Вертикальной устойчивости атмосферы

Скорость ветра, м/с	День			Ночь
	Ясно 1-4 балла	Облачно 5-7 балл.	Пасмурно 8-10 балл	Ясно 1-4 балла	Облачно 5-7 балл	Пасмурно 8-10 балл
0,5	конвекция	конвекция	изотермия	инверсия	инверсия	изотермия
0,6 – 2,0	конвекция	конвекция	изотермия	инверсия	инверсия	изотермия
2,1 – 4,0	конвекция	изотермия	изотермия	инверсия	изотермия	изотермия
>4,0	И з о т е р м и я

Рекомендуемая литература: [2.2.2.1, 2.2.2.4].

3.6 Мониторинг чрезвычайных ситуаций

3.6.1 Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения невидимы, не имеют цвета, вкуса, запаха или каких-то других признаков, на основании которых человек мог бы их обнаружить. Обнаружение и измерение производят косвенным путем с помощью специальных приборов. Регистрация излучений основана на обменном взаимодействии между излучением и веществом, при котором энергия излучений передается веществу.

В основу работы измерительных приборов положена количественная оценка физических явлений, сопровождающих взаимодействие излучений с веществом. Как правило, регистрирующий излучение прибор состоит из нескольких частей: чувствительного элемента, воспринимающего излучение (детектора, датчика), где происходит превращение энергии излучения в другие виды энергии, удобные для регистрации; блока питания, регистрирующего устройства, со шкалой прибора, электронного блока усиления сигнала, визуальной или оптической, акустической систем.

Для определения радиоактивности и дозы излучения применяют физические, химические, фотографические, биологические и математические (расчетные) методы. Чаще пользуются физическими методами, в которых используют ионизационное, световозбуждающее и тепловое действие излучений.

К физическим методам относят: ионизационный– под действием ядерных излучений в изолированном объеме происходит ионизация воздуха или газа: из электрически нейтральных атомов образуются положительно и отрицательно заряженные ионы. Если в этот объем поместить два электрода и приложить к ним напряжение, то между электродами создается электрическое поле, и соответственно возникает направленное движение заряженных частиц: отрицательно заряженных – к аноду, положительно – к катоду. Образуется так называемый ионизационный ток. Измеряя его величину, получают представление об интенсивности радиоактивных излучений.

Сцинтилляционныйметод основан на том, что под действием радиоактивных излучений некоторые вещества (йодид натрия - активированный таллием, антрацен, жидкие пластмассы, сернистый цинк, вольфрамат кальция) испускают фотоны видимого света. Возникающие при этом вспышки света (сцинтилляции) могут быть зарегистрированы. В сцинтилляционном детекторе (рис.1) при попадании в него частицы или кванта ионизирующего излучения происходит следующее: 1. Поглощение энергии ионизирующего излучения кристаллом сцинтиллятора. 2. Возбуждение атомов и молекул сцинтиллятора за счет поглощенной в нем энергии излучения и испускание квантов видимого света – фотонов. 3. Бомбардировка катода ФЭУ (фотоэлектронного умножителя) фотонами. 4. Поглощение фотонов в катоде и испускание им фотоэлектронов. 5. Умножение электронов системой динодов ФЭУ, многократное усиление сигнала и сбор электронов на аноде. 6. Сигнал поступает на обработку в вычислительное устройство. ФЭУ позволяет преобразовывать слабые вспышки от сцинтиллятора в достаточно большие электрические импульсы, которые можно зарегистрировать обычной несложной электронной аппаратурой.

Сцинтилляционные счетчики можно применить для измерения числа заряженных частиц, гамма квантов, быстрых и медленных нейтронов; для измерения мощности дозы от бета-, гамма- и нейтронного излучений; для исследования спектров гамма и нейтронного излучений.

Калориметрическийметод основан на измерении тепла, выделяемого в веществе при поглощении излучения. Их в основном используют в атомных реакторах, для измерения достаточно больших мощностей дозы.

К физическим методам также принадлежит использование счетчиков состоящих из полупроводников, включенных в электрическую цепь. Под действием излучения на кристаллические счетчики в цепи изменяется величина электрического тока.

В основе химических методов лежит количественное определение изменений в химических растворах. Визуально можно обнаружить изменение цвета, прозрачности, выпадения осадков, выделение газа, что происходит в результате поглощения энергии излучения. Например, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с индикатором, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов, гидропероксидного - HO₂^● и гидроксила - OH^●, образующихся в воде при её облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. Раствор метилоранжа под действием излучения становится светлее, что может быть зафиксировано визуально и измерено с помощью колориметра. По плотности окраски судят о дозе облучения.

Данные методы положены в основу принципа действия химического дозиметра ДП-70М, позволяющего регистрировать суммарную дозу нейтронов и гамма излучения в диапазоне 50 – 800 рентген.

Фотографический метод основан на измерении степени почернения фотоэмульсии. Если фотопленку, помещенную в светонепроницаемую камеру, подвергнуть воздействию ионизирующего электромагнитного излучения (гамма– и рентгеновских лучей), а затем проявить, обнаруживается ее почернение. Под воздействием излучения в фотоэмульсии происходят фотохимические процессы, в результате которых после проявления выделяется металлическое серебро в тех местах, где произошло поглощение излучения. Плотность почернения пропорциональна дозе облучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу облучения, полученную пленкой. В настоящее время этот способ используется только для индивидуального контроля дозы рентгеновского, гамма-, бета- и нейтронного излучений.

Люминесцентный метод основан на способности таких веществ, как активированное серебро, метафосфорное стекло, фтористый кальций и некоторых других накапливать энергию от ядерных излучений. Затем, при нагревании или освещении ультрафиолетовыми лучами, они отдают эту энергию и ее можно измерить в лаборатории (термолюминесцентные дозиметры).

В биологических методах дозиметрии используют способность излучений изменять биологические объекты. Величину дозы определяют по уровню летальности животных, степени лейкопении (изменению клеточного состава крови), количеству хромосомных аберраций, изменению окраски и гиперемии (покраснению) кожи, выпадению волос. Эти методы не очень точны и менее чувствительны по сравнению с физическими.

В расчетных методах дозу излучения определяют путем математических вычислений. Например, расчет коэффициента качества излучения и взвешивающего коэффициента для определения эквивалентной и эффективной доз. Это единственно возможный метод определения дозы от инкорпорированных (попавших внутрь организма) радионуклидов. Определить количество радиоактивного вещества с помощью биологических, химических, калориметрических методов невозможно. При одной и той же радиоактивности доза излучения может отличаться в десятки и даже тысячи раз в связи с различиями величины энергии излучения и ее поглощения в облучаемой среде.