5.4. Некоторые вопросы дозиметрии ионизирующих излучений

Было установлено, что действие радиации неощутимо для человека даже при в смертельных дозах облучения его организма, поэтому дозиметрия играет роль как бы дополнительного органа чувств по определению, обнаружению ионизирующих излучений.

Дозиметрический контроль − система мероприятий по контролю за соблюдением норм радиационной безопасности и основных санитарных правил работы с источниками ионизирующих излучений.

Физической основой дозиметрии ионизирующих излучений является преобразование энергии излучения в процессе его взаимодействия с атомами или их ядрами, электронами и молекулами облучаемой среды, в результате которого часть этой энергии поглощается веществом. Поглощенная энергия является первопричиной процессов, приводящих к наблюдаемым радиационно-индуцированным эффектам, и потому дозиметрические величины оказываются связанными с поглощенной энергией излучения.

При дозиметрии ионизирующих излучений используют как инструментальные, так и расчетные методы. Все дозиметрические приборы устроены по принципу регистрации радиационно-индуцированных эффектов в некотором модельном объекте − детекторе ионизирующего излучения. В ранний период становления дозиметрии ионизирующих излучений использовались фотографическое действие ионизирующих излучений, химические превращения и выделение тепла. По мере развития методов регистрации элементарных частиц развивались и методы дозиметрии ионизирующих излучений. В современных условиях используется широкий спектр радиационно-индуцированных эффектов. К уже упомянутым можно добавить ионизационные эффекты в газах и конденсированных средах, изменение электрических свойств полупроводников, деструктивные повреждения твердых тел, люминесценцию, сцинтилляцию и др.

Особое место занимает биологическая дозиметрия, использующая в качестве меры дозиметрической величины количественные радиобиологические эффекты.

Методы дозиметрии ионизирующих излучений можно классифицировать по разным признакам. Так, в зависимости от вида регистрируемого эффекта различают ионизационный, фотографический, химический, люминесцентный, калориметрический, сцинтиляционный методы, метод следов повреждения и др. При этом имеется однозначная количественная связь между изменением физических или химических свойств детектора излучения и поглощенной энергией.

Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения.

Сравнивания плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры.

Сцинтиляционный метод. Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий) под воздействием ионизирующих излучений светятся.

Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов − фотоэлектронных умножителей.

Химический метод. Некоторые химические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры. ДП-70 и ДП-70М.

В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газов: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизационный ток, можно судить, об интенсивности ионизирующих излучений.

Приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля. Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик), усилитель ионизационного тока (электрическая схема, включающая электрометрическую лампу, нагрузочное сопротивление и другие элементы), регистрирующие устройства (микроамперметр) и источник питания (сухие элементы или аккумуляторы).

Выпускают стационарные, носимые и индивидуальные дозиметрические приборы. Стационарные дозиметры применяют на атомных объектах, в клинической практике, а носимые чаще используют для оценки радиационной обстановки в целях радиационной защиты. Они имеют автономное питание и потому могут использоваться в любой обстановке, в том числе в полевых условиях. Индивидуальные дозиметры предназначены для оценки дозы, получаемой лицами, работающими в контакте с ионизирующим излучением. Они могут быть прямо показывающими или состоять из носимых персоналом ионизационных или термолюминесцентных детекторов, показания которых, пропорциональные дозе излучения, определяются на специальном считывающем устройстве.

Дозиметрические приборы предназначены:

- для контроля облучения − получение данных о поглощенных или экспозиционных дозах излучения, полученных людьми или сельскохозяйственными животными (ИД-1; ДП-22В и ДП-24);

- контроля радиоактивного заражения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов радиационной разведки (ДП-5-А,Б,В);

- определения уровня радиации на местности (ДП-3Б; ДП-5).

Кроме того, с помощью дозиметрических приборов может быть определена наведенная радиоактивность в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.

Для радиационной разведки и дозиметрического контроля на объекте используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы.