Устройство, назначение и принцип работы радиометрических и дозиметрических приборов. Учебно-методическое пособие

Блок ПСО2-08А на передней панели имеет декатронную систему счета импульсов, которая состоит из шести декатронов, первый, крайний правый считает единицы импульсов, второй каждый десятый, третий – сотой и.т.д., кнопочные переключатели и затем «вход», на задней панели разъемы для присоединения блока БДПС-2. Три разъема и тумблер для работы с БТЭ2-11, кабель питания, предохранитель и клемма для заземления.

Принцип работы комплекта РПС 2-03А заключается в том, что при действии ионизирующих излучений на входе детектора (на нагрузочном сопротивлении газоразрядного счетчика) появляется электрические сигналы, число которых в единицу времени определяет плотность потока ионизирующих излучений. Усиленные и сформированные формирователем импульсы подаются на вход шести разрядного счетчика (декатроны), в котором производятся регистрация числа импульсов за определенное время.

Управление прибором осуществляется при помощи кнопочных переключателей. Кнопка «сеть» предназначена для включения и выключения прибора, кнопка «пуск» и «стоп» управляют прибором при счете сигналов при нажатии кнопки «пуск» начинается счет импульсов, а при нажатии кнопки «стоп» счет останавливается. Кнопка «проверка» предназначена для проверки работоспособности прибора. Кнопки 1:1 и 1:5 служат для согласования амплитуды входного сигнала. При работе с газоразрядными счетчиками на

ПСО2-08А. установится знак «», а со сцинтилляционным детектором «». Кнопка «сброс» предназначена для сброса показаний всех счетных декад перед очередным измерением при нажатой кнопке «стоп».

Подготовка прибора РПС 2-03А к работе

Подготовка прибора РПС 2-03А к работе и его проверка прводится в следующем порядке:

1.Собрать комплект прибора по схеме.

2.Заземлить прибор (обязательно).

3.Установить необходимый для работы газорязрядный счетчик в блок для газоразрядных счетчиков (БДПС-2), обратив внимание на соответствие полюсов счетчика и блока.

4.Все кнопки на лицевой панели ПСО2-08А установить в отжатое положение, а тумблер подключения блока таймера БТЭ-11, на задней панели в выключенное положение.

5.Включить сетевой кабель к электросети напряжением в 220 В.

6.Нажать кнопку «Сеть» прибора ПСО2-08А. и прогреть 30 минут.

7.Проверить после включения в сеть правильность счета прибора ПСО208А , для чего нажать кнопку «Проверка» и секундомер одновременно. При этом прибор начинает регистрировать частоту колебания переменного тока, которая равна 50 гц/сек и производится проверка

22

работоспособности прибора. Измерения произвести 2 раза, по 3 мин. При этом прибор должен зарегистрировать примерно 3000 имп/мин ±15 ( 50 гц х 60 сек).

8.Нажать кнопку «Сброс» при этом на табло счетного прибора должны быть нулевые показания.

9.Установить рабочее напряжение питания счетчика по вольтметру типа С- 50 потенциометром «Регулировка».

10.Установить кнопки ПСО2-08А в положение «», 1:1.

11.Поместить под детектором или рядом радиоактивный препарат.

12.Нажать и отпустить кнопку «Пуск» и проверить работу прибора совместно с газоразрядным счетчиком. Убедившись в правильности работы декатронов нажать на кнопку «Стоп». При этом счет должен прекратиться.

13.Прибор готов к работе.

14.Определить скорость счета фона, эталона, приборы.

Дозиметрия ионизирующих излучений

Дозиметрия – раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризирующие действие ионизирующего излучения на вещество, а также методы и приборы для его качественного и количественного измерения и расчета поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении. Доза излучения – количество энергии излучения, поглощенной в объекте облучения. Все методы дозиметрии основаны на измерении тех физико-химических эффектов, которые происходят при взаимодействии излучения с веществом.

Дозиметры (рентгенометры) – приборы, измеряющие экспозиционную и поглощенную дозы излучения или соответствующие мощности доз. Они снабжены интегрирующим регистрирующим устройством, суммирующим результат измерения за определенной промежуток времени. Любой из дозиметрических приборов состоит из трех основных частей:

1.Детектора с источником электрического питания.

2.Радиотехнической схемы, усиливающей ионизационной ток.

3.Показывающего или регистрирующего устройства.

Детекторы представляют собой чувствительные элементы, воспринимающие, преобразующие и передающие информацию об излучениях на устройство для дальнейшего преобразования. Информация, поступающая сюда либо в виде слабого постоянного электрического тока, либо в виде отдельных импульсов – одиночных электрических сигналов, не может быть непосредственно зарегистрирована с достаточной точностью без предварительного усиления и преобразования. Эти изменения совершаются в

23

устройстве для преобразования информации, которая предается на показывающее и регистрирующее устройства.

В зависимости от типа прибора таким устройством может служить стрелочный прибор, электромеханический счетчик, система сигнальных лампочек различной конструкции, жидкостно-кристаллический индикатор, декатроны и т.п.

По принципу действия дозиметры можно разделить на две группы. Первую группу составляют дозиметры, измеряющие мощность дозы в единицу времени, так называемые измерители мощности дозы. Ко второй группе относятся интегрирующие дозиметры, измеряющие дозу излучения за какойлибо промежуток времени. Детектором излучения в измерителях мощности дозы могут быть ионизационные камеры, газоразрядный или сцинтилляционный счетчик. В качестве детектора в интегрирующих приборах обычно применяют ионизационные камеры.

По характеру применения дозиметры делятся на стационарные, переносные и приборы индивидуального дозиметрического контроля.

Дозиметрические приборы стационарного и переносного типов.

Стационарных дозиметров используют для контроля величины дозы и мощности дозы рентгеновского и гамма излучения в определенных (технологически и тактически обоснованных) точках радиологических лабораторий, технологических установок, участков или объектов местности, где по условиям работы требуется постоянное или каждодневное измерение гамма-поля. Дозиметры подобного типа незаменимы для контроля дозы и мощности рентгеновского или гамма –излучения, получаемой объектом, подвергающимся специальному облучению, при использовании радиационно

– биологической технологии в сельском хозяйстве, в ветеринарии и животноводстве, контроля уровня радиации в хранилищах, очистных сооружениях, при лучевой терапии и т.д. Стационарные дозиметры надо устанавливать также в помещениях, где возможно внезапное резкое повышение гамма-поля в результате нарушения системы защиты или режима технологического процесса.

Конструктивно приборы этого типа разделены на два функционально самостоятельных узла: выносной детектор и сигнально измерительный пульт для сигнала о превышении установленной мощности дозы. В ряде случаев дозиметры имеют дополнительные узлы для вывода информации на ленту самописца или экран дисплея, а также для передачи звуковой и световой сигнализации о превышении дозы облучения выше допустимого уровня.

К стационарным дозиметрам можно отнести стационарный сигнализатор превышения мощности дозы СД-1М, измеритель мощности дозы ИМДЦ-70,

24

сигнально измерительный двухканальный дозиметр УСИТ-2, двухканальный лабораторный прибор УИМ-2 для дозиметрического и технологического контроля с блоками детектирования альфа-, бета-, гамма-и нейтронного излучения. Сигнализатор превышения пороговой скорости счета импульсов СПСС-02 применяют для контроля радиационной обстановки в помещениях атомных электростанций, в радиохимическом производстве, в лабораториях, санпропускниках и очистных сооружениях. В случае повышения установленного порога скорости счета импульсов (альфа-, бета-, или гаммаизлучений) прибор дает световой сигнал.

Переносные дозиметры применяются для измерения дозы и мощности излучения в производственных и лабораторных помещениях, где по условиям работы не требуется проводить постоянный дозиметрический контроль, а осуществляется лишь периодический контроль. К этому типу приборов можно отнести дозиметры ДРГЗ-02, ДРГ3-03, предназначенные для измерения мощности экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений от 0,01 до 100 и от 0,1 до 1000 мкР/с. Они имеют сетевое и автономное питание.

Для проведения измерений дозы и мощности дозы излучения в лабораторных условиях и на местности удобно пользоваться полевыми дозиметрами ДП-5, СРП-68-01, ДРГ-01Т1, которые по классификации относятся к носимым. Носимые (полевые) приборы широко применяются для обнаружения радиоактивных веществ, а также для определения их количества и качества по уровню гамма-излучения. Они характеризуются малыми габаритами и имеют автономное питание. Показания считывают по шкале стрелочного прибора. В качестве детекторов излучения используют газоразрядные и сцинтилляционные счетчики.

Измерение мощности экспозиционной дозы рентгеновского и гаммаизлучения дозиметрами ДРГ3-02 и ДРГ3-03.

Для выполнения работы приборами ДРГ3-02 и ДРГ3-03 необходимо:

1.Подобрать источник излучения в соответствии с диапазоном дозиметров: для ДРГ3-02 – от 0 до 100 мкР/с (рисунок-11), для ДРГ3-03 – от 0 до

1000мкр/с.

2.Подготовить к работе соответствующий дозиметр в послеовательности, описанной ниже.

3.Провести измерение мощности экспозиционной дозы на различном расстоянии от источника излучения.

25

Проведение измерений

Измерение проводят в следующей последовательности:

1.Поместить блок детектирования в контролируемую зону.

2.Установить необходимый диапазон переключателем В1.

3.Закрыть световой затвор на блоке детектирования и ручкой «Уст. нуля» подрегулировать нуль.

4.Открыть световой затвор и через 5-10 секунд произвести отсчет показаний. Измерения повторить несколько раз. Результаты записать в таблицу.

Методы и приборы индивидуального дозиметрического контроля

Индивидуальный дозиметрический контроль заключается в систематическом измерении дозы, получаемой отдельными лицами за определенный промежуток времени. Осуществляется этот контроль с помощью небольших приборов карманного типа – индивидуальных дозиметров (фотодозиметры ИФК, дозиметры конденсаторного типа ИДК).

Дозиметрия рентгеновского и гамма – излучения дозиметрами конденсаторного типа ИДК

Индивидуальный контроль доз рентгеновского и гамма – излучения проводят с помощью небольших металлических или пластмассовых ионизационных камер. Принцип работы дозиметров основан на разрядке емкости, предварительно заряженной ионизационной камеры под действиям ионизирующего излучения. Для индивидуального контроля используют прямопоказывающие (ДК-0,2; ДП-22-В; ДП-24, ИД-1) и непрямопоказывающие (КИД-1; КИД-2 и др.) дозиметры.

Комплект индивидуального дозиметрического контроля ДК-0,2 состоит из 10 дозиметров ДК-0,2 и зарядного устройства. Карманный дозиметр ДК-0,2 представляет собой ионизационную камеру, напряжение в которой измеряется малогабаритным электрометром (в виде кварцевой нити), вмонтированным в камеру вместе с оптической системой (микроскопом), обеспечивающим 45кратное увеличение.

О полученной дозе, т.е. изменении разности потенциалов, можно в любой момент судить визуально, по положению кварцевой нити, перемещающейся по шкале, видимой в микроскоп, шкала прибора имеет 20 делений по 10мР и, следовательно, диапазон измерений доз во всем диапазоне, в нормальных условиях, не превышает ±10%, недельный саморазряд не более 10мР. Поскольку для выявления дозы нет надобности в пульте измерительного устройства, то прибор называют также прямопоказывающим карманным дозиметром. Для предохранения от загрязнений нижний торец дозиметра

27

закрыт колпачком, который имеет прозрачное дно и открывается только на время зарядки дозиметра. На корпусе дозиметра имеется держатель для крепления его в кармане одежды подобно авторучке, которую они несколько и напоминают своим внешним видам (рисунок-12).

Рисунок-12. Общий вид дозиметров ДКП-50А.

Зарядное устройство дозиметров выполнено в виде пульта. Пульт имеет корпус, зарядное гнездо, потенциометр для установки необходимого напряжения, переключатель и лампочку для подсветки. Перед началом работы электрометр заряжается до такого потенциала, при котором нить электрометра устанавливается на нулевое деление шкалы. Под действиям рентгеновского или гамма – излучения в камере возникает ионизационный ток, разряжающий электрическую емкость прибора, и потенциал электрометра уменьшается пропорционально дозе облучения.

Комплекты индивидуальных дозиметров ДП-24, ДП-22-В рассчитаны на измерения больших доз гамма – излучения в диапазоне от 2 до 50 Р при мощности дозы 0,5-200 Р/ч. Погрешность измерений дозы не превышает 10% максимального значения шкалы. Саморазряд дозиметров не превышает 2 делений, т.е. 4Р/сут.

Работа дозиметров обеспечивается в интервале температур от минус 40 до плюс 50оС и при относительной влажности воздуха 98%.

Комплекты состоят из зарядно-измерительного устройства ЗД-5, 50 дозиметров ДКП-50-А (ДП-22-В) и 5 дозиметров (ДП-24). Устройство и питание камер такое же, как и у ДК-0,2, т.е. они относятся к прямопоказывающим дозиметрам.

28

местности (при аварийных и других ситуациях). Во время работы дозиметра, его носят в кармане одежды.

Величину полученной дозы облучения, за время работы на местности с повышенной радиацией определяют по положению изображения нити электрометра на шкале, наблюдая через окуляр на свет. Цена деления дозиметра ДКП-50-А – 2 рентгена, дозиметра ДК-0,2 – 10мР.

Комплект измерителя дозы ИД-1

Комплект индивидуальных дозиметров ИД-1 (рисунок-13) предназначен для измерения поглащенных доз гамма – нейтронного излучения в интервале температур от минус 50оС до плюс 50оС, а также при измерении относительной влажности воздуха до 98%.

Зарядное устройство предназначено для заряда конденсатора дозиметра. Дозиметр обеспечивает измерение поглашенных доз гамма – нейтронного излучения в диапазоне от 20 до 500рад (1рад = 1,05Р = 0,01 Гр) с мощностью от

10 до 366000 рад/ч.

Отсчет измеряемых доз производится по шкале расположенной внутри дозиметра и отградуированной в радах.

Зарядка дозиметров производится от зарядного устройства ЗД -6 или любого зарядного устройства (кроме ЗД-5), имеющего возможность плавного изменения выходного напряжения в пределах от 180 до 250 В.

Комплект вибропрочен, ударопрочен, прочен при падении и может транспортироваться любым видом транспорта.

2 1

Рисунок-13. Комплект для измерения дозы облучения ИД-1.

1- зарядное устройство ЗД-6, 2- ремень

30