Приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля

Для своевременного обнаружения радиоактивного и химического зараже­ния, оценки радиоактивной и химической обстановки, а также для дозиметри­ческого контроля необходимы приборы радиационной и химической разведки, индивидуальные дозиметры.

Работа дозиметрических приборов основана на способности излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация в свою очередь является причиной некоторых физических и химических измене­ний в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким измене­ниям относятся: увеличение электропроводимости (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 дру­гие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод основан на явлении ионизации молекул, которая происходит под воздействием ионизирующих излучений в среде (газовом объ­еме), в результате чего электропроводимость среды увеличивается, что может быть зафиксировано соответствующими электронно-техническими устройст­вами. Ионизационный метод положен в основу принципа работы таких прибо­ров, как ДП-63А, ДП-64, ДП-5В, ДП-22В и ИД-1.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принци­пиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ио­низационная камера), электрическую схему (усилитель ионизационного тока), регистрирующее устройство (микроамперметр), источник питания (сухие эле­менты).

Химический метод основан на особенности молекул некоторых веществ в результате воздействия ионизирующих излучений распадаться, образуя новые химические соединения. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием хлороводородной кислоты, которая дает цветную реакцию с кра­сителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе излу­чения (поглощенной энергии). На этом принципе основано устройство химиче­ских дозиметров ДП-70 и ДП-70М.

Сцинтилляционный метод измерения ионизирующих излучений основан на том, что некоторые вещества (сульфит цинка, иодид натрия) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений). Количество световых вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью спе­циальных приборов - фотоэлектронных умножителей. На этом принципе осно­вано действие индивидуального дозиметра ИД-11.

Фотографический метод основан на способности молекул бромида сереб­ра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаться на серебро и бром под воздей­ствием ионизирующих излучений. При этом образуются мельчайшие кристал­лики серебра, которые вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экс­позиционную или поглощенную), полученную пленкой.

Основными приборами для обнаружения ионизирующих излучений, опре­деления масштабов и степени заражения радиоактивными веществами являть­ся измерители мощности дозы Iрентгенометры - радиометры), а дозиметриче­ского контроля - дозиметры.

В основу принципа действия всех измерителей мощности дозы положен ионизационный метод обнаружения ионизирующих излучений, тогда как в приборах контроля доз облучения (дозиметрах) использованы не только иони­зационный (как, например, дозиметры ДКП-50А, ИД-1, но и другие методы - химический, сцинтилляционный и фотографический (ДП-70М, ИД-11).

ИНДИКАТОР-СИГНАЛИЗАТОР ДП-64.

Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для постоянного наблюде­ния и обнаружения начала радиоактивного заражения. Он состоит из пульта сигнализации, датчика, соединенного с пультом сигнализации кабелем, и кабе­ля питания, с помощью которого пульт присоединяется к источнику питания.

Пульт сигнализации состоит из корпуса и крышки. На лицевой стороне корпуса находятся: динамик, тумблер «работа-контроль», тумблер «Вкл- Выкл». Слева размещены световой сигнал и краткая инструкция.

Прибор ДП-64 работает в следящем режиме и обеспечивает звуковую и световую сигнализацию через 3с по достижении уровней радиации гамма- излучения 0,2р/ч. На наличие гамма-излучения указывают вспышки неоновой лампы и синхронные щелчки динамика.

Пульт сигнализации устанавливается внутри помещения, а датчик - сна­ружи, в таком месте, где ему не угрожают удары и завалы при обрушении зда­ний. Кабель питания подключается в сеть переменного тока напряжением 220В или к аккумулятору постоянного тока напряжением 6В. При подготовке прибо­ра необходимо включить прибор и проверить его работоспособность с помо­щью встроенного источника радиоактивности. Для этого следует установить переключатель «Работа-Контроль» в положение «Контроль» и убедиться в на­личии светового и звукового сигнала, после чего установить переключатель в положение «Работа». Прибор готов к работе и начнет работать через 30с после включения тумблером «Вкл-Выкл».

Появление периодических вспышек индикаторной лампочки указывает, что в данном месте мощность экспозиционной дозы достигает 0,2р/час. С уве­личением мощности дозы гамма-излучения частота вспышек индикаторной лампочки растет. После появления сигнала о радиоактивном заражении прибор следует выключить и дальнейший контроль за наличием радиоактивного зара­жения осуществлять кратковременным включением прибора.

ИНДИКАТОР РАДИОАКТИВНОСТИ ДП-63А.

Индикатор радиоактивности ДП-63А предназначается для измерения не­больших уровней радиации и определения бета- и гамма-заражения местности.

Прибор ДП-63А состоит из:

• полупроводникового преобразователя напряжения:

• двух газоразрядных счетчиков, один из которых предназначен для изме­рения уровней радиации до 1,5р/ч, второй для измерения уровней радиации до 50р/ч;

• микроамперметра;

• источников питания.

Диапазон измерения прибором гамма-излучения - от 0,1 до 50р/ч. Этот диапазон для повышения точности измерений разбит на два поддиапазона: I - от 0,1 до 1,5р/ч, II - от 1.5 до 50р/ч. Наличие бета-излучений определяется на первом поддиапазоне.

Подготовка и порядок пользования прибором. При подготовке прибора необходимо:

• проверить работоспособность питания прибора, нажав одновременно кнопки «1,5р/ч» и «50р/ч»; при этом стрелка прибора должна находиться пра­вее деления Юр/ч нижней шкалы микроамперметра. Если стрелка находится левее деления Юр/ч, то необходимо заменить элементы питания. При новых элементах стрелка отклонится до конца шкалы;

• проверить работоспособность прибора, нажав кнопку «1,5р/ч», при этом стрелка микроамперметра должна стать на 0 верхней шкалы. Работоспособ­ность прибора необходимо проверять при отсутствии фона гамма-излучения.

При измерении уровней радиации на местности прибор необходимо дер­жать на высоте 0,7-1,0м от поверхности земли. Для измерения следует нажать кнопку «50р/ч» и, не опуская ее, произвести отсчет по нижней шкале прибора. В том случае, если стрелка не отклоняется или отклоняется очень мало, необ­ходимо, отпустив кнопку «50Р/ч», нажать кнопку «1,5р/ч» и произвести отсчет по верхней шкале прибора.

Индикацию бета-излучения производят только на первом поддиапазоне на расстоянии 20-30см от обследуемой поверхности при открытой заслонке, рас­положенной на дне кожуха. Делают 2 замера.

Первый замер производят при закрытой заслонке и определяют мощность экспозиционной дозы гамма-излучения, как указано выше.

Снимают показание индикатора.

Второй замер производят при открытой заслонке, для чего необходимо нажать на кнопку, расположенную на передней стенке кожуха индикатора, и одновременно на кнопку поддиапазона «1,5р/ч» и снова снять показание инди­катора. Разность в показаниях II и I замеров будет говорить о наличии бета- излучения.

Примечание. Обнаружение наличия бета-излучения индикатором возмож­но в случае, если величина гамма-фона будет менее 1,5р/ч.

ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДОЗЫ (РЕНТГЕНОМЕТР-РАДИОМЕТР) ДП-5В.

Измеритель мощности дозы ДП-5В предназначен для измерения уровней гамма-радиации и радиоактивного заражения различных предметов по гамма- излучению. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения определяется в милирентгенах или рентгенах в час для той точки пространства, в которой по­мещен при измерениях блок детектирования прибора. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета-излучения.

В комплект прибора входят: измерительный пульт, блок детектирования, соединенный с пультом гибким кабелем длиной около 1.5 метра, удлинитель­ная штанга, телефон, а также делитель напряжения для бортового источника питания.

На верхней стенке измерительного пульта располагаются:

• микроамперметр, который имеет два поддиапазона измерения: 1 - от 0 до 200 рентген в час (р/ч); II - от 0 до 5 милирентген в час (мр/ч);

• переключатель поддиапазонов;

• тумблер включения освещения шкалы;

• кнопка сброса. Подготовка прибора к работе:

• установите ручку переключателя поддиапазонов в положение 0 (выклю­чено);

• подключите источник питания;

• поставьте ручку переключателя в положение контроль режима. Стрелка прибора должна установиться в режимном секторе.

Примечание. Если стрелка микроамперметра не отклоняется или не уста­навливается на режимном секторе, необходимо проверить годность источников питания.

• включите освещение шкалы при необходимости;

• установите ручку переключателя поддиапазонов в положения (х10, x100, x1, xl, х0,1) и проверьте работоспособность прибора на всех под­диапазонах, кроме первого, с помощью контрольного источника, укреп­ленного на поворотном экране блока детектирования, для чего установите экран в положение «К» и подключите телефон. Вилку телефонного шнура вставьте в гнездо.

Проверьте работоспособность прибора по щелчкам в телефоне. При этом стрелка микроамперметра должна зашкаливать на 6 и 5 поддиапазонах, откло­няться на 4, на 3 и 2 может не отклоняться из-за недостаточной активности кон­трольного источника для поддиапазона. Нажмите кнопку СБРОС, при этом стрелка прибора должна установиться на нулевую отметку шкалы.

Поверните экран в положение «Г»,-Прибор готов к работе.

Измерение гамма-излучения

В положении Г экрана блока детектирования прибор регистрирует мощ­ность дозы гамма-излучения в месте расположения блока детектирования.

На поддиапазоне 200 показания считываются по шкале микроамперметра 0-200. на остальных поддиапазонах показания считываются по шкале микроам­перметра 0-5, умножаются на коэффициент поддиапазона.

Определение заражения радиоактивными веществами поверхностей тела, одежды и т.д. проводится путем измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения этих объектов на расстоянии между блоком детектирования прибора и обследуемым объектом 1-1.5см.

Обнаружение бета- излучений

Поверните экран на блоке детектирования в положение Б. Поднесите блок детектирования к обследуемой поверхности на расстояние 1-1.5см. Ручку пере­ключателя поддиапазонов последовательно ставьте в положение xO.l. xl, x10 до получения отклонения стрелки микроамперметра в пределах шкалы.

В положении экрана Б на блоке детектирования измеряется мощность до­зы суммарного бета- и гамма-излучения.

Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по срав­нению с гамма-измерением показывает о наличии бета-излучения.

В комплекте поставки прибора имеется 10 чехлов из полиэтиленовой пленки для блока детектирования. Чехол надевается на блок детектирования для предохранения его от радиоактивного загрязнения при измерениях зара­женности жидких и сыпучих веществ. После использования чехол подлежит дезактивации или уничтожению.

При измерениях, когда необходимо увеличить расстояние от измеряемого объекта до оператора, штанга имеет раздвижное устройство. Для увеличения ее длины необходимо вывинтить накидную гайку и выдвинуть внутреннюю трубу после чего завинтить накидную гайку.

КОМПЛЕКТ ДОЗИМЕТРОВ ДП-22В.

Комплект дозиметров ДП-22В предназначен для измерения индивидуаль­ных доз гамма-облучения. Комплект состоит из зарядного устройства ЗД-5 и 50 дозиметров ДКП-50А. Дозиметры ДКП-50А обеспечивают измерение индиви­дуальных доз гамма-облучения в диапазоне от 2 до 50 рентген при мощности дозы от 0,5 до 200р/час в диапазоне энергий излучения от 200кэв до 2мэв.

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

Принцип действия дозиметра

Дозиметры индивидуального пользования позволяют с достаточной точ­ностью определить полученную человеком дозу гамма-облучения. Основной частью дозиметра является малогабаритная ионизированная камера с «воздухо- эквивалентными» стенками, к которой подключен конденсатор с электроско­пом. При воздействии гамма-излучения в рабочем объеме камеры возникает ионизационный ток, уменьшающий потенциал конденсатора и камеры. Уменьшение потенциала пропорционально дозе облучения. Измеряя изменение потенциала, можно судить о полученной дозе. Измерение потенциала произво­дится с помощью малогабаритного электроскопа, помещенного внутри иониза­ционной камеры. Отклонение подвижной системы электроскопа платиниро­ванной нити - измеряется с помощью отсчетного микроскопа со шкалой, отгра­дуированной в рентгенах. Шкала имеет 25 делений, цена одного деления соот­ветствует 2 рентгенам.

Зарядное устройство предназначено для зарядки дозиметров. Оно состоит из зарядного гнезда, преобразователя напряжения, выпрямителя высокого на­пряжения, потенциометра - регулятора напряжения, лампочки для подсвета за­рядного гнезда, микровыключателя и элемента питания. На верхней панели ЗД- 5 расположены: ручка потенциометра, зарядное гнездо с колпачком и крышка отсека питания.

Работа с комплектом дозиметров Для приведения дозиметров в рабочее состояние их следует зарядить. По­рядок зарядки дозиметра на зарядном устройстве следующий:

1. отвинтить защитную оправу дозиметра и защитный колпачок зарядного гнезда;

2. ручку потенциометра повернуть влево до отказа;

3. дозиметр вставить в зарядное гнездо зарядного устройства, при этом включается подсветка зарядного гнезда и высокое напряжение;

4. наблюдая в окуляр, легко нажать на дозиметр и далее поворачивать руч­ку потенциометра вправо до тех пор. пока изображение нити на шкале до­зиметра не перейдет на «О», после этого вынуть дозиметр из зарядного гнезда;

5. проверить положение нити на дневной свет: при вертикальном положе­нии нити ее изображение должно быть на «О»;

6. завернуть защитную оправу дозиметра и колпачок зарядного гнезда. Дозиметр во время работы носится в кармане одежды. Периодически на­блюдая в окуляр дозиметра, определяют по положению изображения нити на шкале величину дозы гамма-излучения, полученную во время работы.

Чтобы исключить влияние прогиба нити на показание дозиметра, отсчет необходимо производить при вертикальном положении изображения нити.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ГАММА-НЕЙТРОННЫЙ ДО­ЗИМЕТР ДП-70М И ПОЛЕВОЙ КОЛОРИМЕТР ПК-56М. Химический дозиметр ДП-70М в комплекте с полевым колориметром ПК- 56М предназначен для измерения индивидуальной дозы гамма или гамма- нейтронного облучения в диапазоне от 50 до 800рад.

Дозиметр представляет собой металлический футляр с крышкой, внутри которого находится стеклянная ампула с первоначально бесцветным химиче­ским раствором. При воздействии гамма-лучей на раствор жидкость приобре­тает пурпурно-розовый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна дозе облучения. Футляр закрыт крышкой, на внутренней стороне которой находится цветной эталон.

Измерение доз гамма-нейтронного излучения необходимо проводить не ранее, чем через один час после облучения. Повторные измерения дозы воз­можны в течение 30 суток с момента первого облучения.

При этом необходимо помнить, что дозиметр допускает не более 7-8 од­номинутных просматриваний при дневном рассеянном свете. Ориентировочно величина дозы может определяться путем сравнения интенсивности окраски раствора в ампуле с цветным эталоном в крышке дозиметра. Окраска эталона соответствует окраске раствора ампулы при поглощенной дозе 100рад. Для этого необходимо крышку дозиметра и ампулу в футляре дозиметра держать горизонтально на уровне глаза так. чтобы свет падал на эталон и на дно ампу­лы.

Корпус колориметра имеет отсчетное окно, призму с окуляром, ампуло держатель и стопорную втулку. Отсчет доз облучения производится по шкале колориметра непосредственно в радах. Внутри корпуса колориметра имеется диск с одиннадцатью светофильтрами, окраска которых соответствует интен­сивности окраски раствора в ампулах при дозах облучения в 50. 100, 150, 200, 250, 300, 450, 600, 800рад.

Дозиметр позволяет измерить дозу, полученную как при однократном, так и при многократном облучении.

В основу работы колориметра положен принцип визуального сравнения двух окрашенных полей зрения, одно из которых создается раствором ампулы дозиметра, а другой цветными эталонными светофильтрами в передвижном диске колориметра. В ампулодержатель колориметра помещают ампулу с бес­цветным раствором и ампулу измеряемого дозиметра, вращением диска произ­водится уравнение полей зрения, и по цифре в отсчетном окне определяют по­лученную дозу радиации в радах.

КОМПЛЕКТ ДОЗИМЕТРОВ ИД-1.

Комплект ИД-1 состоит из индивидуальных дозиметров ИД-1 и зарядного устройства ЗД-6. Комплект индивидуальных дозиметров предназначен для из­мерения поглощенных доз гамма-нейтронного излучения. Зарядное устройство предназначено для заряда конденсатора дозиметра. Дозиметр обеспечивает из­мерение поглощенных доз гамма-нейтронного излучения в диапазоне от 20 до 500рад с мощностью дозы до 360000рад/ч при энергиях гамма-квантов от 0,08 до 2,2МэВ.

Принцип действия индивидуального дозиметра ИД-1 такой-же как и дози­метра ДКП-50А

. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ДОЗИМЕТР ИД-11.

Комплект измерителей доз ИД-11 предназначен для индивидуального до­зиметрического контроля лиц, подвергающихся воздействию гамма- нейтронного излучения.

Диапазон измерений поглощенной дозы гамма и смешанного гамма- нейтронного излучения от 10 до 1500рад. Измеритель дозы сохраняет набран­ную дозу в течение года и обеспечивает многократное измерение дозы без уве­личения погрешности. Погрешность измерения дозы не превышает 15% Изме­рение дозы производится с помощью измерительного устройства, находящего­ся в учреждениях медицинской службы.

Принцип работы измерителя лозы основан на явлении радиофотолюми­несценции. Специальная стеклянная пластина, подвергшаяся воздействию гамма- или смешанного гамма-нейтронного излучения, приобретает способность люминесцировать под действием ультрафиолетового света. Интенсивность люминесценции служит мерой для определения дозы радиации.

После показа приборов радиационной разведки и дозиметрического кон­троля студенты самостоятельно работают с приборами.