Гоу впо «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет» Кафедра безопасности жизнедеятельности

Утверждаю

Зав. кафедрой

___________В. Цаплин

« » 2010 г.

План–конспект проведения лабораторной работы за №8

по учебной дисциплине

Безопасность жизнедеятельности

(наименование учебной дисциплины)

Тема Приборы радиационной и химической разведки и дозиметрического контроля.

(наименование темы согласно тематического плана)

Учебная группа (Состав потока)	Номер по темплану	Дата проведения	Учебные часы	Место проведения
	Тема 8

Обсуждено на заседании кафедры

« » 2010 г.

Протокол №

I. Учебные и воспитательные цели: 1. Ознакомить студентов с классификацией, назначением и общими принципами устройства дозиметрических приборов порядком работы с основными дозиметрическими приборами; приборами химической разведки, дозиметрическим и химическим контролем. 2. Воспитывать у студентов самостоятельность, ответственность, творчество и инициативу в ходе освоения учебной дисциплины.

II. Учебно-материальное обеспечение: плакаты, слайды, учебная литература.

III. Ход занятия

Введение. Задачи дозиметрии в го страны.

Основная задача дозиметрии в ГО – выявление и оценка степени опасности ионизирующих излучений для населения и невоенизированных формирований (НФ) ГО объектов, чтобы определить их действия в различных условиях радиационного заражения.

Целью дозиметрии является обнаружение и измерение мощности экспозиционной и поглощенной дозы излучения, чтобы определить мероприятия по обеспечению жизнеспособности населения и успешного проведения спасательных и других неотложных работ (АС и ДНР);

измерение активности радиоактивных веществ, плотности потока ионизирующих излучений, удельной объемной, поверхностной активности различных объектов для определения необходимости проведения дезактивации и санитарной обработки.

1. Классификация, назначение и общие принципы устройства дозиметрических приборов

В зависимости от назначения дозиметрические приборы делятся на три основные группы: радиационного наблюдения и радиационной разведки; контроля радиационного заражения; контроля облучения (рис. 1).

Рис. 1. Основные группы дозиметрических приборов

Назначение и общие принципы устройства дозиметрических приборов:

1. Индикаторы – простейшие приборы радиационной разведки, которые помогают обнаружить излучения и ориентировочно оценить мощность дозы, главным образом, - и - излучений. Эти приборы имеют простейшие схемы со световой или звуковой сигнализацией.

При помощи индикаторов можно установить возрастание или уменьшение мощности дозы. Датчиком служат газоразрядные счетчики (рис. 2).

Рис. 2. Цилиндрический газоразрядный счетчик

Принципиальное отличие детектора такого счетчика от других детекторов (детектор – это часть (элемент) прибора для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и др. свойств) заключается в том, что в газоразрядном счетчике используется эффект газового усиления за счет вторичной ионизации, в результате которого число электронов и положительных ионов, достигающих соответствующих электродов, во много раз превышает число ионов, образованных при первичной ионизации.

Конструктивно газоразрядный счетчик выполняется в виде металлического (стеклянного) покрытого внутри слоем металла цилиндра, по оси которого натягивается тонкая металлическая нить (см. рис. 2), которая подключается к положительному полюсу, т. е. служит анодом, а металлический цилиндр – катодом. Такое устройство позволяет получить большое значение напряженности электрического поля, необходимое для создания условий ударной ионизации, при сравнительно небольшом напряжении на электродах.

В качестве наполнителей используют инертные газы: неон и аргон.

Принцип работы счетчика: при ионизации в рабочем объеме счетчика первичных ионов под действием сил электрического поля положительные ионы начинают перемещаться к катоду, а электроны – к аноду, достигая области ударной ионизации и лавинообразного возрастания. В результате этот процесс вызывает импульс напряжения на электродах, что регистрируется измерительными устройствами.

К этой группе приборов относятся индикаторы ДП-63, ДП-63А, ДП-64.

2. Рентгенметры предназначены для измерения мощности дозы рентгеновского или -излучения. Они имеют диапазон измерения от сотых долей рентгена до нескольких сот Рентгенов в час (Р/ч).

В качестве датчиков в этих приборах применяются ионизационные камеры или газоразрядные счетчики. Ионизационные камеры относятся к детекторам, основанным на обнаружении эффекта от ионизации газа, как и в газоразрядных счетчиках.

В ионизационной камере электроны и положительные ионы, образованные излучением, под действием сил электрического поля перемещаются к соответствующим электродам, что приводит к появлению тока во внешней цепи. Величина этого тока может служить мерой ионизационного эффекта.

Схема включения ионизационной камеры и вариант конструкции цилиндрической камеры показаны на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Схема включения ионизационной камеры

Рис. 4. Цилиндрическая ионизационная камера: 1 – алюминиевый цилиндр – положительный электрод; 2 – алюминиевый стержень – отрицательный электрод; 3 – изоляторы; 4 – охранное кольцо; 5 – аквидак; 6 – воздух; 7 – вывод положительного электрода; 8 – вывод отрицательного электрода; 9 – вывод охранного кольца

К приборам такого типа относятся общевойсковой рентгенметр ДП-2, рентгенметр типа «кактус», ДП-3, ДП-3Б, ДП-5А, Б и В и др.

3. Радиометры (измерители радиоактивности) применяются для обнаружения и определения степени радиоактивного загрязнения поверхностей, оборудования, технического оснащения и приборов, одежды и обмундирования, объемов воздуха, главным образом, - и - частицами. Радиометрами можно измерять и небольшие уровни -излучений.

Датчиками радиометров являются газоразрядные и сцинтилляционные счетчики, в детекторах которых используется эффект флуоресценции. При прохождении ионизирующих излучений через некоторые вещества возникает флуоресценция (свечение) в результате переходов возбужденных атомов или молекул в основное состояние. Световые вспышки с помощью фотоэлектронного умножителя преобразуются в электрический сигнал.

Такими приборами являются ДП-12 базовые универсальные, бета-гамма-радиометр «Луч-А», радиометр «Тисс», радиометрические установки ДП-100м, ДП-100 АДМ и др., которые широко применяются при измерении радиоактивности.

4. Дозиметры предназначены для определения суммарной дозы облучения, получаемой личным составом НФ ГО за время прохождения в районе проведения АС и ДНР и др. условиях, главным образом – -излучения.

Индивидуальные дозиметры представляют собой малогабаритные ионизационные камеры или же фотокассеты с пленкой.

Набор, который состоит из комплекта камер и зарядно-измерительного устройства, называют комплектом индивидуального дозиметрического контроля. Ими являются ДК-02, ДП-22В, ДП-24, ДП-23А и ДК-02. Применяется конденсаторная ионизационная камера в упрощенном виде, показанная на рис. 5.

Рис. 5. Конденсаторная ионизационная камера: 1 – цилиндрический стакан из токопроводящей воздухоэквивалентной пластмассы – отрицательный электрод камеры; 2 – дюралевый стержень – положительный электрод камеры и конденсатора; 3 – конденсатор – отрицательный электрод; 4 – воздух; 5 – изоляторы

По измерению вида излучения разделяют приборы для измерения - и рентгеновского излучения,-частиц, нейтронного потока.

Дозиметрические устройства могут быть разделены на две группы.

К первой группе относятся приборы, в которых частицы или фотоны контролируемого излучения преобразуются детекторами в последовательно короткие сигналы (импульсы). В этой группе электрическая схема выполняет функцию преобразования и усиления импульсов.

Ко второй группе относятся дозиметрические приборы, в которых детектор преобразует воздействующие на него излучения в непрерывный постоянный ток. В этом случае электрическая схема служит для усиления и преобразования постоянного тока.

Для правильного использования приборов радиационной разведки и контроля облучения людей, а также получения необходимой точности измерения нужно знать характеристики ионизирующих излучений, которые они регистрируют, а также принципы, на основе которых работают эти приборы. Из вышеизложенного можно определить, что работа дозиметрических приборов основана на способности излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются.

Известно, что ионизация в свою очередь является причиной некоторых физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К этим изменениям относятся увеличение электропроводности (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение); засвечивание светочувствительных материалов (фотопленок); изменение цвета, окраски, прозрачности некоторых химических растворов.

В зависимости от природы регистрируемого физико-химического явления, происходящего в среде под воздействием ионизирующего излучения, различают ионизационный, химический, сцинтилляционный, фотографический и др. методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

В настоящее время на оснащение формирований ГО продолжают поступать современные дозиметрические приборы, работающие на основе ионизационного метода, которые будут рассматриваться ниже.

Основными узлами этих приборов являются:

детекторы излучений как основные составные элементы датчиков, т. е. ионизационные камеры, газоразрядные счетчики или сцинтилляторы;

электрическая схема преобразования импульсов;

измерительные или регистрирующие приборы (шкалы приборов, отградуированные непосредственно в единицах тех физических величин, для которых предназначен прибор).

Типовая схема прибора в самом общем виде изображена на рис. 6.

Рис. 6. Блок-схема устройства дозиметрических приборов:

1– детектор излучений (датчик);2– усилитель слабых сигналов;3– измерительное (регистрирующее) устройство;4 – блок питания;5– источник питания

Дозиметрические приборы, работающие на основе ионизационного метода, обладают надежностью, достаточной точностью измерения, по своему предназначению постоянно технически совершенствуются и имеют преимущества перед приборами с другими методами обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Рассмотрим основные тактико-технические характеристики дозиметрических приборов по схеме классификации (табл. 2.1, 2.2) и основные характеристики бытовых дозиметрических приборов, применяющихся на объектах экономики (табл. 2.3).

2. Общее устройство, порядок подготовки к работе, хранение, техническое обслуживание основных дозиметрических приборов, состоящих на вооружении НФ ГО и объектов экономики

Устройство радиометра-рентгенметра ДП-5А (Б,В)

Назначение

Полевой радиометр-рентгенметр ДП-5А предназначен для измерения уровней излучения и наличия радиоактивного загрязнения местности и различных предметов по γ-излучению.

Мощность дозы γ-излучения определяется в мР/ч или Р/ч в той точке пространства, в которой помещен при измерениях соответствующий счетчик прибора. Радиометр ДП-5А имеет возможность измерять уровни излучения по γ-излучению от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч.

Назначение и принцип действия всех модификаций измерителя мощности (рентгенметра) ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В один и тот же; различие между указанными модификациями состоит в конструктивном исполнении и частично в электрической схеме (основные различия будут определены ниже).

Конструкция и назначение прибора

Техническое описание и инструкция по эксплуатации прилагаются к прибору, поэтому рассматриваются только те основные узлы, с которыми приходится встречаться непосредственно при радиометрических измерениях.

Основные части прибора: зонд с гибким кабелем; измерительный пульт; телефон (ТГ – 7 м); футляр с контрольным источником. В комплект прибора входит укладочный ящик, в котором размещаются: удлинительная штанга (длина 450…750 мм); колодка питания; комплект запасного имущества; комплект технической документации.

Зонд прибора(рис. 7) представляет собой стальной цилиндр, в котором размещаются детекторы излучений (галогенные счетчики типов СТС-5 и СН-35г), усилитель-нормализатор и другие схемы.

Рис. 7. Зонд прибора ДП-5А:

1– стальной корпус;2– опорный штифт;3– вращающийся латунный цилиндрический экран;4– окно в конце зонда, заклеенное пластмассовой пластинкой;5– фиксатор;6– стопорный буртик;7– опорная вилка;8– накладная гайка;9– плата;10– гибкий кабель

Окно-вырез 4служит для индикации γ-излучений. Латунный цилиндрический экран3также имеет вырез, по размерам совпадающий с окном в корпусе зонда.

Для закрепления экрана имеется два фиксатора (зуба), на которых указаны буквы Б и Г. При положении Б окно-вырез экрана совмещается с окном корпуса, в таком положении экрана - и-излучения попадают в счетчики; при положении фиксатора Г доступ-излучения к счетчикам прекращается.

Измерительный пультсостоит из узлов: панель, кожух, шасси и крышка отсека питания.

Панель (рис. 8) размещается в верхней части корпуса (кожуха) и соединяется двумя винтами.

Рис. 8. Передняя панель радиометра-рентгенметра ДП-5А:

1– электроизмерительный прибор;2– переключатель поддиапазонов;3– потенциометр регулировки режима;4– кнопка сброса показаний;5– тумблер подсветки шкалы;6– гнездо включения телефонов;7– винт для установки нуля (предохранительный)

Электроизмерительный прибор(микроамперметр)1имеет две шкалы: на верхней шкале 16 делений (отсчет производится наII–IУ поддиапазонах); на нижней 18 делений (отсчет производится наIподдиапазоне) для измерения уровня γ-излучений от 5 до 200 Р/ч.

Переключатель поддиапазонов2имеет восемь положений, вид и интервал измерений (табл. 3.1).

Вместо прибора ДП-5В в настоящее время поступают приборы ИМД-5 и ИМД-1Р. Физический принцип действия в этих приборах тот же, а диапазоны измерения другие: ИМД-5 – от 0,05 мрад/ч до 200 рад/ч; ИМД-1Р – от 0,01 мР/ч до 999 Р/ч.

В перспективе вместо прибора ИМД-1Р будет введена система радиационной разведки «РАДИУС-1» для автоматической разведки стационарных малых объектов с диапазоном измерения 1…10 Р/ч.

Для ведения воздушной разведки и поиска точечных источников гамма-излучения внедрена система «ЗЕФИР-М» с вероятностью обнаружения гамма-источников 95 %.

Кроме того, применяются:

– прибор ДКС-04 со световой и звуковой индикацией и диапазоном измерения 0,1…999 Р/ч;

– прибор ДКС-05 переносной с диапазоном измерения 3,3·10^3…7,73·10^3 мкР/ч.

В настоящее время вместо комплекта ИД-1 поступают войсковые дозиметры:

– «ЕЖИК-1», регистрирующие гамма-излучение и быстрые электроны. Диапазон измерения 60…600 Рад;

– «ЕЖИК-Н» - единый гамма-нейтронный дозиметр с диапазоном 10…5000 Рад.

Взамен комплекта ИД-IIпоявилась новая установка «ЖНЕЦ» – индивидуальные твердотелые гамма-нейтронные дозиметры с диапазоном измерения: по нейтронному потоку 50…1000 Рад; по гамма-потоку 50…5000 Рад.

Применяется также дозиметр ДРГ-З – носимый дозиметр с диапазоном измерения 10…30000 мкР/ч.

При измерениях участок шкалы от 0 до первой значащей цифры является не рабочим; если стрелка прибора окажется на этом участке, необходимо измерения проводить на следующем, более чувствительном, поддиапазоне.

Включение телефонных трубок 6позволяет грубо на слух определить интенсивность излучения (кроме первого поддиапазона). Винт установки нуля7применяется в тех случаях, когда при сбросе стрелка прибора неточно устанавливается на нуле. Потенциометр регулировки режима3регулирует отдачу электроэнергии к прибору. Вращением ручки «Режим» стрелку прибора устанавливают на отметку, расположенную на верхней шкале перед началом измерений. Блок питания размещен в специальном отсеке в нижней части кожуха (батареи типа 1,6 ПМЦ × 10,5 (КБ-1); от постоянного тока с напряжением 3,6 или 12 В – колодка питания). Кнопка сброса показаний4применяется для быстрого приведения стрелки прибора в нулевое положение (положение «0»).