Принципы работы штатных дозиметрических приборов

Принципы обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излу­чений (нейтронов, протонов, электронов, тяжелых ионов, альфа-частиц и гамма-лучей) основаны на способности этих излучений ио­низировать вещества среды, в которой они распространяются. Иони­зация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям среды относят: улучшение электропроводимо­сти веществ, люминесценция некоторых из них; засвечивание фото­материалов; изменение цвета, окраски или прозрачности отдельных химических растворов, изменение сопротивления газов электриче­скому току. Соответствующие методы обнаружения и измерения ио­низирующих излучений названы: фотографический, сцинтилляционный, химический, ионизационный и электростатический.

Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра в эмульсии распадаются на бром и серебро. Об­разовавшиеся при этом кристаллики металлического серебра и вызы­вают почернение (чем больше поглощенная энергия излучения, тем больше почернение) фотоматериалов при их проявлении. Сравнив степень почернения проявленных фотоматериалов с эталоном, можно определить дозу поглощенного излучения. На этом принципе основа­на работа индивидуальных фотодозиметров.

Сцинтшляционный метод основан на способности некоторых веществ (сернистый цинк, йодистый натрий, вольфрамат кальция, платиносернистый барий, нафталин, антипирин) давать вспышки при попадании ионизирующих частиц в их кристаллы. Количество вспы­шек пропорционально мощности дозы излучения и. регистрируется с помощью фотоэлектронных умножителей (ФЭУ). На этом принципе основана работа сцинтилляционных дозиметров.

Химический метод базируется на изменении структуры некото­рых растворенных веществ под воздействием ионизирующих излуче­ний. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образовани­ем соляной кислоты, которая меняет цвет или насыщенность цвета индикатора ионов водорода, добавленных к хлороформу. По интен­сивности окраски судят о дозе облучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70.

Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолиро­ванном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтраль­ные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрица­тельные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При ионизации газа возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя этот ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. Этот принцип лежит в основе работы счетчика Гейгера, на основе которого работают большинство совре­менных дозиметров, например ДП 5В, ДП ЗБ, бытовые дозиметры «Бэлла» и РКСБ-104.1Газоразрядный счетчик - металлический ци­линдр или стеклянный, покрытый изнутри слоем меди, заполнен ар­гоном, неоном или парами брома. Имеет катод- корпус счетчика (отрицательный заряд) и анод - нить внутри камеры. Напряжение -400- 1000 вольт. При попадании радиоактивных частиц происходит ионизация газа и в электрическом поле ионы двигаются к противопо­ложным полюсам; появляется ток ионизации, который можно уси­лить и измерить микроамперметром.

Электростатический метод. На подвижный и неподвижный электроды, помещенные в герметичный цилиндр, на изоляторах по­дается напряжение. В результате взаимодействия зарядов на оси под­вижного электрода появляется вращающий момент, пропорциональ­ный поданному напряжению и уравновешенный пружиной. При ио­низации газа, заполнившего цилиндр, возникает электрический ток, который уменьшает имеющийся потенциал. При этом подвижный электрод, соединенный со шкалой, поворачивается, так как действие пружины становится сильнее отталкивающего электростатического I момента.