Витебский государственный медицинский университет
Военная кафедра
Методическая разработка
для проведения занятия по токсикологии экстремальных ситуаций
и медицинской защите от радиационных и химических поражений.
Тема № 17
Приборы радиационной и химической разведки.
Справочный материал
Приборы радиационной и химической разведки.
Обнаружение и индикация радио- и химически активных веществ различаются специфическими особенностями и поэтому для данных целей используются принципиально разные приборы.
Радиоактивные вещества нельзя обнаружить визуально или органолептически, так как воздействие их человек объективно не ощущает, т.е. радиацию нельзя увидеть, услышать, понюхать. Для своевременного и быстрого обнаружения радиоактивных веществ в воздухе, на местности, на различных предметах и продуктах питания, на источниках водоснабжения созданы специальные дозиметрические приборы. По назначению они делятся на приборы:
– радиационной разведки (индикатор-сигнализатор типа ИМД-21, радиометры типа РУП-1. ИМД-1, ИМ-2, СРП-68-01, ДП-5 - А, Б. В; бытовые радиометры типа «Мастер», «Сосна», РКСБ-104, «Белла» и др.);
– контроля радиоактивного заражения (радиометры КРВП-ЗАБ, ДП-5 - А, Б, В, ИМД-1, ИМД-12, РУП-1, СИЧ, СРП-68-01. РКБ4-1ЕМ, бытовые радиометры «Сосна» и РКСБ-104 и др.);
– контроля радиоактивного облучения (дозиметры ДКП-50А, ИД-1, ИД-11, П-70 - ДП-70М, ИД-02, ДПГ-03 и др.).
Принцип работы дозиметрических приборов основан на способности излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются и, как следствие, вызывать изменения ряда его физических и химических свойств, в частности:
– увеличение электропроводности;
– люминесценцию (свечение);
– засвечивание светочувствительных материалов (фотопленка);
– изменение цвета, прозрачности химических веществ.
В зависимости от природы регистрируемого физико-химического явления, происходящего в среде под воздействием ионизирующего излучения, различают ионизационный, химический, фотографический, сцинтиляционный и другие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений (лежат в основе работы приборов, пользующихся для регистрации уровней излучения).
В основе ионизационного метода лежит ионизация газа в замкнутом пространстве. При создании электрического поля в таком пространстве в ионизированном газе возникает электрический ток, по величине пропорциональный степени ионизации газа. Следовательно, путем измерения этого тока (после его усиления) можно судить об интенсивности ионизирующего излучения. Данный метод лежит в основе работы таких приборов, как ДП-5 (А, Б, В), ИМД-1, -12, -21, дозиметра ИД-1 и других, аналогичных им.
Химический метод базируется на способности некоторых растворов изменять свою окраску под воздействием ионизирующих излучений. По окраске рабочего раствора и сравнению его с эталонным можно судить о дозе радиоактивного излучены воздействовавшего на исходный раствор. На основе этого метода работают дозиметры ДП-70; ДП-70М, однако он допускает некоторую погрешность.
Фотографический метод сводится к измерению степени почернения фотоэмульсии под воздействием ионизирующего излучения и лежит в основе работы ряда дозиметров (Д-2Р).
Сцинтиляционныи (люминисцентный) метод основан на способности некоторых веществ (люминофоров) под воздействием радиоактивных частиц или квантов давать вспышки видимого цвета. Точнее, данный метод базируется на эффекте поглощения энергии ионизирующего излучения определенными сортами стекла. Пои нагревании облучаемого стекла эта энергия высвобождается в виде света, интенсивность которого пропорциональна дозе облучения. Преобразовав его в электрический ток, последний (после усиления) можно измерить (прибор ИД-11) и по его силе установить дозу ионизирующего излучения.
Полупроводниковый метод базируется на эффекте появления слабых токов при облучении полупроводника, а сила тока пропорциональна поглощенной дозе излучения. Прибор, действующий по этому принципу, можно использовать для определения широкого диапазона доз. На этом методе основана работа бытовых радиометров типа «Мастер», «Сосна», РКСБ-104, «Белла» и др.
В системе гражданской обороны для обнаружения ионизирующих излучений, для определения масштабов и степени заражения радиоактивными веществами используются приборы радиационной разведки (измерители мощности дозы и индикаторы-сигнализаторы), а для дозиметрического контроля – дозиметры.
Рентгенметр-радиометр ДП-5А (рис. 1, А) и его модификации (рис. 1, Б, В) — измерители мощности дозы. Они предназначены для измерения уровней гамма- и бега-излучения на местности, зараженной радиоактивными веществами, в диапазоне от 0,05 мр/ч до 200 р/ч и степени этого заражения различных предметов (по гамма-излучению в диапазоне 0,05-5000 мр/ч).
В комплект прибора входят: измерительный пульт, зонд с гибким шлангом, футляр с ремнем и излучателем, удлинительная штанга, чехол для зонда из полиэтиленовой пленки, колодка питания с гибким кабелем, телефоны, комплект запасного имущества, комплект документации.
Питание прибора осуществляется от двух элементов марки 1,6ПМЦ-Х-1,0,5 (КБ-1) или от аккумулятора с напряжением 3,6, 12 в.
При подготовке прибора к работе его необходимо вынуть из укладочного ящика, а также из футляра, осмотреть, поставить ручку переключателя поддиапазонов в положение «Выкл.», подключить источники питания, установить механическим корректором стрелку шкалы на «О» и установить режим работы в следующем порядке:
– поставить ручку переключателя поддиапазонов в положение «Режим»;
– поворотом ручки «Режим» установить стрелку прибора на метку шкалы, обозначенную черным треугольником - А (если стрелка не доходит до метки или вообще не отклоняется, необходимо заменить источники питания).
– Чтобы убедиться в работоспособности прибора, его следует проверить при помощи радиоактивного источника в определенном порядке:
– повернуть экран зонда в положение «Б»;
– установить зону (опорными выступами) на крышку футляра так, чтобы радиоактивный источник оказался против окна зонда;
– открыть радиоактивный источник, вращая защитную пластинку вокруг ее оси;
– подключить телефон;
– последовательно установить переключатели поддиапазонов в положения х1000; х100; х10; х1; х0,1 и, наблюдая за показаниями стрелки прибора, а также прослушивая с помощью наушников щелчки в телефоне (стрелка должна зашкаливать на поддиапазонах х0,1; х1, отклоняться на поддиапазоне х10, а на оставшихся диапазонах х100; х1000 может не отклоняться), сравнить показания прибора с данными, указанными в формуляре при последней градуировке.
О работоспособности прибора свидетельствуют соответствие его показаний данным формуляра и щелчки в телефоне.
При работе с прибором необходимо соблюдать порядок измерения уровней радиации на зараженной местности, а также порядок определения степени поражения различных поверхностей.
Уровни радиации на зараженной РВ местности на 1-м поддиапазоне («200») находятся в пределах от 5 до 200 р/ч, на 2-м поддиапазоне («х1000») - от 0,05 до 5 р/ч. При их измерении прибор подвешивают на шею на высоте 0,71-1 м от поверхности земли. Зонд его должен быть в футляре, а экран - в положении «Г». Переключатель поддиапазонов переводят в положение «200» и снимают показания нижней шкалы микроамперметра (0-200 р/ч). Если они меньше 5 р/ч, переключатель поддиапазонов переводят в положение «х1000» и снимают показания верхней шкалы (0-5 мР/ч).
Степень поражения гамма-излучением кожных покровов людей, их одежды, промышленного оборудования, техники, транспорта, продовольствия, воды, различных предметов определяют на поддиапазонах х1000; х100; х10; х1, снимая показания верхней шкалы (0-5 мР/ч) и умножая их на коэффициент (соответствует положению переключателя поддиапазонов). При этом экран зонда должен быть в положении «Г».
Данным прибором можно обнаружить гамма-излучение и на поддиапазонах х0,1; х1; х10, но делается это по другой методике. Вначале экран зонда ставят в положение «Г» и измеряют гамма-фон (берут так называемый отсчет). Затем экран переводят в положение «Б» и зонд открытым концом подносят к обследуемой поверхности на расстоянии 1-2 см, после чего снова берут отсчет.
Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с показаниями первого измерения (гамма-фона) свидетельствует о наличии бета-излучения.
Комплекты индивидуальных дозиметров ДП-22В, ДП-24 предназначены для определения дозы облучения людей, находящихся на зараженной РВ местности (см. рис. 7, Б).
Комплект ДП-22В состоит из зарядного устройства ЗД-5 и 50 индивидуальных дозиметров типа ДКП-50А (дозиметр канальный прямопоказывающий). С помощью дозиметров измеряется гамма-излучение в диапазоне от 2 до 50 р при мощности дозы от 0,5-200 р/ч. Доза облучения определяется с помощью воздушного конденсатора (предварительно заряжается). Под воздействием излучений воздушный объем камеры ионизируется и конденсатор разряжается, причем заряд его снижается пропорционально дозе облучения камеры. Величина дозы облучения определяется по остаточному напряжению конденсатора.
Индивидуальный дозиметр состоит из корпуса, ионизационной камеры, конденсатора с электроскопом, визирной нити (один лепесток электроскопа), окуляра, объектива, шкалы и других деталей конструктивного характера. Шкала имеет 25 делений, цена одного деления 2 рентгена. Саморазряд дозиметров - до 2 делений за сутки.
Зарядное устройство ЗД-5 состоит из корпуса и верхней панели, где размещаются зарядное гнездо, электрическая лампочка для его подсвета, отсек питания с крышкой, ручка потенциометра, электрическая схема (смонтирована на внутренней стороне панели).
Порядок подготовки к работе индивидуальных дозиметров типа ДКП-50А:
– отвинтить защитную (прозрачную) оправу и защитный колпачок зарядного гнезда;
– повернуть ручку потенциометра влево до упора;
– вставить дозиметр в гнездо зарядного устройства и, глядя в окуляр дозиметра, слегка нажать на него, поворачивая ручку потенциометра вправо до тех пор, пока нить на шкале не окажется на цифре «О»;
– изъять дозиметр из зарядного гнезда, проверить положение нити («О») при дневном свете, завернуть защитную оправу дозиметра и колпачок зарядного устройства.
Эти дозиметры требуют особенно бережного отношения (не допускать резких ударов). Они должны храниться в укладочном ящике в заряженном состоянии. Перед использованием их необходимо проверять и заряжать вновь, выводя показания шкалы на начальный уровень, так как прибор при хранении, естественно, постепенно разряжается.
Рис. 1. Приборы радиационной разведки и контроля:
А - рентгенметр-радиометр ДП-5А; Б - комплект измерителей дозы ДП-22В (1 - зарядное устройство ЗД-5; 2 - измерители дозы ДКП-50А; 3 - ручка потенциометра; 4 - крышка отсека питания; 5 - гнездо «Заряд»; 6 - колпачок); В - индивидуальный химический измеритель дозы ДП-70МП (1 - общий вид; 2 - футляр; 3 - крышка футляра с цветным эталоном; 4 - измеритель дозы); Г- комплект измерителей лозы ИД-1 (1 - измеритель дозы ИД-1; 2 - гнездо для зарядного устройства; 3 - футляр; 4 - окуляр; 5 - держатель; 6 - защитная оправа; 7 - зарядное устройство ЗД-6; 8 - зарядно-контактное гнездо; 9 - ручка зарядно-контактного узла; 10 - поворотное зеркало); Д- измеритель дозы ИД-11 (1 - держатель; 2 - пластина люмофосфатного стекла, активированного серебром, детектор ионизирующего излучения; 3 - корпус; 4 - шнур).
Химический дозиметр ДП-70 представляет собой металлическую запаянную трубку со стекленной ампулой внутри, наполненной специальным раствором, который под воздействием гамма-излучения приобретает красную окраску (см. рис. 1, В). Доза облучения дозиметра ДП-70 определяется с помощью полевого колориметра ПК-56М (с точностью до 50 р). Рассчитан он на 50-800 р.
Комплект ИД-1 состоит из герметично сконструированных, водонепроницаемых зарядного устройства и 10 индивидуальных дозиметров (рис. 1, Г). Он предназначен для измерения поглощенных доз гамма- и нейтронного излучения в интервале температур от -5°С до +50°С при относительной влажности воздуха до 98%. Диапазон измерений поглощенных доз гамма- и нейтронного излучения от 2 до 500 рад. Отсчет их производится по отградуированной в радах шкале, расположенной в дозиметре. Зарядка дозиметров производится от ЗД-6 или любого другого зарядного устройства.
Измеритель дозы ИД-11 (рис. 1, Д) предназначен для индивидуального контроля облучения лиц, подвергшихся воздействию ионизирующих излучений, с целью первичной диагностики степени тяжести радиационных поражений. С помощью измерительного устройства ГО-32-1 определяется (в стационарных и полевых условиях) поглощенная доза гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения в диапазоне от 10 до 1500 рад. Данный метод измерения основан на сравнении световых потоков, поступающих от контрольной пластинки и от облученного измерителя дозы.
Кроме того, в настоящее время внедрены в практику новые дозиметрические приборы (измерители мощности дозы - ИМД-1, -12, -21, а также приборы типа РУП-1 - универсальный радиометр, РКБ 4-1 ем - бета-радиометр, КРВП-3 - радиометр) и др. Выпускается большое количество и бытовых радиометрических приборов («Мастер», «Сосна» РКСБ-104 «Белла» и пр.).
Для химической разведки используются следующие приборы:
– войсковой прибор химической разведки (ВПХР);
– прибор химической разведки медицинский ветеринарный (ПХР-МВ);
– автоматические газосигнализаторы (ГСП-1, ГСП-2);
– полуавтоматический прибор химической разведки (ППХР).
С помощью данных приборов обнаруживают ОВ в воздухе, на местности- технике и на других объектах.
Подробно характеризовать все эти приборы нет необходимости. Рассмотрим лишь войсковой прибор химической разведки (рис. 2). Это - главный газоопределитель. Он состоит из корпуса с крышкой, в котором размещаются поршневый насос с насадкой, бумажные кассеты с индикаторными трубками, противодымные фильтры, защитные колпачки, электрофонарь, грелка с патронами к ней. Кроме того, в комплект входят лопатка, инструкция-памятка по работе с прибором и инструкция по его эксплуатации, плечевой ремень с тесьмой для переноски прибора (масса прибора около 2,3 кг).
Рис. 2. Войсковой прибор химической разведки ВПХР
Поршневой насос состоит из головки, цилиндра, штока с рукояткой и служит для прокручивания исследуемого воздуха через индикаторные трубки. При 50 качаниях в минуту через трубку проходит 1,8-2 л воздуха. В головке размещаются нож для надреза концов индикаторных трубок и гнездо для ее установки. На торце головки имеются два глухих отверстия для обламывания концов трубок. В цилиндр насоса впрессовано направляющее кольцо с четырьмя отверстиями для выхода воздуха при обратном ходе поршня. В рукоятке штока размещаются ампуловскрыватель (для разбивания ампул, помещенных в индикаторные трубки) и сердечник (для фиксации ампуловскрывателя в рукоятке штока). На торце рукоятки нанесена маркировка четырех штырей ампуловскрывателя. К примеру, три зеленые полоски для индикаторной трубки с тремя зелеными кольцами и т.д.
В кассете размещаются 10 индикаторных трубок с одинаковой маркировкой. На ее лицевой стороне наклеена этикетка, где изображен цвет, в который окрашивается наполнитель индикаторной трубки при наличии в воздухе ОВ, и кратко описывается порядок работы с индикаторными трубками. С помощью последних можно примерно определить концентрацию паров отравляющего вещества в воздухе путем сравнения окраски наполнителя с таковой на этикетке. Внизу кассеты указаны дата изготовления индикаторных трубок и гарантийный срок их действия.
Насадка используется при работе с прибором в дымных условиях, при определении ОВ в почве, на одежде и других предметах, а также в сыпучих материалах.
Индикаторные трубки представляют собой запаянные стеклянные трубки с наполнителем и одной или двумя стеклянными ампулами с реактивами. В верхней части каждой индикаторной трубки есть условная маркировка, указывающая, для обнаружения, какого ОВ она предназначена. Гак, для определения зарина, зомана и V-газов на маркировке отображены красные кольцо и точка; фосгена, дифосгена, синильной кислоты и хлорциана - три зеленых кольца; иприта - одно желтое кольцо.
Количество индикаторных трубок и их укомплектованность зависят от задач химической разведки.
Защитные колпачки служат для предохранения внутренней поверхности воронки насадки от заражения каплями стойких ОВ, а также для проб почвы и сыпучих материалов.
Противодымные фильтры состоят из одного слоя фильтрующего материала и нескольких слоев капроновой ткани. Их используют при определении ОВ (содержания паров веществ кислого характера) в дыму, в воздухе, в почве или сыпучих материалах. Хранятся фильтры в чехле из полиэтиленовой пленки.
Электрофонарь применяется для наблюдения в ночное время за изменением окраски индикаторных трубок.
Грелка служит для подогрева трубок при определении ОВ в условиях пониженной температуры окружающего воздуха (от -40 до +15°С). Она состоит из корпуса и патронов (в комплекте 10), расположенных в специальной кассете. В зависимости от температуры окружающего воздуха в течение первых трех минут с момента разбивания ампулы патрона при -40°С температура в грелке достигает 35-85°С и постепенно снижается.
При подготовке прибора ВПХР к использованию необходимо:
– проверить наличие всех предметов и убедиться в их исправности;
– разместить кассеты с индикаторными трубками в определенном порядке;
– снять с противодымных фильтров полиэтиленовый чехол.
ВПХР в походных условиях носят на левом боку, закрепляя тесьмой вокруг пояса, а при работе - перемещают вперед.
К работе с ВПХР допускается подготовленный опытный специалист, химик-разведчик, хорошо знающий свойства ОВ и индикаторных трубок и обладающий необходимыми навыками работы с ними.
При работе с индикаторными трубками необходимо помнить, что темп работы с насосом 50-60 полных качаний в минуту, что в ряде случаев наполнители индикаторных трубок окрашиваются под воздействием не только отравляющего вещества, но и других веществ, но в этом случае - в другой цвет, не такой, как при действии обычного ОВ. Поэтому окраску наполнителя индикаторной трубки при определении ОВ всегда необходимо сравнивать с окраской, изображенной на кассетной этикетке. Следует также помнить, что нейтральные и ядовитые дымы в больших концентрациях маскируют окраску наполнителя, появляющуюся при действии ОВ. Для предотвращения этого используется насадка с противодымным фильтром. Чтобы он выполнял свою функцию, его необходимо правильно закрепить в насадке.
При пониженных температурах чувствительность индикаторных трубок снижается, а у трубок с красным кольцом и точкой замерзает раствор в ампулах. Поэтому успешное использование их в зимних условиях возможно только при использовании грелок. Последние применяются для оттаивания ампул в индикаторных трубках подогрева трубок с красным кольцом и точкой при отрицательных температур и с желтым кольцом при температуре ниже +15°С.
Грелку необходимо готовить к работе, помня, что интенсивность ее функционирования зависит от окружающей температуры. При положительных темпер она выше и даже возможны выбросы жидкости из патрона. Поэтому не рекомендуется использовать грелку без особой на то надобности при температуре воздуха +15оС и более.
При использовании грелки необходимо соблюдать меры предосторожности, защищать открытые участки тела, особенно глаза и лицо. Запрещается бросать прибор или патроны для грелки, так как при этом могут разбиться ампулы, а иногда срабатывает патрон (разрывается) и тогда колпачок может вылететь из него.
Работать с прибором ночью или в условиях неполной освещенности следует так же, как и днем, т.е. в том же порядке и теми же приемами, но при этом окраску наполнителей индикаторных трубок нужно распознавать с помощью фонаря. Чтобы добиться успеха в работе в таких условиях, нужно тщательно подготовиться к ней перед выходом в ночную разведку. Химик-разведчик должен буквально наизусть ознакомиться с разделами инструкции, где отражены правила определения отравляющих веществ в воздухе, на местности, на различных предметах, а также при низких температурах. Кроме того, ему нужно знать правила техническою обслуживания прибора при его эксплуатации, возможные неисправности и способы их устранения, правила хранения прибора, справочные данные об индикаторных трубках, характеристику степени опасности паров различных отравляющих веществ и другие сведения.