчення вимірювань прилад вимкнути.

Вивчення конструкції і принципу дії приладу ПРИПЯТЬ

256

Радіометр "Припять" призначений для індивідуального та колективного використання при вимірюванні еквівалентної (експозиційної) дози γ- випромінювання, густини потоку і питомої активності β- випромінювання. Він виконаний у вигляді портативного приладу, простого в експлуатації, що дозволяє забезпечити широку сферу використання: оцінку рівня γ- фону і контроль радіоактивної забрудненості житлових і виробничих приміщень, продовольчих товарів, предметів побуту, одягу, поверхні землі. В радіометрі передбачена можливість вибору тривалості вимірювання, що дозволяє підвищити статистичну достовірність результатів вимірювань. Для попередньої оцінки рівня радіації передбачена звукова індикація.

257

Рис. 3.4. Зображення зовнішньої панелі радіометра "Прип"ять". Основні технічні характеристики.

258

•Діапазон вимірювання потужності:

•експозиційної дози, мР/год 0.01-19.99; •еквівалентної дози, мкЗв/год 0.1-199.9.

•Діапазон вимірювання потоку β- випромінювання радіонуклідів - 10-19.99*103

см-2* хв-1

•Діапазон вимірювання питомої (об'ємної) активності β- випромінювання

нуклідів у рідинах і сипучих речовинах по Сs137;

•3,7*10-3 - 3,7*10-5 БК/КГ (БК/л) або 1 • 10-7 - 1 • 10-5 Кі/кг (Кі/л)

•Час встановлення робочого режиму не більше ніж 5с.

•Час вимірювання за вибором оператора:

•при вимірюванні експозиційної дози - 20±2 с;

•при вимірюванні питомої (об'ємної) активності в рідинах і сипучих речовинах - 10±1хв.

Живлення радіометра здійснюється від сухих елементів типу Корунд напругою 9В або від зовнішнього джерела живлення постійного струму напругою 4-12В. Час роботи без заміни батарей не менше ніж 80 год. .

Підготовка приладу до роботи.

•Встановити елемент живлення Корунд, для чого необхідно зняти, а після встановлення елементу живлення - поставити на місце кришку відсіку живлення. У випадку використання зовнішнього джерела живлення, останнє підключається до радіометра через роз'єм Живлення.

•Увімкнути радіометр, перевівши перемикач Живлення з положення ВКЛ. Відсутність свічення або мерехтіння індикатора свідчить, що напруга елемента живлення знаходиться нижче від номінально допустимого значення і необхідна його заміна.

•Для контролю напруги елемента живлення натиснути кнопку КП, при цьому на табло з’явиться число з комою після другої цифри, яке показує значення напруги у вольтах.

Вимірювання потужності дози γ - випромінювання

•Перемикач Живлення встановити в положення ВКЛ. Потім перемикач β-γ встановити в положення γ .

•Перемикач Н-Х встановити в одне з положень, залежно від того, в яких одиницях потрібно виміряти потужність дози: Н (мкЗв/год) або Х (мР/год).

259

Потужність експозиційної дози Х при положенні перемикача МЕЖА 1 вимірюється в діапазоні 0.01-1.999 мР/год з індикацією коми після першої цифри. При положенні перемикача МЕЖА 2 потужність експозиційної дози вимірюється в діапазоні 2,0-19.99 мР/год з індикацією коми після другої цифри. Потужність еквівалентної дози при положені перемикача МЕЖА 1 вимірюється в діапазоні 0.1-19.99 мкЗв/год з індикацією коми після другої цифри. При положенні перемикача МЕЖА 2 потужність еквівалента дози вимірюється в діапазоні 20,0-199,9мк3в/год з індикацією коми після третьої цифри.

3. Перемикач ЧАС встановити в положення 20 с. Протягом цього часу провести не менше трьох вимірювань і вирахувати середнє значення. Якщо спостерігається значний розкид показів, то необхідно збільшити час вимірювання в десять разів переводом перемикача в положения х 10.

Всі вимірювання проводяться при наявності кришки, яка знімається.

Вимірювання густини потоку β- випромінювання.

Вимірювання проводиться при знятій кришці. При цьому, крім β- випромінювання, детектор також реєструє γ- випромінювання. Тому для визначення рівня β- випромінювання необхідно із сумарного показу вирахувати покази, отримані при наявності кришки, коли реєструвалось тільки γ - випромінювання.

•Перемикач Живлення встановити в положення ВКЛ. Після цього перемикач β-γ встановити в положення β .

•Перемикач φ -Ат встановити в положення φ.

В положенні перемикача МЕЖА 1 густина потоку вимірюється в діапазоні (101999) см-2*xв-1 при цьому кома не висвічується. В положенні перемикача МЕЖА 2 густина потоку вимірюється в діапазоні (2.0-19.99)-103 см-2*xв-1, кома розміщується після другої цифри.

• Перемикач ЧАС встановити в положення 20 с. Вимірюють двічі при наявності кришки (для визначення - γ фону) і зі знятою кришкою. Кінцевим результатом вважається різниця (φ = φ2- φ1, де φ2 і φ1 - значення густини потоку при наявності і відсутності кришки, відповідно.

Проводять не менше, ніж три таких вимірювання, після чого вираховують середнє значення. Якщо спостерігається значний розкид результатів, то

260