Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Приборы радиационной, химической разведки и дозиметрического контроля





Цель – изучить дозиметрические приборы, их назначение и использование

1. Основы дозиметрии

Дозиметрия – это область прикладной ядерной физики, изучающая физические параметры, которые характеризуют действие ИИ на различные живые и неживые объекты.

Важным параметром дозиметрии является доза излучения.

Применяются следующие виды доз излучения: экспозиционная; поглощенная; эквивалентная; эффективная.

Экспозиционная доза используется, если для излучения поглощающей средой является воздух. За единицу измерения экспозиционной дозы в СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р). Один рентген – это доза, при которой в 1см3 сухого воздуха образуется 2,08×109 пар ионов. (1Р=2.58×10-4 Кл/кг).

Поглощенная доза – есть количество энергии ионезирующего излучения (ИИ), переданное единице массы объекта.

Поглощенная доза применима к любому виду ИИ и к любой поглощающей среде.

В интернациональной системе СИ с 1.1.1982 года поглощенная доза измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг). Эта единица получила название - грей(Гр). На практике часто применяется внесистемная единица, которая называется рад.При этом справедливо следующее соотношение 1 рад=0,01 Гр.

Эквивалентная доза НТ учитывает для некоторого органа Т человека суммарное воздействие различных видов R излучения и определяется как

,

где - WR - коэффициент качества излучения вида R,равный:

· для рентгеновского и гамма-излучения – 1;

· для бета-излучения - 1;

· для альфа-излучения20;

· для нейтронного излучения – 2-10 (в зависимости от величины энергии);

DTR - средняя поглощенная доза органа T от излучения вида R.

В СИ эквивалентная доза измеряется единицей, которая названа Зиверт (Зв) в честь известного шведского физика. Внесистемной единицей является биологический эквивалент рентгенабэр. При этом для гамма-излучения с небольшой погрешностью справедливо: 1 бэр≈1 Р≈0,01 Зв.

Эффективная доза E применяется для оценки риска появления в будущем последствий облучения всего тела человека или его отдельных органов с учетом их чувствительности к радиации. Эффективная доза E определяется как



,

где WT – взвешивающий коэффициент для органа T;

HT - эквивалентная доза облучения органа Т.

Взвешивающий коэффициент WT учитывает индивидуальную чувствительность каждого органа Т (табл.1). Таблица 1

Значения взвешивающих коэффициентов WT для различных органов

Органы тела человека Коэффициент WT
Половые железы 0,20
Костный мозг (красный), кишечник, легкие, желудок 0,12
Мочевой пузырь, грудная железа, печень, пищевод, щитовидная железа 0,05
Надпочечники, головной мозг, тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа, матка и пр. 0,05
Кожа, клетки костных поверхностей 0,01

Мощность эквивалентной дозы(МЭД), то есть, приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Часто этот параметр называют короче - мощность дозы.Онахарактеризует величину дозы от любого излучения, полученную объектом в течение определенного времени.

Единица измерения МЭД - Гр/с (грей в секунду). Широко используется и внесистемная единица измерения мощности дозы – Р/ч (рентген в час).

Если период времени, за который определяется ожидаемая эффективная доза, не задан, то его принимают равным для взрослого человека – 50 лет, а для ребенка – (70 лет минус возраст ребенка).

Уровень радиации – это мощность дозы, измеренная на высоте 1 м от поверхности земли. Именно на такой высоте расположены жизненно важные органы человека, особо подверженные вредному воздействию ИИ.

Уровень радиации показывает дозу ИИ, которую получит незащищенный человек, находясь на РЗМ определенное время. Единицы измерения уровня радиации и МЭД совпадают.

Уровень радиации обусловлен природной радиоактивностью земных недр, Солнца и промышленной деятельностью человека. Такой уровень радиации, типичный для данной местности, называется фоновым.

Фоновый уровень радиации у поверхности земли в значительной степени обусловлен присутствием газа радона. На его долю приходится более половины суммарной дозы радиации, которую человек получает из окружающей среды.

При высокой концентрации радона в воздухе, его попадание в легкие вызывает их ожог и онкологические заболевания. Предельно допустимая концентрация радона в воздухе помещений – 100 Бк/м3. Предельно допустимое поступление радона в организм через органы дыхания - 146 мБк/год.

Радон (Rn) - радиоактивный элемент с атомным номером 86. Открыт великим английским ученым Э.Резерфордом в 1899 г. Представляет собой одноатомный газ без цвета и запаха с плотностью 9,81 г/л, температурой кипения минус 62°C и температурой плавления минус 71°C. Растворимость в воде – 460 мл/л. Растворимость в органических растворителях и в жировой ткани человека выше, чем в воде. Легко адсорбируется активированным углем.

Эффективная доза излучения за период жизнидля населения РФ, начиная с 1 января 2000 года, полученная от всех видов ИИ, не должна превышать 70 мЗв (7 Р). С указанного времени в РФ действуют «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)».

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рекомендовала

в качестве предельно допустимой дозы (ПДД) разового аварийного облучения 25 бэр и профессионального хронического облучения до 5 бэр в год и установила в 10 раз меньшую дозу для ограниченных групп населения.

Генетически значимые дозы для населения находятся в пределах 7-55мбэр/год. При общем внешнем облучении человека дозой в 150-400 рад развивается лучевая болезнь легкой и средней степени тяжести; при дозе 400-600 рад тяжелая лучевая болезнь; облучение в дозе свыше 600 рад является абсолютно смертельным, если не используются меры профилактики и терапии.

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Дозиметрические приборы предназначены для обнаружения ИИ и измерения их параметров.

Для обнаружения ИИ применяются следующие методы.

·Фотографический метод основан на почернении облученной фотоэмульсии после ее обработки проявителем;

·Химический метод опирается на контроль изменения окраски некоторых веществ под действием ИИ. Например, хлороформ разлагается с образованием соляной кислоты, которая меняет цвет индикатора и обнаруживает ИИ;

·Сцинтилляционный метод основан на испускании некоторыми веществами под воздействием ИИ фотонов, то есть, мерцающих вспышек видимого света. Сцинтилляторами являются природный минерал ZnS – «цинковая обманка», йодистый натрий NaI и антрацен.

·Ионизационный метод опирается на свойство воздуха и других газовых смесей создавать заряженные частицы (ионы) под воздействием ИИ. Ионы, стремясь к обкладкам конденсатора с противоположным зарядом, создают ионный ток, сила которого зависит от степени ионизации газа и, следовательно, от мощности ИИ.

Таблица 2

Источники облучения населения, нормы облучения и организационные меры по защите населения

Источник или причина облучения Норма эффективной дозы излучения и защитные организационные меры
Независимо от источников и причин Не более 70мЗв в течение жизни от всех источников излучения
Природные источники в местах проживания Норма не регламентирована, но степень опасности считается: средней - до 2 мЗв/год; повышенной - при дозе в пределах 2-5 мЗв/год; высокой, если доза превышает 5 мЗв/год.
Профессиональные источники по месту трудовой деятельности. Порог реагирования - 1мЗв/год. При 1-2мЗв/год проводится выборочный контроль доз для всех работников. При Д>2мЗв/год – постоянный контроль доз. При Д>5мЗв/год – в срочно принимаются меры для снижения облучения работников.
РЗМ, вызванное авариями на объектах, содержащих или транспортирующих РВ В интересах всего населения проводится: -радиационный контроль с оценкой доз; -комплекс защитных мер (при 0,1-1,0 мЗв/год); - снижение дозы (если более 1,0 мЗв/год); -медицинское обследование лиц с эффективной дозой более 200 мЗв/год; -в организациях, где облучение работников превышает 1 мЗв/год, создается служба радиационной безопасности.
Медицинские источники (рентген, флюорография, томография и т.п.) При достижении накопленной дозы 0,5 Зв (50 Р) медперсонал обязан принять меры для ограничения облучения, если оно не связано с жизненными показаниями.
Случайные контакты с РВ Нормы не регламентированы ввиду неопределенности источников. Следует исключить всякие контакты.

Ионизационный метод в дозиметрических приборах используется наиболее часто(рис.1).Впервые егоприменил в 1908 году немецкий физик Х.Гейгер.

 
 

Рис.1. Схема прибора, основанного на ионизационном методе.

По своему назначению дозиметрические приборы подразделяются:

1) для радиационной разведки местности;

2) для контроля степени зараженности объектов;

3) для контроля доз облучения;

4) для использования в быту.

2.1. Приборы для радиационной разведки местности

Типичными приборами для радиационной разведки местности являются: индикатор-сигнализатор ДП-64; измеритель мощности дозы ДП-5В; измеритель мощности дозы ИМД-1 (ИМД-2); бортовой измеритель мощности дозы ИМД-21Б.

Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для сигнализации при появлении ИИ (рис.2). Индикатор-сигнализаторустанавливается в помещениях или в транспортных средствах. Его зонд, чувствительный к ИИ, размещается снаружи. При превышении уровня радиации 0,2 Р/ч в течение 3 с, прибор выдает звуковой и световой сигналы. После этого прибор следует отключить, так как для измерения он не предназначен. Для контроля исправности прибора в комплекте имеется радиоактивный элемент.

Измеритель мощности дозы ДП-5В. Прибор предназначен для измерения мощности эквивалентной дозыМЭД гамма-излучения, а также для обнаружения бета-излучения (рис.3).

ДП-5В применяется уже длительное время, но по своим характеристикам остается вполне современным прибором. При его модификации к индексу добавляется очередная буква алфавита, начиная с буквы А.

 

 

Рис.3 ДП-5В

Основные характеристики ДП-5В: диапазон измерения – 0,05 мР/ч – 200 Р/ч; диапазон рабочих температур – минус 40…+50 градусов Цельсия; масса прибора 2,1 кг, а всего комплекта с укладочным ящиком – 7,6 кг; непрерывная работа от батарей – 40 ч.

Для измерения уровня радиации прибор ДП-5В удерживается во включенном состоянии на высоте 1 м от поверхности земли (на специальном ремне). Показания снимаются со шкалы, имеющей несколько диапазонов.

Измеритель мощности дозы ИМД-1 предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения и для обнаружения бета-излучения. Диапазон измерения составляет 0,01 мР/ч - 999 Р/ч. Погрешность измерения не превышает 25%. Прибор обеспечивает звуковую сигнализацию при пороговых значениях МЭД 0,1 и 300 мР/ч, а также 0,1 и 300 Р/ч.

Питание ИМД-1 - от четырех элементов типа с напряжением ± 6 В или от бортовой сети транспортных средств с напряжением 10,8-30 В. Время непрерывной работы - не менее 100 часов.

Измерительный пульт и блок детектирования (кроме отсека питания) герметичны. Допускается кратковременное пребывание прибора в воде на глубине до 1 м.

Бортовой измеритель мощности дозы ИМД-21(рис.5) предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы гамма- излучения и выдачи светового сигнала о превышении заданных пороговых значений (1; 5; 50 или 100 Р/ч). Ввиду относительно больших размеров массы измеритель устанавливается настационарных объектах или транспортных средствах. Диапазон измерения – 1-10000 Р/ч. Питание - от источника постоянного тока с напряжением 12 В или 24 В.





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2020 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.