47Методы регистрации ионизирующих излучений: счетчик Гейгера, сцинтилляционный датчик, ионизационная камера.

Счётчик Гейгера представляет собой стеклянный или металлический баллон, заполненный аргоном или смесью двухатомных и многоатомных газов при низком давлении. Анодом в счетчике является тонкая вольфрамовая нить, натянутая вдоль оси баллона счетчика. В качестве катода используется алюминиевый медный или стальной цилиндрический баллон (корпус) счетчика. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, и ток через счетчик резко возрастает. При этом на сопротивлении R образуется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство. Чтобы счётчик смог регистрировать следующую попавшую в него частицу, лавинный разряд нужно погасить. Это происходит автоматически.

Сцинтилляционный счетчик. Его основными элементами являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).Принцип действия сцинтилляционного счётчика основан на том, что под действием ионизирующего излучения в некоторых в-вах происходят кратковременные вспышки-сцинтилляции. Заряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое состояние, атомы испускают фотоны. Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны, в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется. Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, γ-квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и γ-квантов с атомами сцинтиллятора.

Ионизационная камера – прибор для исследования и регистрации ядерных частиц и излучении, действие которого основано на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа. Ионизационная камера представляет собой воздушный или газовый электрический конденсатор, к электродам которого приложена разность потенциалов V. При попадании ионизирующих частиц в пространство между электродами там образуются электроны и ионы газа, которые, перемещаясь в электрическом поле, собираются на электродах и фиксируются регистрирующей аппаратурой.

48Дозиметрия. Понятие о поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозе и их мощности. Единицы их измерения. Внесистемная единица – рентген.

Дозиметрия – раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на в-ва, а также методы и приборы для их измерения.

Доза излучения (поглощенная доза) D – отношение энергии, переданной элементу облученного вещества, к массе этого элемента. Она зависит от вида ионизирующего вещества и пропорциональна времени облучения.

Мощность дозы – отношение дозы ко времени.

Поглощенная доза-количество энергии (Дж), поглощаемое одним килограммом организма. Единицей поглощенной дозы излучения является грей (Гр).Мощность поглощенной дозы выражается в греях в секунду (Гр/с). Внесистемная единица дозы излучения-рад(1 рад=10^-2 Гр), её мощности-рад в секунду.

Экспозиционная доза – мера ионизации воздуха рентгеновскими и гамма-лучами.

За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике используют единицу, называемую рентгеном (Р). Одному внесистемному рентгену соответствует 2,58*10^-4 Кл/кг для 1 кг воздуха. Единицей мощности экспозиционной дозы является 1 А/кг, а внесистемной единицей – 1 Р/с.

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.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр. 1 Зв = 100 бэр.