10.3.4. Дозиметри іонізуючого випромінювання

Дозиметри – це прилади для вимірювання доз та потужностей доз іонізуючого випромінювання. Існують різні види приладів, які використовуються з метою дозиметричного контролю:

1) дозиметри -випромінювання (-дозиметри),

2) дозиметри для вимірювання потоків нейтронів (нейт­рон­ні дозиметри),

3) дозиметри, що вимірюють експозиційні дози рентге­нівсь­кого і -випромінювання в рентгенах (рентгено­момет­ри),

4) дозиметричні прилади для визначення біологічних доз в берах (берметри),

5) дозиметричні прилади для вимірювання потоків - і -частинок із радіаційно забруднених поверхонь,

6) дозиметричні пристрої для вимірювання вмісту ра­діо­­активних газів і аерозолів у повітрі, а також активності повітря, що вдихається людиною,

7) дозиметричні пристрої для вимірювання активності проб води та продуктів харчування,

8) прилади для вимірювання індивідуальних доз іонізацій­ного випромінювання, отриманих людиною, а також зов­ніш­нього випромінювання (природного та штуч­ного - і -випромінювання) від окремої людини.

До складу дозиметрів входять 2 основні частини – детектор та вимірювальний (лічильний) пристрій (мал.10.8).

Мал. 10.8. Принципова схема детектора.

В залежності від фізичного принципу, який покладений в роботу детектора, дозиметричні прилади поділяються на:

1) іонізаційні, в яких використовується явище іонізації газів під дією випромінювання (різні іонізаційні камери, про­порційні лічильники, лічильник Гейзера-Мюллера то­що),

2) радіолюмінесцентні, в основі роботи яких лежить явище люмінесценції під дією радіоактивного випроміню­вання, тобто радіолюмінесценція,

3) напівпровідникові, в котрих використовується явище внутрішнього фотоефекту, внаслідок якого електрони під дією радіації долають заборонену зону і з’являються в зоні провідності, що призводить до зниження опору (збільшення електропровідності),

4) кристалічні, в яких під дією радіоактивного випро­мінювання з’являється характерний колір (зокрема, таке відбувається в лужно-галоїдних кристалах при їх опромі­ненні -радіацією);

5) фотокасетні, в яких використовується дія іонізу­ючо­го випромінювання на фотоплівки,

6) хімічні, робота яких базується на вимірюванні енер­ге­тичного виходу екзотермічних хімічних реакцій під дією іонізуючого випромінювання.

7) колориметричні, які дозволяють розрахувати потуж­ності досить значних потоків випромінювання шляхом поріняння їх теплової та іонізаційної дії.

Важливою і складною проблемою дозиметрії іонізуючо­го випромінювання є розрахунки (реконструкція) доз, якщо відомий потік випромінювання через певну поверхню. Так, наприклад, поглинена доза -випромінювання (в рад) може бути розрахована за формулою

D_п = 1.610^–5N h (_к + _ф + _п), (10.32)

де N – кількість -квантів з енергією h, що падають перпен­ди­кулярно до 1 см² поверхні. Вираз у круглих дужках ха­рак­те­ри­зує лінійний коефіцієнт послаблення, що віднесений до одиниці маси речовини і який відповідає відомим первинним механізмам дії -випромінювання – комптон-ефекту (_к), фотоефекту (_ф) і утворенню електронно-позит­рон­них пар (_п) (див. нижче в 10.4). Чисельний коефіцієнт дозволяє перевести поглинену дозу D_п (МеВ/кг) в D_п (рад). Доза -випромінювання може бути знайдена, якщо відома кількість -частинок, що падають на речовину, та середнє значення іонізаційних втрат при проходженні -променів крізь речовину. Більш докладно з дозиметрами іонізуючого випромінювання можна ознайомитися при виконанні лабо­ра­тор­них робіт “Визначення коефіцієнта лінійного послаб­лен­ня гамма-випромінювання” і “Робота з дозиметром ДРГЗ-04”.