Основные методы и приборы регистрации ионизирующего излучения

Для регистрации ионизирующего излучения применяют сле­дующие методы: ионизационные, люминесцентные, ПОЛУПРОВОДНИI<О­вые, фотоэмульсионные, химические и калориметрические.

Ионизационные методы основаны на способности ионизирую­щего излучения вызывать ионизацию молекул и атомов газа, твердых и жидких веществ. Наибольшее практическое применение получил метод, основанный на использовании изменения электрической про­водимости газов. К основным ионизационным детекторам относятся ионизационные камеры, газоразрядные счетчики (пропорциональ­ные, счетчики Гейгера-Мюллера, искровые и др.). Для регистрации следов движения (тpeков) отдельных заряженных частиц применяет­ся камера Вильсона.

Люминесцентные методы основаны на способности ионизи­рующего излучения возбуждать молекулы и атомы среды. Переход молекул и атомов из возбужденного состояния в основное происхо­дит с испусканием света (видимого или ультрафиолетового). Световые вспышки с помощью электронных устройств преобразуются в элек­трический сигнал, который можно зарегистрировать.

Полупроводниковые детекторы основаны на использовании спо­собности ионизирующего излучения изменять проводимость полу­проводников.

Фотоэмульсионные методы основаны на способности ионизи­рующего излучения вызывать потемнение фотоэмульсии или остав­лять треки в фотоматериалах. Эти методы широко используются в дозиметрии для определения индивидуальных доз от β-, γ- и ней­тронного излучения.

Химические методы основаны на необратимых химических из­менениях в некоторых веществах под действием ионизирующих из­лучений.

Калориметрические методы основаны на том, что ионизирую­щее излучение несет энергию, которая поглощается веществом и пре­вращается в тепло.

Приборы и установки, используемые для регистрации ионизи­рующих излучений, подразделяются на следующие основные группы.

Дозиметры - приборы для измерения дозы ионизирующего излучения (экспозиционной, поглощенной, эквивалентной), а также коэффициента качества. В практической деятельности для измере­ния доз наибольшее распространение получили индивидуальные дозиметры.

Радиометры - приборы, предназначенные для измерения плотности потока ионизирующих излучений, пересчитываемой на величи­ну, характеризующую источники излучений. Радиометры регистрируют α-, β-, рентгеновское и γ-излучение; нейтронное излучение, тяжелые заряженные частицы (два и более излучения).

Универсальные приборы - устройства, совмещающие функции дозиметра и радиометра, радиометра и спектрометра и пр. Эти при­боры широко применяются службами дозиметрии и радиационной безопасности, так как они могут совмещать функции нескольких при­боров, измеряющих различные виды ионизирующего излучения.

Например, переносной универсальный радиометр типа РУП-1 предназначен для измерения степени загрязненности поверхности α-, β-активными веществами, для определения экспозиционной мощности дозы γ-излучения и плотности потоков быстрых и тепло­вых нейтронов.

Спектрометры ионизирующих излучений - приборы, измеряю­щие распределение (спектр) величин, характеризующих поле иони­зирующих излучений. В зависимости от вида ионизирующего излу­чения спектрометры подразделяются на α-, β-, γ- и нейтронные, а от применяемого блока детектирования - на полупроводниковые, иони­зационные, сцинтилляционные, магнитные.

Сцинтилляционный метод регистрации излучении основан на измерении интенсивности световых вспышек, возникающих в люминесцирующих веществах при прохождении через них ионизи­рующих излучений. Для регистрации световых вспышек используют фотоэлектронный умножитель с регистрирующей электронной схемой.

Сцинтилляционные счетчики можно применять для измерения числа заряженных частиц, гамма-квантов, быстрых и медленных нейтронов; для измерения мощности дозы от бета-, гамма- и нейтронного излучения; для исследования спектров гамма- и нейтронного излучений. Преимущества метода - высокая эффективность измерения прони­кающих излучений, малое время высвечивания сцинтилляторов, что позволяет производить измерения с короткоживущими изотопами.

Для измерения достаточно больших мощностей дозы используют калориметрические методы. Эти методы также применяют для опре­деления совместного и раздельного гамма- и нейтронного излучений в ядерных реакторах и ускорителях.