Основные способы обнаружения ионизирующих излучений, взаимодействие ионизирующих излучений с различными объектами

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 излучении меняют свою структуру. Так, хлороформ в воле при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов НО2 и ОН, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.

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 излучении.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство (рис. 1) и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик) /, усилитель ионизационного тока (электрическая схема, включающая электрометрическую лампу 2, нагрузочное сопротивление 3 и другие элементы), регистрирующее устройство 4 (микроамперметр) и источник питания 5 (сухие элементы или аккумуляторы).

Комплекты индивидуальных дозиметров ДП-22В и ДП-24, имеющих дозиметры карманные прямо показывающие ДКП-50А, предназначенные для контроля экспозиционных доз гамма-облучения, получаемых людьми при работе на зараженной радиоактивными веществами местности пли при работе с открытыми и закрытыми источниками ионизирующих излучений.

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

 

 

 

5. Измерение загрязнения  поверхностей объектов радиоактивными веществами

При проведении радиоционного контроля рассматриватотся два вида загрязненности поверхностей: снимаемое, при котором часть радиоактивного вещества может перейти на другую поверхность, и неснимаемое загрязнение, которое при контакте не переходит с одной поверхности на другую. Снимаемая загрязненность является источником загрязнения воздуха, рук, одежды. Измерение радиоактивных загрязненностей производится с помощью приборов, которые относятся к классу радиометров.

Обычно радиометр выполняется в виде двух блоков (рис.1) выносного (I), в котором находится детектор, чувствительный к a-частицам или b-частицам, и основного (2), в котором размещены электронные узлы для усиления, формирования и регистрации импульсов, поступающих с выносного блока, а также различные органы управления работой радиометра.

                                 рис.1 Принцип работы радиометра.

В радиометре используются газоразрядные или сцинтилляционные детекторы, обладающие высоким уровнем чувствительности, достаточным для регистрации малых потоков a-частиц и b-частиц, которые надо измерять в диапазоне ниже 0,1 допустимого уровня загрязненности.

Методика измерений

Величина загрязненности поверхности радиоактивными веществами N определяется по формуле:

 ;      (част/см2с)   (1)

где К - эффективность регистрации ядерных частиц, определяемая при градуировке прибора; NS - суммарная скорость счета импульсов от загрязненной поверхности и фона в имп/с; NF - скорость счета импульсов от фона в имп/с; Fn - площадь эагрязненной поверхности в см2, равная или меньшая площади детектора прибора.

При измерении загрязенности поверхности радиоактивными веществами, N определяется фоновым  и b-излучениями. При измерении загрязенности поверхности  веществами, излучающими a-частицы, величина NF определяется a-излучением радиоактивных веществ естественного происхождения, содержащихся в материале детектора. К g -и b-излучению детектор a-частиц не чуствителен. В случае, если загрязненная поверхность содержит радиоактивные вещества, имеющие b и g-излучение, необходимо разделить показания радиометра по этим двум видам ионизирующего излучения. На входное окно детектора радиометра помещают алюминиевый экран с толщиной, при которой все b-частицы, идущие с загрязенной поверхности, поглощаются в экране. По разности показаний радиометра без экрана и с экраном определяют величину выхода b-частиц с поверхности.

Градуировка радиометра проводится с помощью набора радиоактивных источников с известным выходом ядерных частиц - так называемых образцовых источников, излучающих a или b частицы. В настоящей лабораторной работе источники имеют площадь, совпадающую с площадью входных окон соответствующих детекторов. При градуировке детектора b-частиц эффективность регистрации находится по формуле:

                                       ;                                  (2)

где  А - активность образцового источника в част/с (в угол 4p); Nb- скорость счета в имп/с; q - поправка на обратное рассеяние b-частиц от материала, на который нанесен                   b - источник. Поправка зависит от энергии b -частиц и материала. В данной работе она равна 1,2. При градуировке детектора a -частиц эффективность регистрации находится по формуле :

                                               (3)

Здесь все обозначения аналогичны обозначениям в формуле (2). Поправка на обратное рассеяние для a -частиц мала и не учитывается. В работе используется блок П-349-2 для регистрации a-излучения с поверхностей загрязненных радиоактивными веществами, сигнальная установка ЗБ-С для контроля превышения порогового уровня загрязненности кожных покровов или спецодежды по b-излучению, радиометр для контроля загрязненности поверхностей g-излучающими веществами.

Используемые приборы и оборудование

1. Блок детектирования  П-349-2 с пересчетным прибором ПСО2-4.

2. Блок детектирования  БДБ2-01 с пересчетным прибором  ПСО2-4.

3. Макет радиометра g-излучения.

4. Сигнальная установка  СЗБ-04.

5. Образцовые источники a-излучения 239Pu и b-излучения 90Sr.

 

 

6. РДУ-2000 года (радиационные  допустимые уровни загрязнения различных веществ и объектов)

Продукты - одно из главных звеньев биологической цепочки, по которой радионуклиды попадают в организм.

Надо знать допустимые нормы содержания радионуклидов в продуктах питания, выращиваемых и производимых на загрязненной территории, и осуществлять их контроль, если это возможно.

Так, нормы содержания радионуклидов в продуктах питания для Беларуси в настоящее время следующие (РДУ 2000):

- молоко — 30-100 Бк/кг (при  загрязнении 100 Бк/кг и выше молоко следует - перерабатывать на сметану и масло);

- говядина, баранина — 500 Бк/кг,

- свинина, птица — 180 Бк/кг;

- овощи — 100 Бк/кг;

- фрукты — 40 Бк/кг;

- садовые ягоды — 70 Бк/кг;

- зерно — 90 Бк/кг;

- грибы — 370 Бк/кг;

- лекарственно-техническое сырье — 1850 Бк/кг.

Таблица 1. Основные пределы доз и допустимые уровни радиоактивного загрязнения

Нормируемые величины*	Пределы доз
	Персонал  (группа А)**	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год:  - в хрусталике глаза***  - коже****  - кистях и стопах	150 мЗв  500 мЗв  500 мЗв	15 мЗв  50 мЗв  50 мЗв

 

Примечания:

* Допускается одновременное  облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам;

** Основные пределы доз, как и все остальные допустимые  уровни облучения персонала группы Б равны ¼ значений для персонала группы А. Далее в тексте все нормативные значения для категории персонала приводятся только для группы А.;

*** Относится к дозе на глубине 300 мг/см2.;

**** Относится к среднему  по площади в 1 см2 значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см2 подпокровным слоем толщиной 5 мг/см2. На ладонях толщина покровного слоя – 40 мг/см2. Указанным пределом допускается облучение всей кожи человека при условии, что в пределах усредненного облучения любого 1 см2 площади кожи этот предел не будет превышен. Предел дозы при облучении кожи лица обеспечивает непревышение предела дозы на хрусталик от бета-частиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Проблема действия радиоактивного излучения в первую очередь на человека, а также процесс облучения вызывает огромный интерес у ученых. Изучать и исследовать радиоактивное воздействие на жизнедеятельность организмов призваны дозиметрия и радиобиология. В круг их задач входит, в том числе, количественное обоснование безопасных и допустимых уровней воздействия на живые организмы и оценка степени опасности облучения человека. Практическая дозиметрия, производя измерения радиоактивности, устанавливает количественные критерии радиационной опасности, незнание которых приводит к непоправимым ошибкам.

В Республике Беларусь создана и функционирует система радиационного мониторинга, вошедшая в национальную систему мониторинга окружающей среды Республики Беларусь.

Основными задачами являются:

- организация действенного радиационного контроля объектов окружающей среды;

- систематизация данных о радиационной обстановке объектов;

- организация и проведение мониторинга в загрязненных радионуклидами областях;

- разработка и предоставление информации о радиационной обстановке.

Потребность в чётком и отлаженном радиационном контроле привела к развитию в Беларуси целого направления приборостроения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Виноградов Ю. Измеритель интенсивности ионизирующего излучения//Радио - 1990 - №7.-С.31-35.

2. В. А. Владимиров, В. И. Измалков, А. В. Измалков «Радиационная и химическая безопасность населения», Деловой экспресс, 2005.

3. Крючек Н. А., Латчук В. Н., Миронов С. К. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: Учебник для населения. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003

4. Нунупаров Г., Цветков А. Переносный радиометр. ВРЛ, Вып.84.1983.-С.17.

5. Приборы радиационной химической разведки и дозиметрического контроля. Методическая разработка. / НГТУ; Сост.: В.А. Днепровский. Н.Новгород, 1992.

6. Смирнов А. Т., Фролов М. П., Литвинов Е. Н. Основы безопасности жизнедеятельности: 10 кл., Учебник. М.: ООО Изд-во Астрель, 2002