Человек, который беспокоится о своем здоровье, состоянии окружающей среды и хочет знать показатели радиоактивности в любой нужный момент, покупает для этих целей дозиметр. Однако на практике в первое время могут возникать вопрос: «Как проверить уровень радиации правильно и максимально точно?» Ведь можно оказаться в разных ситуациях и преследовать разнообразные задачи, потому от понимания показаний дозиметра может зависеть жизнь.
То, чем измеряют радиацию понятно всем интересующимся данным вопросом – это дозиметры, которые могут быть бытовыми и профессиональными. Популярный прибор для измерения радиактивности RADEX рекомендован для использования в быту, хотя имеет характеристики, которыми обладают профессиональные приборы. Он обладает всеми нужными функциями и имеет абсолютно понятный процесс измерения. Как говорится, с ним точно не прогадаете.
Перед тем, как на практике проверить измеритель радиации, нужно знать показатели, на которые следует ориентироваться. К ним относятся доза и мощность дозы (МЭД). Разберем подробнее, как пользоваться дозиметром, чтобы узнать эти параметры и правильно проанализировать их.
Что такое дозиметр и для чего он нужен
Человек постоянно подвергается воздействию излучения в форме солнечного света, некоторые его виды более вредны для организма. Слишком много ультрафиолета может привести к солнечному ожогу или раку кожи, а рентгеновские, гамма-лучи и некоторые радиоактивные частицы к слепоте и серьезному повреждению клеток, вплоть до смерти.
Чтобы предотвратить это, каждый человек, работающий с радиоактивными веществами или окружающей средой, носит дозиметр — это прибор, предназначенный для измерения радиации.
Это простое устройство позволяют пользователям отслеживать излучение, которое они поглощают, чтобы предотвратить заболевания и определить, насколько опасной может быть радиоактивная среда
Дозиметр для измерения радиации обычно используют в виде значка или браслета, есть портативные и карманные модели. Они содержат кристаллы люминофора, способные улавливать электроны, освобожденные вредным ионизирующим излучением
Внимание! Измеритель радиации дозиметр не может обнаружить низкоэнергетическое бета-излучение от некоторых изотопов. Также углерод-14, тритий или серу-35.
Назначение для ношения индивидуальных дозиметров дается работникам, имеющим дело с рентгеновскими аппаратами, флуороскопическими установками. Также их должны использовать лица, работающие в промышленных зонах.
Дозиметры радиации устанавливают самостоятельно в радиоактивных средах для отслеживания среднего количества выделяемого излучения, но чаще всего их носят исследователи, обслуживающий персонал и другие должностные лица, работающие с радиацией или вокруг нее. Сотрудники многих кафедр университета носят их с собой, как и сотрудники атомных электростанций и некоторых больниц. Пациенты химиотерапии часто их используют во время лечения, чтобы гарантировать, что количество радиации, которой они подвергаются, остается в полезном диапазоне, а не входит в потенциально смертельный.
Разновидности чувствительных элементов
Наиболее распространенными считаются слюдяные детекторы Гейгера, которые позволяют определять альфа- и бета-излучения с высокой точностью. Такими элементами обеспечиваются носимые малогабаритные аппараты, в том числе предназначенные для бытового использования. Популярна и группа газоразрядных чувствительных компонентов, которые также задействуются в компактных приборах, но они могут фиксировать только критические величины излучения. Специально для работы с рентгеновским радиационным фоном используют термолюминесцентные миниатюрные лампы. Для комплексного же измерения предназначены многофункциональные версии приборов. К таким можно отнести дозиметр-радиометр ДКС-96, который в опциональном дополнении поддерживает функцию замера плотности бета- и гамма-излучений. То есть в зависимости от целевой задачи можно включать режимы работы с разными детекторами, интегрированными в один аппарат.
Принцип работы дозиметра
Ионизирующее излучение, вызванное воздействием рентгеновских лучей, гамма-лучей и некоторых радиоактивных частиц, является типом излучения, которое несет достаточно энергии, чтобы выбить электроны из нормально стабильных молекул. Когда это происходит в живой ткани, потеря электронов может привести к повреждению клетки, но те же самые освобожденные электроны могут быть захвачены и измерены при правильных условиях. Радиационная дозиметрия работает, используя это преимущество.
Принцип действия дозиметра основан на захвате ионизирующего излучения электронами, они захватываются кристаллами люминофора. Когда последние нагреваются, выпускают эти захваченные электроны в виде света, чтобы точно определить количество излучения, которому подвергался прибор.
Некоторые модели заполняются аргоном, к которому подают напряжение с двух электродов. Бета-частицы проходят через камеру датчика, начинается ионизация газа, это приводит к повышению токопроводящих способностей аргона. Итог — электрический разряд, снижающий напряжение в электродах до 0. Затем камера с аргоном быстро восстанавливается и готова к новому измерению радиации.
Внимание! В выключенном состоянии схема дозиметра радиации находится в микропотребляющем режиме работы. В нем поддерживается только процесс отсчета реального времени процессором.
Измеренный уровень регистрируется в микропроцессорной плате, которая превращает их в цифровые значения
Отличия бытовых моделей от профессиональных
Устройства для использования в домашнем хозяйстве для определения показателей естественного радиационного фона, как правило, имеют скромный опционал, минимальный набор инструментов для обработки полученных данных и не всегда предусматривают разделение по спектрам излучения.
Стандартный аппарат этого типа – карманный дозиметр, задача которого заключается в регистрации крайних показаний, неприемлемых именно в бытовых условиях. Подобные устройства не всегда имеют дисплеи, но в обязательном порядке обеспечиваются средствами индикации в виде звуковых сигнализаторов и светодиодных ламп.
Профессиональные дозиметры-радиометры тоже могут иметь небольшие размеры, но в перечень их задач входит точный и подробный анализ фиксируемых излучений. Некоторые модели способны по отдельности измерять альфа-, бета- и гамма-спектры, в процессе обработки давая отчет о пороговых уровнях относительно разных нормативных значений. Например, одна и та же величина может оцениваться и с точки зрения опасности для человека, и в контексте нанесения вреда окружающей экологической обстановке.
В чем измеряется радиация дозиметром
Действие основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Радиоактивное излучение измеряется в микроРентген/час.
Для оценки воздействия на человеческий организм используется понятие эквивалентная доза и ее мощность. Измерение происходит в Зивертах (Зв). 1 Зв = 100 Рентген.
Коэффициент качества эквивалентной дозы дозиметра является характеристикой излучения и показывает биологическую активность, то есть способность вносить повреждения в биологическую ткань
Модель ДКС-96
Аппарат широко распространен в разных областях, так как в его комплект входит большой перечень детекторов. Чувствительные элементы данной модели позволяют комплексно обследовать радиационную обстановку, выявлять источники излучения, определять виды ионизирующих объектов и т.д. Как и дозиметр-радиометр «Терра», эта версия предлагает богатый коммуникационный инструментарий. И если прибор серии МКС дает возможность транслировать данные сразу на ПК с последующей их обработкой, то устройство ДКС-96 уже в рамках своего функционала позволяет формировать карты местности с обозначением целевых локаций через датчик GPS.
Прямо на рабочем участке оператор может получать информацию о дозе, ее мощности и степени загрязненности по ранее утвержденной шкале. Предусмотрены и специальные режимы эксплуатации – например, ускоренный контроль с несколькими пороговыми уровнями. Что еще важно, дозиметр-радиометр ДКС-96 можно применять в качестве стационарного инструмента и в помещении, и на борту транспортного средства.
Из чего состоит дозиметр
Корпус — ударопрочный. Выполнен и высококачественного пластика. На передней панели располагаются кнопки и матричный ЖКИ. С торцевой части устанавливается USB разъем для удобного считывания результатов с помощью смартфона или персонального компьютера. Также есть светодиодный индикатор и отверстие звуковой сигнализации.
На задней части корпуса производитель указывает серийный номер модели и другие условные обозначения
Устройство дозиметра может включать:
- несколько детекторов для измерения разных типов излучения;
- съемные фильтры;
- счетное устройство;
- систему индикации дозы.
Главной деталью метрологического прибора считается детектор излучения. Он наделен особенностью преобразовывать излучение в электрический сигнал, который удобно обрабатывать.
Также устройство может иметь умножитель напряжения, разделительные конденсаторы, одновибраторы, преобразователи, модуляторы, резонаторы, электронные и управляющие блоки. Газонаполненная камера чаще представляет собой счетчик Гейгера-Мюллера. Он отличается простотой и малой стоимостью.
Кристаллы могут быть органическими и неорганическими. Устройство дозиметра включает твердотельные полупроводниковые детекторы. Главные плюс — компактность, использование для контроля излучения любого вида. Но точность, которой обладает твердотельный дозиметр радиации, — низкая.
Модель МКС-05 «Терра»
Высокотехнологичное решение в виде малогабаритного аппарата, предназначенного для контрольного анализа радиационной обстановки. Разработчики устройства сделали ставку на расширение коммуникационных возможностей, что выразилось в виде интегрированного модуля Bluetooth. Полученные данные можно отправлять по беспроводной связи на ПК, там же сохранять, вести статистику и формировать картографию с указанием критических зон, пораженных радиацией. По умолчанию дозиметр-радиометр МКС-05 «Терра» ориентируется на регистрацию мощностных показателей амбиентного эквивалента гамма-излучения, но при желании его можно настроить и на определение плотности бета-потоков. Модель также поддерживает функцию оперативного исследования (за 10 сек), сохранение до 1200 записей и управление рабочими режимами через компьютер по каналу Bluetooth. Не исключается и возможность синхронизации прибора с мобильными устройствами на платформе Android. В этом формате использования можно подключить и режим интеллектуального программирования детектора.
Как пользоваться дозиметром радиации
Прежде чем определить дозу радиации с помощью индивидуального дозиметра, необходимо обнулить предыдущие показания. Положить включенное устройство в карман. Чтобы работать с дозиметром, не нужно специальных знаний, все описывается в инструкции к устройству.
Как быстро найти радиоактивный предмет
Прежде всего, прибор необходимо включить. В меню выбрать нужный режим измерения, например, СРМ (специальный режим измерения, который не делает пересчеты и не рассчитывает среднее значение). Затем выбранный параметр подтвердить, нажав на кнопку «выбор» или «пуск».
Дозиметр радиации медленно перемещать над предполагаемыми источниками радиации
Важно! Чем ближе устройство к объекту, тем быстрее возрастает частота звуковых сигналов, а по мере удаления — убывает.
Измерение радиационного фона дозиметром в доме или квартире
Источником радиации в жилом помещении может выступать стройматериал, мебель, бытовая техника, измерительные устройства, предметы из гранита и хрусталя. Обследование квартиры позволяет своевременно выявить источник опасного радиационного излучения.
Внимание! Ее измерение необходимо для обеспечения жильцам экологичного и безопасного пространства для жизни.
Инструкция по применению дозиметра в квартире:
- Включить устройство, нажав на соответствующую кнопку.
- Проверить заряд модели.
- Выждать 2-3 минуты. Прибор должен адаптироваться, чтобы выдать максимально точный результат. Если использовать показания, появившиеся в первые секунды измерения, будет очень большая погрешность замера.
- Передвигаться по квартире, иногда задерживаясь возле предметов, которые считаются радиационными. До получения достоверной статически обработанной информации цифровой индикатор на дозиметре радиации будет мигать. Продолжительность обработки данных зависит от интенсивности излучения.
- Максимально близко подносить к стенам, батареям центрального отопления, кафельной плитке, мраморным и гранитным столешницам.
Показания индивидуального дозиметра в квартире должны быть в пределах 10-30 мкР/ч. При этом для человека считается безопасным радиоактивность до 50 мкР/ч.
Измерение уровня радиации дозиметром на улице
При измерении следует держать прибор горизонтально, примерно на уровне 1 м от земли. Перед началом работы нажать кнопку «Пуск» и после звукового сигнала записать показания прибора.
Совет! Рекомендуют проводить измерения на одном месте 5 раз, чтобы получить более точные значения.
Если на улице дозиметр радиации показывает высокие значения, нужно отойти на несколько шагов влево или вправо, повторить измерения радиационного фона. Нужно найти точку с максимальным значением.
Затем положить дозиметр радиации на разных точках на улице. Например, рядом с домом, на грядке, клумбе, возле подвального помещения
Не класть на грязные поверхности. Под дозиметр положить кусочек полиэтиленовой пленки. Рассчитывать среднее значение после 4 измерений.
GREENTEST ECO 6
- Тип датчика – счетчик Гейгера СБМ-20.
- Мощность дозы гамма-излучения – до 1000 мкЗв/ч.
- Регистрируемая энергия гамма-излучения – от 100 кэВ.
- Погрешность измерений – 20 %.
- Габариты – 122х52х14 мм.
- Масса – 85 г.
GREENTEST ECO 6 – многофункциональный прибор, который включает в себя дозиметр, нитрат-тестер и измеритель жесткости воды. Модель способна измерять уровень радиационного фона на местности и от конкретных предметов по гамма- и рентгеновскому излучению. Аппарат характеризуется удобным и понятным меню и выбором команд, высоким быстродействием, ярким современным дисплеем, а также точностью работы дозиметра радиации.
Источником питания служит встроенный литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мА*ч. Этого достаточно для шести часов беспрерывной работы. Корпус аппарата выполнен из ударопрочного пластика. Стоит обратить внимание, что степень устойчивости корпуса к проникновению пыли и влаги соответствует классу IP-20. Аппарат нельзя использовать под дождем, а также на объектах с высокой запыленностью. К относительным недостаткам можно отнести невозможность подключения устройства к компьютеру. Средний срок службы, при соблюдении правил эксплуатации, составляет пять лет. На модель распространяется официальная гарантия от производителя, которая действует на протяжении одного года.
Что делать, если показания дозиметра высокие
Если дозиметр показал высокий уровень радиации, необходимо подальше уйти от источника. Чем дальше находится предмет, излучающий радиоактивный фон, тем меньше доза облучения для человека.
Обнаруженный предмет нельзя выбрасывать в мусор, трогать руками или продавать. В такой ситуации обращаются в центр, который занимается утилизацией радиационных отходов. В Москве это ФГУП «Радон». Также необходимо прийти в Центр гигиены и эпидемиологии. Специалисты обязаны отреагировать на поступивший сигнал, сообщить в соответствующий орган, чтобы они проверили уровень радиации с помощью профессиональных устройств.
Внимание! До прибытия полиция или других органов следовать их указаниям.
Модель МКС-АТ1117М
Небольшой, но богато начиненный прибор, с помощью которого можно фиксировать параметры амбиентного эквивалента мощности и дозы альфа-, бета- и гамма-частиц, а также плотность нейтронного потока. Модель также комплектуется разными блоками детекторов, которые выбираются в зависимости от конкретных задач исследования. Обработку можно производить и через КПК, и посредством компьютера. Стоит подчеркнуть, что расширенные возможности связи со сторонними устройствами как раз отражают характер эксплуатации инструмента. Скромный объем записи данных, к примеру, не позволяет использовать дозиметр-радиометр МКС-АТ1117М в длительных комплексных обследованиях без передачи результатов на тот же ПК. Особенно важно предусматривать такую возможность по причине информативности сведений. Пользователь, кроме типовых параметров, может фиксировать поверхностную активность радиации, флюенс и другие показатели, сохраняя вместе с ними данные об исследуемой местности.
Счётчики для дозиметрии всего организма [ править | править код ]
ТBMA [ править | править код ]
Bomab (The BOttle MAnikin Absober) — фантом, разработанный в 1949 году и с тех пор принятый в Северной Америке, если не во всем мире [ уточнить
] , как отраслевой стандарт (ANSI 1995) для калибровки дозиметров, использующихся для дозиметрии всего организма (whole body counting).
Фантом состоит из 10 полиэтиленовых бутылок, либо цилиндров или эллиптических баллонов, являющихся его головой, шеей, грудной клеткой, животом, бедрами, ногами и руками. Каждая секция заполнена радиоактивным раствором в воде, радиоактивность которого пропорциональна объёму каждой секции. Это имитирует однородное распределение материала по всему организму.
Примеры радиоактивных изотопов, использующихся для калибровки эффективности измерения: 57 Co, 60 Co, 88 Y, 137 Cs и 152 Eu. [ источник не указан 788 дней
]
Лёгочный счётчик [ править | править код ]
Лёгочный счётчик (en:Lung Counter) — система, предназначенная для измерения и подсчета излучения от радиоактивных газов и аэрозолей, вдыхаемых человеком и достаточно нерастворимых в тканях тела, чтобы покинуть лёгкие в течение нескольких недель, месяцев или лет. Состоит из детектора или детекторов излучения и связанной с ними электронной части.
Часто такая система размещается в нижних этажах помещений (для защиты от адронной компоненты космического фона) и окружена защитой от фонового гамма-излучения (толстые стенки из стали, свинца и других тяжёлых материалов) и нейтронного излучения (кадмий, бор, полиэтилен).
Так как лёгочный счетчик в основном используется для измерения радиоактивных веществ, излучающих низкоэнергетичные гамма- или рентгеновские лучи, фантом, используемый для калибровки системы, должен быть антропометрическим. Такой фантом человеческого туловища разработан, например, в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Torso Phantom). [ источник не указан 788 дней
]
Общий принцип измерения [ править | править код ]
В качестве регистрирующего элемента излучения в дозиметрах применяются газоразрядные индикаторы ионизирующего излучения, основанные на эффекте лавинного пробоя ионизированного пространства, при напряжённости поля, близкой к критической, но не превышающей её. Для этого в межэлектродном пространстве счётчика Гейгера поддерживается напряжённость поля в состоянии насыщения
, но ниже границы
самостоятельного пробоя
(тлеющего разряда). Это и есть
границы плато Гейгера
— горизонтального участка на вольт-амперной характеристике этих датчиков. В этом состоянии в пространстве датчика поддерживается напряжённость поля, предельная для данного расстояния между электродами, но недостаточная для возникновения между ними самостоятельного пробоя, и датчик удерживается в запертом пограничном состоянии.
Виды ионизирующих излучений
Ионизирующее излучение – тип энергии, которая высвобождается атомами в виде электромагнитных частиц, волн. Радиоактивность – спонтанный распад атомов. Излишки энергии, которые возникают при этом – форма ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, которые формируются при распаде и испускают ионизирующее излучение – радионуклиды. Выделяются следующие виды ионизирующего излучения:
- нейтронное;
- альфа;
- бета;
- гамма;
- рентгеновское.
Каждая разновидность ионизирующего излучения обладает персонализированными показателями проникающей способности и иными характеристиками, оказывающими воздействие на степень воздействия (соответственно, нуждающиеся в различных мерах по обеспечению безопасности здоровья людей).
