Глава 18. Средства добывания информации о радиоактивных веществах

Добыванием информации о радиоактивных веществах зани­мается радиационная разведка. Демаскирующими признаками ра­диоактивных веществ являются ионизирующие (радиоактивные) излучения (нейтронов, гамма-лучей, альфа- и бета-частиц — п, у, а, р соответственно). Альфа-излучение (распад) представляет со­бой самопроизвольное превращение ядер, сопровождающееся ис­пусканием со скоростью 14000-20000 км/с двух протонов и двух нейтронов, образующих ядро гелия. Бета-излучение представля­ет собой поток электронов, скорости которых близки к скорости света. Гамма-излучение является электромагнитным излучением с длиной волны менее 100 мкм. Заряд и кинетическую энергию а- и Р-частиц определяют по их отклонению в электрическом и маг­нитном полях известной напряженности. Энергию и длину вол­ны у-излучения рассчитывают по энергии электронов, освобожда­емых из различных веществ под действием этого излучения.

Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений ис­пользуют средства, реализующие фотографический, сцинтилля- циоиный, люминесцентный, химический и ионизационный ме­тоды.

Основу фотографического метода составляет зависимость степени почернения фотоэмульсии от поглощенной энергии из­лучения. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра фотоэмульсии распадаются на бром и серебро. Кристаллы серебра вызывают почернение фотопленки при ее про­явлении. По степени почернения определяют дозу излучения.

Сцинтилляционные детекторы представляют собой экран (пластину) из стекла, покрытый флюоресцирующим веществом (сульфидом цинка, антраценом или другими веществами), преоб­разующим кинетическую энергию радиоактивных частиц в энер­гию световой вспышки. Путем размещения за экраном фотоумно­жителя вспышки света преобразовываются в электрические сиг­налы с последующим измерением их интенсивности электронным счетчиком. Преимущество сцинтилляционного детектора состоит в том, что он может раздельно считать частицы, поступающие че­рез очень короткие промежутки времени (10 ⁸-10~⁹ с).

Дальнейшим развитием сцинтилляционного счетчика явля­ется люминесцентная камера, которая позволяет не только счи­тать частицы в течение очень короткого времени (10~¹³-10~¹⁴ с), но и с помощью соответствующего электронно-оптического устройс­тва регистрировать их траектории. В люминесцентных методах ис­пользуется способность люминофоров накапливать поглощенную энергию излучения, а затем освобождать ее под действием допол­нительного возбуждения при нагреве или облучении.

В химических методах используются свойства некоторых ве­ществ изменять свою структуру под действием радиоактивного из­лучения. Например, при облучении хлороформа в воде образуется соляная кислота, изменяющая цвет добавленного в воду красите­ля. Изменением цвета реагирует на облучение трехвалентное же­лезо с красителем. Зависимость изменения плотности цвета позво­ляет оценивать дозу поглощенного излучения.

Наиболее широко применяются ионизационные методы об­наружения радиоактивного излучения. Структура типового при­бора радиационной разведки, реализующей эти методы, приведе­на на рис. 18.1.