§ 12. Приборы радиационной разведки

Основы ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ

Приборы радиационной разведки (их называют также дозиметрическими приборами) предназначены для обнаружения радиоактивного заражения, измерения уровней радиации и радиоактивного заражения. К ним относятся измерители мощности дозы (рентгенметры) ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В. В современных дозиметрических приборах наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения радиоактивных излучений. Он основан на использовании одного из свойств радиоактивных излучений — их способности ионизировать среду, в которой они распространяются (то есть расщеплять нейтральные молекулы или атомы на пары: положительные — ионы и отрицательные - электроны). Если взять замкнутый объем газа и приложить к нему электрическое напряжение, то образующиеся в нем при облучении электроны и ионы придут в упорядоченное движение: первые будут перемещаться к аноду, вторые — к катоду. В результате между электродами (анодом и катодом) возникает так называемый ионизационный ток, величина которого прямо пропорциональна мощности дозы радиоактивного излучения. По силе ионизационного тока можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.

Ионизационные камеры и газоразрядные счетчики. Принцип их работы

Воспринимающими устройствами дозиметрических приборов являются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики. Ионизационная камера (рис. 118) представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, в котором помещены положительный и отрицательный электроды. Анодом в ней служит токопроводящий слой, катодом — металлический стержень. К электродам подводится напряжение от

Рис. 118. Схема ионизационной камеры:

1. — Внутренняя поверхность и сердечник камеры (положительный электрод);

2. — Металлическое кольцо (отрицательный электрод); 3 — днище камеры; 4 — янтарный изолятор; 5 — охранное кольцо

источника питания, создающее в камере электрическое поле. Если радиоактивных излучений нет, то воздух в камере не ионизирован и не проводит электрический ток. Под воздействием излучений воздух ионизируется, цепь замыкается и по ней проходит ионизационный ток. Он поступает в электрическую схему прибора (рис. 119), усиливается, преобразуется и измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в рентгенах в час или миллирентгенах в час. Подобные ионизационные камеры применяются в приборах, которыми измеряют уровни гамма-излучений на местности.

4

Рис. 119. Структурная схема устройства дозиметрических приборов:

1 - детектор излучения; 2 - ионизирующие излучения; 3 - микроамперметр; 4 - источники питания

Газоразрядный счетчик (рис. 120) представляет собой металлический (или стеклянный) цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов с небольшими добавками, улучшающими его работу. Анодом служит тонкая металлическая нить, натянутая внутри корпуса, который является катодом (у счетчиков из стекла катод — тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность корпуса). Газоразрядные счетчики применяются в приборах, предназначенных для обнаружения и измерения степени зараженности различных поверхностей радиоактивными веществами. Они могут также использоваться для измерения уровней гамма-излучений.

Рис. 120. Газоразрядный счетчик с металлическим корпусом:

1 — корпус счетчика (катод); 2 — нить счетчика (анод); 3 — выводы: 4 — изоляторы

Измеритель мощности дозы (рентгенметр), его назначение, тактико-технические данные и устройство

Измерители мощности дозы (рентгенметры) ДП-5А (рис. 121), ДП-5Б и ДП-5В являются основными дозиметрическими приборами для измерения уровней радиации (мощности дозы излучения) и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Диапазон измерений ДП-5А разбит на шесть поддиапазонов (табл. 13). Основные части прибора — измерительный пульт и зонд, соединенный с пультом с помощью гибкого кабеля длиной 1,2 м.

Рис. 121. Рентгенметр ДП-5А:

1 — кабель телефонов; 2 — футляр; 3 — крышка футляра; 4 — измерительный пульт; 5— контрольный препарат; 6 — зонд; 7 — кабель зонда; 8 — удлинительная штанга

Кроме того, в комплект измерителя мощности дозы (рентгенметра) входят: телефон, удлинительная штанга, аккумуляторная колодка для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока, футляр с ремнями и контрольным препаратом (радиоактивным источником), запасное имущество.

Таблица 13
Поддиапазон	Положение ручки переключателя	Шкала	Единица измерения	Предел измерений
I	х200	0-200	Р/ч	5-200
II	х 1000	0-5	мР/ч	500 - 5000

III	х 100	0-5	мР/ч	50 - 500
IV	х 10	0-5	мР/ч	5-50
V	х 1	0-5	мР/ч	0,5-5
VI	хОД	0-5	мР'ч	0.05 - 0.5

На панели измерительного пульта (рис. 122) размещаются микроамперметр, переключатель поддиапазонов, ручка потенциометра регулировки режима работы, кнопка сброса показаний тумблер подсвета шкал, гнездо включения телефонов.

Рис. 122. Измерительный пульт рентгенметра ДП-5А:

1 — кожух; 2 — панель; 3 — кнопка сброса показаний микроамперметра;

4 — гнездо включения телефонов; 5 — ручка потенциометра регулировки режима работы;

6 — микроамперметр; 7 — тумблер подсвета шкал; 8 — переключатель поддиапазонов; 9 — разъемное

соединение для подключения кабеля зонда; 10 — пробка корректора механической установки нуля

Рис. 123. Зонд со снятым корпусом:

1 — стальной корпус; 2 — поворотный экран; 3 — окно; 4 — опорные выступы; 5 — газоразрядный счетчик СИ-ЗБГ; 6 — газоразрядный счетчик СТС-5; 7 — плата; 4 — накидная гайка; 9 — ручка

Зонд (рис. 123) герметичен. В нем размещены два газоразрядных счетчика и другие элементы электрической схемы, имеется окно для индикации бета-излучения, заклеенное водостойкой пленкой, а также поворотный экран, который фиксируется в двух положениях — «Б» и «Г». Питается прибор от трех элементов, которые обеспечивают его непрерывную работу в течение 40 часов, или от посторонних источников, постоянного тока напряжением 3, 6 или 12 В. Масса прибора 2,1 кг. Подготовка прибора При подготовке прибора к работе нужно установить стрелку микроамперметра к работе на ноль, ручку «Режим» повернуть против хода часовой стрелки до упора,

ручку переключателя поддиапазонов установить в положение «Выкл.», вскрыть отсек питания и подсоединить сухие элементы, соблюдая при этом полярность. Затем включить прибор, поставив переключатель в положение «Реж.», и, плавно вращая ручку «Режим» по ходу часовой стрелки, установить стрелку микроамперметра на треугольную метку шкалы. После этого надо проверить работоспособность прибора по контрольному препарату — установить экран головки зонда в положение «Б» и поднести его к радиоактивному источнику, предварительно открыв его, вращая защитную пластинку вокруг оси и подключив телефон. Затем переключатель последовательно устанавливают в положения: «х 1000», «х 100»,«х 10», «х 1», «х 0,1». При этом в телефоне должны прослушиваться щелчки, на поддиапазоне «х 10» стрелка прибора отклонится примерно до середины шкалы, а на поддиапазонах «х 1» и «х 0,1» — за пределы шкалы.

Измерение уровней радиации на местности и радиоактивного заражения различных поверхностей и воды

Измерение уровней радиации на местности производится по шкале «0 - 5» (при уровнях радиации до 5 Р/ч) при положении переключателя «х 1000», а при более высоких уровнях — по шкале «0 - 200» при положении переключателя «200». Пульт прибора с зондом должен находиться на уровне груди: зонд должен быть уложен в чехол. Определение степени заражения кожных покровов людей, одежды, техники, транспорта, продовольствия, воды и других предметов производят на поддиапазонах «х 1000», «х 100», «х 10», «х 1», «х 0,1», снимая показания по верхней шкале («0 - 5») прибора и умножая их на коэффициент, соответствующий положению переключателя поддиапазонов. Так, если при измерении степени заражения колен ого покрова человека показания по верхней шкале прибора составят 2,5 мР ч, а переключатель поддиапазонов находится в положении «х 10», степень заражения составит 25 мР/ч. Перед измерениями степени заражения определяют величину гамма-фона, для этого измеряют уровни радиации на расстоянии 15-20 м от зараженного объекта. Затем зонд прибора подносят к поверхности зараженного объекта и перемещением вдоль нее по частоте щелчков в телефонах отыскивают наиболее зараженный участок. Зонд устанавливают на высоте 1 -1,5 см над местом максимального заражения, переключатель ставят в положение, при котором стрелка прибора дает показания в пределах шкалы, и снимают показания. Из полученных показаний вычитают значение гамма-фона. Например, если при измерении величина гамма-фона составит 200 мР/ч, а величина суммарной зараженности объекта 250 мР/ ч, то величина зараженности объекта составит 50 мР/ч.

Уход за приборами

Устройство приборов ДП-5Б и ДП-5В и работа с ними в основном аналогичны устройству прибора ДП- 5А и работе с ним. Дозиметрические приборы хранятся в помещениях, температура воздуха в которых поддерживается от 10 до 25 С, относительная влажность — от 50 до 65%. Они размещаются в шкафах на полках. При хранении приборов более десяти суток источники питания необходимо отключить, вынуть из приборов и хранить отдельно в сухом прохладном (температура воздуха от +5 до -6° С) и затемненном помещении. Выводы источников питания должны быть тщательно изолированы. При эксплуатации приборов необходимо обращаться с ними осторожно и правильно использовать. Нельзя, например, подвергать приборы длительному воздействию прямых солнечных лучей, дождя или снега, следует защищать их от грязи и пыли, от ударов и сотрясений, при перевозках в автомобилях не ставить на дно кузова. Запрещается вскрывать контрольные радиоактивные препараты, прикасаться к их поверхности голой рукой.

?1. В чем сущность ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ и измерения радиоактивных излучений ? 2. Как подготовить ДП-5А к работе? 3. Расскажите о требованиях по уходу за дозиметрическими приборами ?