2.2. Сцинтилляционный метод
Устройство:
1. Сцинтиллятор – люминисци-рующий кристалл, способный давать вспышки света под действием ИИ.
2. Фотоэлектронный умножи-тель ФЭУ, преобразующий энергию световых вспышек в эл. ток.
3. Регистрирующая схема, преобразующая импульсы и силу эл. тока в различные характеристики ионизирующего излучения.
Рис. 24. Устройство сцинтилляционного счетчика
В качестве сцинтилляторов применяются прозрачные:
- кристаллы органических веществ (антрацен C14H10, нафталин C10H8 и др.);
- кристаллы неорганических веществ (сернистый цинк ZnS, активированный серебром Ag; NaI и KI активированные теллуром Tl, и др);
- пластмассы и жидкости.
ФЭУ представляет собой стеклянную колбу с откачанным из нее воздухом, в которую помещены электроды (Рис. 24):
а) фотокатод (полупрозрачный, с отрицательным потенциалом) – наносится с торца ФЭУ;
б) фокусирующий электрод;
в) эмиттеры (10 – 12 шт. с разностью потенциалов по 100 В);
г) анод (с положительным потенциалом).
Работает счетчик следующим образом:
- фотокатод под воздействием даваемых сцинтиллятором фотонов света, испускает первичные электроны, которые фокусирующий электрод направляет на 1-й эмиттер;
- каждый первичный электрон, падая на эмиттер выбивает из него 3-4 вторичных электрона, которые под действием эл. полей эмиттеров проходят через них - 10 -12 каскадов усиления (каждый следующий эмиттер имеет для этого более высокий потенциал, чем предыдущий);
- анод, имеющий самый высокий потенциал, собирает все вторичные электроны, причем если ФЭУ имеет n каскадов усиления, то на анод попадает в (3…4)n раз больше электронов, чем их было выбито из катода, за счет чего коэффициент усиления ФЭУ может достигать до 10 10 раз;
- электроны, попадающие на анод, образуют в цепи регистрирующего устройства (3) эл. ток порядка нескольких миллиампер. По числу импульсов тока в единицу времени можно определить активность источников, а по силе тока – мощность дозы излучения и т.д.
Данные счетчики обладают высокой чувствительностью и точностью измерений и позволяют регистрировать все виды излучений и определять их различные характеристики.
2.3. Химический метод
Химические детекторы бывают двух типов:
1) жидкостные (водные растворы ферросульфата FeSO4, нитрата калия KNO3 и др.);
2) на основе хлорзамещенных углеводородов (хлороформ CCl3, четыреххлористый водород CCl4и др.).
Химические дозиметры обычно представляют собой стеклянную ампулу с наполнителем.
Принцип работы и тех и других состоит в том, что в их наполнителях под действием ИИ происходит ионизация атомов молекул с образованием свободных радикалов и протекают определенные химические реакции, вызывающие изменение окраски наполнителя, сравнивая которую со светофильтрами калориметра или др. способом, можно определить размер полученной дозы излучения.
Химические детекторы способны регистрировать дозы гамма - и нейтронного излучения в пределах от нескольких сотых Гр (нескольких рад) до десятков Гр (тысяч рад). Примером химических детекторов являются индивидуальные дозиметры ДП-70, ДП-70М (50-800Р, ±25% относительная погрешность измерений)