Дозиметр-радіометр мкс-05 «Терра» та робота з ним
7.1 Мета і завдання роботи
Мета роботи – навчитись користуватись дозиметром МКС-05 “Терра” при визначенні потужності еквівалентної дози рентгенівського та гама-випромінювання.
Завдання: на території університету в різних місцях виконати виміри, зробити висновок про наявність радіоактивного випромінювання та його потужність.
7.2 Короткі теоретичні відомості
Дозиметр – прилад, призначений для вимірювання експозиційної дози або потужності дози рентгенівського, гама-випромінювання, поглиненої дози або потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання.
Дозиметри визначають поглинену дозу в одиницях Грей (рад), потужність поглиненої дози у Гр/с (рад/с), експозиційну дозу – у Кл/кг (Р) і потужність експозиційної дози у Кл/кг/с (Р/с).
В залежності від призначення дозиметри діляться на три групи:
1 Кишенькові прилади для індивідуального контролю.
2 Переносні прилади для групового дозиметричного і радіаційного технологічного контролю.
3 Стаціонарні установки для безперервного радіаційно-технологічного контролю у фіксованих точках.
В якості детектора використовують газорозрядні лічильники, інтегруючі іонізаційні камери, спеціальну фотоплівку, термолюмінофор, сцинтилятори.
Дозиметр ДРГ01Т1 є професійним дозиметром (рисунок 7.1), який має високу чутливість і стабільність показів, що дає можливість видачі офіційних висновків про рівень потужності експозиційної дози гама-випромінювання на основі результатів вимірювань. Малі габарити, металевий корпус і висока надійність робить ДРГ-01Т1 незамінним інструментом оперативного радіаційного контролю.
Рисунок 7.1 – Дозиметр ДРГ-01Т1
Дозиметр-годинник РМ-1203. Персональний дозиметр (рисунок 7.2) поєднує в собі можливості вимірювача амбіентної еквівалентної дози гама-випромінювання та її потужності, а також функції годинника (години, хвилини, секунди, число і місяць). Дозиметр дозволяє встановлювати границі по величині дози і потужності дози, вмикати звукову сигналізацію при їх перевищенні. Основна відносна похибка в діапазоні 0,1-199 мкЗв/год - 20%, в діапазоні 200-500 мкЗв/год - 30%.
Рисунок 7.2 – Дозиметр-годинник РМ-1203
Дозиметр РМ-1401 та вимірювач-сигналізатор РМ-1401М (рисунок 7.3) поєднують у собі можливості пошукового приладу і вимірювача потужності дози. Після ввімкнення вони вимірюють фон, в залежності від встановленого коефіцієнта автоматично встановлюють граничну величину пошуку. Застосування у приладі високочутливого сцинтиляційного детектора CsJ(Tl) об’ємом 5 см3 забезпечує виявлення дуже малих кількостей радіоактив-них матеріалів, а використання фотодіоду замість фотоелек-тронного помножувача дозволило зменшити розміри дозиметрів і підвищити їх надійність. Дозиметри призначені для носіння на поясі (пейджерного типу), і обладнані звуковою сигналізацією і наручним вібросигналізатором. РМ-1401 входить в перелік приладів оснащення митниць та складів тимчасового зберігання.
Рисунок 7.3 – Дозиметр РМ-1401 (а) та вимірювач-сигналізатор РМ-1401М (б)
Стаціонарний радіаційний пороговий сигналізатор СРПС-04 “Дозор” (рисунок 7.4). Сигналізатор може використовуватись як в якості пішохідного або транспортного монітору радіоактивних матеріалів, так і в якості елемента системи радіаційного контролю об’єкту в цілому, включаючи транспортні в’їзди, а також для виявлення і сигналізація про переміщення джерел гама-випромінювання через зону, що контролюється. Точка контролю сигналізатора складається з датчика фізичної інформації і двох чи більше блоків детектування БДВГ-99, що встановлюються поряд. До складу сигналізатора входять також пульт управління та блок сигналізації. Комплект автоматично враховує коливання природного радіаційного фону, дозволяє проводити операції підключення-перезапуску нових точок контролю та інші сервісні функції. Не потребує настроювання і регулювання. Режим роботи – цілодобовий.
Рисунок 7.4 – Стаціонарний радіаційний пороговий
сигналізатор СРПС-04 “Дозор”
Дозиметр-радіометр МКС-05 «Терра» (надалі – дози-метр) призначений для вимірювання еквівалентної дози (ЕД) та потужності еквівалентної дози (ПЕД) гамма- та рентге-нівського випромінювань, а також поверхневої щільності по-току бета-частинок.
Дозиметр використовується для екологічних дослід-жень, дозиметричного і радіометричного контролю на промислових підприємствах, для контролю радіаційної чистоти житлових приміщень,будівель і споруд, території, що до них прилягає, предметів побуту, одягу, поверхні ґрунту на присадибних ділянках, транспортних засобів.
Основні технічні дані приладу наведені в таблиці 7.1.
Таблиця 7.1 – Основні технічні дані та характеристики
дозиметра-радіометра
Назва |
Одиниця вимірювань |
Граничні значення |
1 |
2 |
3 |
Діапазон вимірювань ПЕД фотонного іонізуючого випромі-нювання |
мкЗв/год |
0,1-9999 |
Продовження таблиці 7.1 |
||
1 |
2 |
3 |
Діапазон вимірювань ЕД фотон-ного іонізуючого випромінювання |
мЗв |
0,001-9999 |
Діапазон енергій фотонного іоні-зуючого випромінювання, що реєструється |
МеВ |
0,05-3,00 |
Діапазон вимірювання щільності потоку бета-частинок |
част/(см2·хв) |
10-105 |
Діапазон енергій бета-частинок, що реєструються |
МеВ |
0,5-3,0 |
Границі допустимої похибки при вимірювання, що викликана від-хиленням напруги живлення від номінального значення в діапазоні від 3,2 до 2,4 В, для всіх фізичних величин, які вимірюються |
% |
± 10 |
Габаритні розміри дозиметра |
мм |
55х26х120 |
Маса дозиметра |
кг |
0,15 |
Дозиметр подає однотональний звуковий сигнал при попаданні гама-кванта чи бета-частинки в блок детектування та сигнал двох тональностей при перевищенні запрограмова-ного рівня ПЕД, ЕД чи щільності потоку бета-частинок.
Дозиметр виконаний в плоскому прямокутному пласт-масовому корпусі з закругленими кутами. Корпус приладу складається з верхньої та нижньої кришок. В середній частині верхньої кришки дозиметра розташовано панель індикації. Зліва і справа над нею – дві клавіші управління роботою до-зиметра, а в верхній частині кришки – гучномовець. В нижній кришці приладу розміщено відсік для елементів живлення, а також вікно для вимірювання поверхневої щільності потоку бета-частинок. В середині корпусу знаходиться плата, на якій розміщено всі елементи електричної схеми. Органи управління та індикації дозиметра мають відповідні написи. На нижній кришці нанесена інформаційна таблиця.
За структурною схемою (рисунок 7.5) дозиметр складається з батареї елементів живлення (БЕЖ), кнопок управління РЕЖИМ та ПОРІГ, схеми цифрової обробки та управління (СЦО), формувача анодної напруги (ФАН), схеми управління детектором (СУД), енергонезалежної пам’яті (ЕНП), гучномовця (ГМ) та цифрового рідкокристалічного індикатора (ЦРІ).
Кнопки РЕЖИМ та ПОРІГ служать для увімкнення до-зиметра, задання відповідного режиму роботи та програму-вання порогових рівнів спрацювання звукової сигналізації. Детектором іонізуючого випромінювання (ДІВ) служить газорозрядний лічильник Гейгера-Мюллера типу СБМ-20-1. Він призначений для детектування гама- та бета-випроміню-вань. Дозиметр працює наступним чином. У включеному стані схема дозиметра знаходиться в мікроспоживаючому режимі роботи (одиниці мкА), в якому підтримується лише процес відліку реального часу процесором.
БЕЖ
ФАН ДІВ
СЦО СУД
ЦРІ
«РЕЖИМ»
ЕНП
«ПОРІГ»
ГМ
Рисунок 7.5 – Структурна схема дозиметра
При короткочасному натисканні кнопки РЕЖИМ про-цесор переходить в активний стан і видає сигнали управління для ФАН, який починає формувати напругу +400В для роботи лічильника СБМ-20-1. Одночасно процесор вмикається в прі-оритетний режим вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінювання, про що він сигналізує мигаючим світлодіо-дом навпроти відповідних мнемонічних позначень під ЦРІ. Оцінюючи інтенсивність імпульсного потоку з лічильника Гейгера-Мюллера, процесор автоматично задає інтервал та під-діапазон вимірювання. За допомогою СУД процесор з високою точністю нормує тривалість «мертвого часу» при кожному спрацюванні лічильника. Послідовним короткочасним натисканням кнопки РЕЖИМ забезпечується вибір відповідних режимів роботи дозиметра. При цьому кожен раз процесор ініціює висвічування ознак відповідності інформації у вигляді мигаючих світлодіодів навпроти відповідних мнемонічних позначень під ЦРІ, чи характерних ознак на самому ЦРІ. За допомогою натискання кнопки ПОРІГ у відповідному режимі вимірювання процесор переходить в режим програмування значень порогових рівнів спрацювання звукової сигналізації. При кожному натисканні кнопок ПОРІГ та РЕЖИМ вмикається підсвітка цифрової шкали дозиметра на час до 5 с. Вимикання дозиметра здійснюється за допомогою натискання та утримання в натиснутому стані кнопки РЕЖИМ протягом 4 с.
Підготовка приладу до роботи. Для цього необхідно:
вийняти дозиметр з упаковки;
відкрити відсік живлення та вставити гальванічні елементи, дотримуючись полярності.
Увімкнути дозиметр, короткочасно натиснувши кнопку РЕЖИМ. При цьому дозиметр повинен відразу працювати в режимі вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випроміню-вання, про що свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індика-тором, а також звукові сигнали при реєстрації кожного гама-кванта та після завершення інтервалу вимірювання. Після завершення інтервалу вимірювання на цифровому індикаторі повинен висвітитись результат вимірювання гама-фону.
Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації ЕД оператора. При цьому під цифровим індикатором повинен мигати другий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення.
Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим вимірювання щільності потоку бета-частинок, про що свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором, а також звукові сигнали при реєстрації кожних бета-частинки чи гама-кванту та після завершення інтервалу вимірювання. Після завершення інтервалу вимірювання на цифровому індикаторі повинен висвітитись результат вимірювання.
Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації часу накопичення ЕД оператором. Про це свідчитиме мигання усіх розрядів цифрового індикатора та немигаюча кома посередині між двома парами розрядів. Щохвилини крайній справа розряд повинен змінюватись на одиницю.
Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації реального часу, про що свідчитиме кома між двома парами розрядів цифрового індикатора, яка повинна мигати з періодом 1 секунда.
Перелік режимів роботи дозиметра.
вимірювання та індикація ПЕД фотонного іонізуючого випромінювання;
програмування порогових рівнів спрацювання звукової сигналізації по ПЕД фотонного іонізуючого випромінюван-ня;
індикація вимірювання значення ЕД фотонного іонізуючого випромінювання;
програмування порогових рівнів спрацювання звукової сигналізації по ЕД фотонного іонізуючого випроміню-вання;
вимірювання та індикація щільності потоку бета-частинок;
програмування порогових рівнів спрацювання звукової сигналізації по щільності потоку бета-частинок;
індикація часу накопичення ЕД оператором;
індикація реального часу та корекція його значення.
Порядок роботи з дозиметром. Для увімкнення дозиметра необхідно короткочасно натиснути на кнопку РЕЖИМ. Про увімкнення дозиметра свідчать інформація, що висвічується на рідкокристалічному цифровому індикаторі, мигання світлодіода під цифровим індикатором та звукова сигналізація зареєстрованих гама-квантів. Для вимкнення дозиметра необхідно повторно натиснути та утримувати в натиснутому стані протягом 4 секунд кнопку РЕЖИМ.
Для увімкнення підсвітки шкали дозиметра необхідно короткочасно натиснути будь-яку з кнопок: ПОРІГ або РЕЖИМ. Про увімкненні підсвітки свідчить підсвічення інформації на рідкокристалічному цифровому індикаторі за допомогою розташованого під ним світлодіода. Вимкнення підсвітки шкали здійснюється автоматично через 5 секунд після її увімкнення.