Приборы радиационного и дозиметрического контроля

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7

Для обнаружения и измерения ио­низирующих излучений используют следующие методы: фотографический, сцинтилляционный, химический и ио­низационный.

Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Плотность почернения пропор­циональна поглощенной энергии излу­чения. Сравнивая плотность почерне­ния с эталоном, определяют дозу из­лучения (экспозиционную или погло­щенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуаль­ные фотодозиметры.

Сцинтилляционный метод. Некото­рые вещества (сернистый цинк, йоди­стый натрий) под воздействием иони­зирующих излучений светятся. Количе­ство вспышек пропорционально мощ­ности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов - фотоэлектронных умножителей.

Химический метод. Некоторые хи­мические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образовани­ем соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добав­ленным к хлороформу. По плотности ок­раски судят о дозе излучения (погло­щенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.

В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнару­жения и измерения ионизирующих из­лучений.

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 нали­чии электрического поля в ионизиро­ванном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т. е. че­рез газ проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излуче­ний.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее уст­ройство, усилитель ионизационного тока, регистриру­ющее устройство и источник питания.

Дозиметрические приборы предна­значаются для:

Ü контроля облучения — получения данных о поглощенных или экспозици­онных дозах излучения людьми и сель­скохозяйственными животными;

Ü контроля радиоактивного зараже­ния радиоактивными веществами лю­дей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудо­вания, средств индивидуальной защи­ты, одежды, продовольствия, воды, фу­ража, предметов и грунта и других объектов;

Ü радиационной разведки—опреде­ления уровня радиации на местности.

Для радиационной разведки и до­зиметрического контроля на объекте используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы.

Комплекты индивидуальных дози­метров ДП-22В (рис. 1а) и ДП-24(рис. 1б)

предназначенные для контроля экспозиционных доз гамма-облучения, получаемых людьми при работе на зараженной радиоактивны­ми веществами местности или при ра­боте с открытыми и закрытыми источ­никами ионизирующих излучений.

Комплект дозиметров ДП-22В состоит из зарядного устройства типа ЗД-5 (1) и 50 индивиду­альных дозиметров карманных прямо-показывающих типа ДКП-50А (2). В от­личие от ДП-22В комплект дозиметров ДП-24 имеет пять дози­метров ДКП-50А.

Зарядное устройство предназначено для зарядки дозимет­ров ДКП-50А. На верхней панели устройства находятся: ручка потенциометра (3), за­рядное гнездо с колпачком (5,6) и крыш­ка отсека питания (4). Питание осуще­ствляется от двух сухих элементов, обеспечивающих не­прерывную работу прибора не менее 30 ч.

Дозиметр карманный прямопоказывающий ДКП-50А предназна­чен для измерения экспозиционных доз гамма-излучения. Конструктивно он выполнен в форме авторучки. Дозиметр состоит из дюралевого корпуса, в котором расположены ионизационная камера с конденсатором, электроскоп, отсчетное устройство и зарядная часть.

Дозиметр ДКП-50А обеспечивает измерение индивидуальных экспозици­онных доз гамма-излучения в диапа­зоне от 2 до 50 Р при мощности экспо­зиционной дозы излучения от 0,5 до 200 Р/ч.

Зарядка дозиметра ДКП-50А производится перед выходом на работу в район радиоактивного зара­жения.

Экспозиционную дозу из­лучения определяют по поло­жению нити на шкале отсчетного уст­ройства. Отчет необходимо произво­дить при вертикальном положении ни­ти, чтобы исключить влияние на пока­зание дозиметра прогиба нити от веса.

Комплект ИД-1 предназначен для измерения поглощенных доз гамма-нейтронного излучения. Он состоит из индивидуальных дозиметров ИД-1 и зарядного устройства ЗД-6. Принцип работы дозиметра ИД-1 аналогичен принципу работы дозиметров ДКП-50А.

Измерители мощности дозы ДП-5А (Б) и ДП-5В предназначены для измерения уровней радиации на местности и радиоактивной заражен­ности различных предметов по гам­ма-излучению. Мощность гамма-из­лучения определяется в миллирентге­нах или рентгенах в час. Кроме того, имеется возмож­ность обнаружения бета-излучения.

Диапазон измерений по гамма-из­лучению от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч. Приборы ДП-5А, ДП-5Б и ДП-5В имеют шесть поддиапазонов измерений. Отсчет показа­ний приборов производится по нижней шкале микроамперметра в Р/ч, по вер­хней шкале - в мР/ч с последующим умножением на соответствующий ко­эффициент поддиапазона. Приборы имеют звуковую индика­цию на всех поддиапазонах, кроме первого. Звуковая индикация прослу­шивается с помощью головных теле­фонов.

Питание приборов осуществляется от трех сухих элементов типа, ко­торые обеспечивают непрерывность ра­боты в нормальных условиях не менее 40 ч — ДП-5А и 55 ч — ДП-5В. При­боры могут подключаться к внешним источникам постоянного тока, имея для этой цели ко­лодку питания и делитель напряжения с кабелем длиной 10 м.

Устройство приборов ДП-5А (Б) и ДП-5В.

В комплект при­бора входят (Рис. 2): футляр с ремнями; удли­нительная штанга; колодка питания к ДП-5А (Б) и делитель напряжения к ДП-5В; комплект эксплуатационной документации и запасного имущества; телефон и укладочный ящик.

Прибор состоит из (Рис. 3): из­мерительного пульта (11); зонда (1) в ДП-5А (Б) или блока детектирования в ДП-5В, соединенных с пультами гибкими кабелями (2); контрольного стронциево-иттриевого источника бета-излучения (9) для проверки работоспособности при­боров (с внутренней стороны крышки футляра у ДП-5А (Б) и на блоке де­тектирования у ДП-5В).

Измерительный пульт состоит из панели и кожуха. На панели измери­тельного пульта размещены: микроамперметр (3) с двумя измерительными шка­лами; переключатель поддиапазонов (4); ручка «Режим» (6); кнопка сброса по­казаний («Сброс») (7); тумблер подсве­та шкалы (5); винт установки нуля (10). Панель крепится к кожуху двумя невыпадаю­щими винтами. Внизу кожуха имеется отсек для размещения источников питания. При отсутствии элементов питания сюда мо­жет быть подключен делитель напряжения от источников постоянного тока.

Воспринимающими устройствами приборов являются газоразрядные счетчики.

Зонд и блок детектирования пред­ставляет собой стальной цилиндрический корпус с окном для индикации бета-излучения, заклеенным этилцеллюлозной водостойкой пленкой, через которую проникают бета-частицы. На корпус надет металлический поворот­ный экран, который фиксируется в двух положениях («Г» и «Б») на зонде и в трех положениях («Г», «Б» и «К») на блоке детектирования. В положении «Г» окно корпуса закрывается экраном и в счетчик могут проникать только гамма-лучи. При повороте экрана в положение «Б» окно корпуса открыва­ется и бета-частицы проникают к счет­чику. В положении «К» контрольный источник бета-излучения, который ук­реплен в углублении на экране, уста­навливается против окна и в этом положении проверяется работоспособ­ность прибора ДП-5В.

На корпусах зонда и блока детек­тирования имеются по два выступа, с помощью которых они устанавливаются на обследуемые поверхности при ин­дикации бета-зараженности.

Футляр прибора состоит: ДП-5А— из двух отсеков (для установки пульта и зонда); ДП-5В — из трех отсеков (для размещения пульта, блока детек­тирования и запасных элементов пита­ния). В крышке футляра имеются окна для наблюдения за показаниями при­бора. Для ношения прибора к футляру присоединяются два ремня.

Телефон (8) состоит из двух малога­баритных телефонов типа ТГ-7М и ого­ловья из мягкого материала. Он под­ключается к измерительному пульту и фиксирует наличие радиоактивных из­лучений: чем выше мощность излучений, тем чаще звуковые щелчки.

Из запасных частей в комплект при­бора входят чехлы для зонда, колпач­ки, лампочки накаливания, отвертка, бинты.

Подготовка прибора к ра­боте проводится в следующем по­рядке:

ª извлечь прибор из укладочного ящика, открыть крышку футляра, про­вести внешний осмотр, пристегнуть к футляру поясной и плечевой ремни;

ª вынуть зонд или блок детектирова­ния; присоединить ручку к зонду, а к блоку детектирования — штангу (ис­пользуемую как ручку);

ª установить корректором механичес­кий нуль на шкале микроамперметра;

ª подключить источники питания;

ª включить прибор, поставив ручки переключателей поддиапазонов в по­ложение: «Реж.» ДП-5А и «▲» (конт­роль режима) ДП-5В (стрелка прибора должна установиться в режимном сек­торе); в ДП-5А с помощью ручки по­тенциометра стрелку прибора устано­вить в режимном секторе на «▼». Если стрелки микроамперметров не входят в режимные сектора, необходимо заме­нить источники питания.

Проверку работоспособности при­боров проводят на всех поддиапазонах, кроме первого («200»), с помощью кон­трольных источников, для чего экраны зонда и блока детектирования устанавливают в положениях «Б» и «К» соот­ветственно и подключают телефоны. В приборе ДП-5А открывают контроль­ный бета-источник, устанавливают зонд опорными выступами на крышку фут­ляра так, чтобы источник находился против открытого окна зонда. Затем, переводя последовательно переключа­тель поддиапазонов в положения «X1000»,«Х100», «X10», «X1» и «X0,1», наблюдают за показаниями прибора и прослушивают щелчки в телефонах. Стрелки микроамперметров должны зашкаливать на VI и V поддиапазонах, отклоняться на IV, а на III и II могут не отклоняться из-за недостаточной ак­тивности контрольных бета-источников.

После этого ручки переключателей поставить в положение «Выкл.» ДП-5А и «▲» — ДП-5В; нажать кнопки «Сброс»; повернуть экраны в положе­ние «Г». Приборы готовы к работе.

Радиационную разведку местности, с уровнями радиации от 0,5 до 5 Р/ч, производят на втором поддиапазоне (зонд и блок детектиро­вания с экраном в положении «Г» оста­ются в кожухах приборов), а свыше 5 Р/ч — на первом поддиапазоне. При измерении прибор должен находиться на высоте 0,7—1 м от поверхности земли.

Степень радиоактивного заражения кожных покровов лю­дей, их одежды, сельскохозяйственных животных, техники, оборудования, транспорта и т. п. определяется в та­кой последовательности. Измеряют гамма-фон в месте, где будет опреде­ляться степень заражения объекта, но не менее 15—20 м от обследуемого объ­екта. Затем зонд (блок детектирования) упорами вперед подносят к повер­хности объекта на расстояние 1,5—2 см и медленно перемещают над поверх­ностью объекта (экран зонда в поло­жении «Г»). Из максимальной мощно­сти экспозиционной дозы, измеренной на поверхности объекта, вычитают гам­ма-фон. Результат будет характеризо­вать степень радиоактивного зараже­ния объекта.

Для определения наличия наведенной активности тех­ники, подвергшейся воздействию ней­тронного излучения, производят два из­мерения — снаружи и внутри техники. Если результаты измерений близки между собой, это означает, что техни­ка имеет наведенную активность.

Для обнаружения бета-излучении необходимо установить эк­ран зонда в положении «Б», поднести к обследуемой поверхности на рассто­яние 1,5—2 см. Ручку переключателя поддиапазонов последовательно поста­вить в положения «X0,1», «X1», «X10» до получения отклонения стрелки мик­роамперметра в пределах шкалы. Уве­личение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с гамма-измерением показывает нали­чие бета-излучения.

Если надо выяснить, с какой сторо­ны заражена поверхность брезентовых тентов, стен и перегородок сооружений и других прозрачных для гамма-излу­чений объектов, то производят два за­мера в положении зонда «Б» и «Г». Поверхность заражена с той стороны, с которой показания прибора в положе­нии зонда «Б» заметно выше.

При определении степени радиоактивного заражения воды отбирают две пробы общим объемом 1,5—10 л. Одну — из верх­него слоя водоисточника, другую — с придонного слоя. Измерения произво­дят зондом в положении «Б», располагая его на расстоянии 0,1 – 1 см. от поверхности воды, и снимают показания по верхней шкале.