Эквивалентная доза
Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.
РАДИАЦИОННЫЙ фон- ионизирующееизлучение, обусловленное совместным действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов. Естественный радиационныйфон-излучение, создаваемое рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земнойкоре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека (84%), а также космическоеизлучение(16%). Естественный радиационныйфонколеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Эквивалентнаядозав организме человека в среднем 2 мЗв = 0,2бэр. Техногенный радиационныйфонсвязан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти,газаи других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой.
24Вопрос! Детекторы излучения
Измерение ионизирующего излучения представляет собой регистрацию актов взаимодействия излучения с детектором (в радиометрах) и количественную энергетическую оценку данного взаимодействия (в спектрометрах и дозиметрах). Процесс измерения реализуется только в том случае, если взаимодействие излучения с веществом (рабочей средой) детектора сопровождается процессом преобразования энергии излучения в другой вид энергии, удобный для регистрации.
В промышленных датчиках используются, в основном, два типа детекторов:
1. Ионизационные детекторы с прямым преобразованием энергии частиц в электрический заряд. К ним относятся газонаполненные детекторы - ионизационные камеры, газоразрядные и пропорциональные счетчики, и полупроводниковые детекторы (ППД).
2. Сцинтилляционные детекторы, в которых используется люминесценция вещества детектора при поглощении излучения с последующим преобразованием энергии световых фотонов в электрический сигнал (при помощи фотоэлектронного умножителя - ФЭУ).
По линейности преобразования энергии излучения в энергию выходного сигнала различают пропорциональные и непропорциональные детекторы. По агрегатному состоянию рабочей среды детекторы подразделяются на газовые, жидкостные и твердотельные.
Принцип действия детекторов основан на обнаружении эффекта ионизации или возбуждения атомов рабочей среды детектора при взаимодействии с излучением. Заряженные частицы взаимодействуют непосредственно с электрическим полем атомов рабочей среды детектора с передачей им своей кинетической энергии. Гамма – кванты и нейтральные частицы взаимодействуют с детектором через процессы фотопоглощения, комптоновского рассеяния, образования электронно-позитронных пар и ядерные реакции в рабочей среде детекторов и в специальных конструкционных материалах, которые может иметь детектор для повышения вероятности этих процессов. В результате этого взаимодействия возникает вторичное излучение, состоящее из заряженных частиц, которое и регистрируется в рабочей среде детектора.
Механизм преобразования энергии в детекторах ионизационного типа идет по цепи: поглощение энергии частицы Þпреобразование поглощенной энергии в первичный электрический зарядÞ(усиление первичного заряда для детекторов с усилением)Þсбор заряда на электродах детектора. В сцинтилляционных детекторах эта цепь несколько длиннее: поглощение энергии частицыÞпреобразование поглощенной энергии в световые фотоныÞсбор фотонов на фотокатоде ФЭУ и выбивание из него фотоэлектронов (первичного электрического заряда)Þусиление электронного потока динодной системой ФЭУ (ударное размножение разгоняемых электронов на динодах ФЭУ)Þсбор электронного потока на аноде ФЭУ.
Для обнаружения ионизирующего излучения нередко используют способность некоторых веществ - сцинтилляторов - делать видимой, светящейся траекторию «простреливающей» их ионизирующей частицы.
Сцинтилляционные детекторы ионизирующих излучений имеют определенное преимущество перед счетчиками Гейгера - по амплитуде и длительности вспышки можно судить о типе и энергии породившей ее частицы. Важно и то, что сцинтилляционный счетчик имеет значительно большую эффективность, нежели счетчик Гейгера, фиксирующий обычно лишь одну-две частицы из ста в него попавших.
Конструктивно сцинтилляционный счетчик прост: нужный сцинтиллятор (см. приложение 7) наклеивают на катод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и все это помещают в тщательно изолированный от посторонней подсветки бокс. Остальное - подсчет фотоимпульсов, сортировка их по амплитуде, форме и т.п. - дело обычной электронной техники.
Принципиальная схема фотоголовки сцинтилляционного счетчика приведена на рис. 81, а высоковольтного преобразователя для ее питания - на рис. 82. Напряжение питания ФЭУ - высокое по отношению к «земле» - подают обычно на его катод. Это позволяет связать анодную цепь ФЭУ с электронным анализатором прибора гальванически, учитывать при необходимости и постоянную составляющую его фототока.
Дози́метр— прибор для измеренияэффективной дозыили мощностиионизирующего излученияза некоторый промежуток времени. Само измерение называетсядозиметрией.
Иногда «дозиметром» не совсем точно называют радиометр— прибор для измеренияактивностирадионуклидав источнике или образце (в объёме жидкости, газа, аэрозоля, на загрязненных поверхностях) илиплотности потокаионизирующих излучений для проверки нарадиоактивностьподозрительных предметов и оценки радиационной обстановки в данном месте в данный момент. Измерение вышеописанных величин называетсярадиометрией.