Приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля

При взаимодействии радиоактивных излучений со средой происходит ионизация и возбуждение ее нейтральных атомов и молекул. Эти процессы приводят к существенным изменениям физико-химических свойств облучаемой среды, которые можно регистрировать. В зависимости от того, какое физико-химическое явление регистрируется, различают следующие методы измерений: ионизационный, химический, сцинтилляционный, фотографический, калориметрический и др.

Сущность ионизационного метода заключается в том, что под действием ионизирующих излучений происходит ионизация молекул воздуха, в результате чего увеличивается его электропроводность. Если объем газа заключить между двумя электродами, к которым приложено напряжение, то между ними возникнет ионизационный ток, который можно измерить. Устройство, в котором под действием ионизирующих излучений возникает ионизационный ток, называют детектором (воспринимающим устройством) излучений.

В дозиметрических приборах в качестве детекторов ионизирующих излучений используются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.

Ионизационная камера (ИК) используется в приборах, предназначенных для измерения мощности дозы излучений (ДП-3Б и др.) и дозы излучения (ДКП-50А и др.), и представляет собой устройство, состоящее из двух изолированных друг от друга электродов, к которым подведено напряжение от источника постоянной ЭДС. Объем ИК заполняется воздухом при нормальном давлении. При воздействии на рабочий объем радиоактивного излучения в ИК образуются электроны и положительно заряженные ионы (рис. 17).

Рис. 17. Электрическая цепь ионизационной камеры

Под действием сил электрического поля электроны перемещаются к положительному электроду (аноду), а положительно заряженные ионы – к отрицательному (катоду). Часть этих ионов и электронов при столкновении между собой будут рекомбинировать, а другая часть, достигнув электродов, - нейтрализоваться на них. В результате заряд на электродах будет уменьшаться, что вызовет приток новых зарядов от источника постоянной ЭДС, т.е. во внешней цепи ИК будет протекать электрический ток, называемый ионизационным током. Величина ионизационного тока будет определяться мощностью дозы (P) излучения, воздействующего на рабочий объем ИК, и напряжением, приложенным к электродам. Следовательно, измеряя величину ионизационного тока, можно определить мощность дозы излучения, воздействующего на ИК.

Газоразрядный счетчик (ГС) используется в качестве детектора ионизирующих излучений в приборах, предназначенных для обнаружения радиоактивного заражения местности и объектов (ДП-5В и др.). Газоразрядный счетчик (рис. 18) представляет собой металлический цилиндр с тонкой коаксиально расположенной металлической нитью (внешний и внутренний электроды), к которым приложено довольно высокое постоянное напряжение. Пространство между электродами заполнено смесью инертных газов под пониженным давлением.

Рис. 18. Газоразрядный счетчик с металлическим корпусом:

1 – корпус счетчика (катод), 2 – нить счетчика (анод), 3 – выводы, 4 - изоляторы

Принципиальное отличие ГС от ИК состоит в том, что в ГС используется усиление ионизационного тока за счет явления ударной ионизации в газе.