индивидуальные дозиметры какого типа могут корректно измерять импульсное гамма излучение
Что такое дозиметр
Дозиметр – прибор для измерения кермы фотонного излучения, экспозиционной и поглощенной дозы, эквивалента дозы нейтронного, фотонного излучений, мощности этих величин. Основная задача его использования – определение дозы ионизирующего излучения. Процесс измерения называется дозиметрией. Оборудование такого типа применяется, чтобы оперативно измерять уровень радиации вручную или выступать в качестве предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности.
На основе показаний бытового дозиметра оценивается уровень тяжести лучевого поражения, которое было получено человеком во время пребывания в зоне облучения. Индивидуальные приборы регистрируют и сохраняют данные о полученной дозе обучения за продолжительные временные периоды.
Существует множество разновидностей дозиметров, которые различаются конструкционными особенностями, техническими характеристиками, количество измеряемых типов радиации (α, β, γ), нейронное, рентгеновское излучение. Универсальные в использовании приборы имеют сложную конструкцию, высокую стоимость, являются профессиональными. Индивидуальные модели рассчитаны на измерение β, γ-излучения, реже – α. Бытовые устройства имеют небольшой диапазон измеряемых величин.
Из чего состоит дозиметр?
Бытовые модели включают в себя несколько основных конструкционных элементов. Из чего состоит прибор?
Предназначение
Индивидуальные дозиметры – приборы, которые измеряют дозу ионизирующего излучения или ее мощность. Бытовые модели предназначены для измерения эквивалентной дозы или ее мощности, созданной гамма и рентгеновским излучением. Применение устройств такого типа актуально для зон с высоким радиационным фоном или возле объектов высокого риска выбросов радиоактивности в окружающую среду.
Работа любого дозиметра базируется на задействовании детектора ионизирующего излучения. Датчики такого типа могут быть различными:
Вне зависимости от типа детектора, суть функционирования прибора заключается в преобразовании импульса кванта изучения, который передается веществу датчика, в электросигнал и последующего его перерасчета в единицы эквивалентной дозы. Дозиметры, будучи средствами измерений ионизирующих излучений, разделяют на следующие категории:
При использовании бытовых дозиметров, вне зависимости от типа детектора, для точного измерения дозы ионизирующего излучения требуется определенное время.
Как работает радиационный дозиметр: принцип работы
Детектор прибора заполнен аргоном, к нему подано напряжение с двух электродов (в условиях устранения всех возможных скачков напряжения). В процессе прохождения бета-частиц через ионизационную камеру, которая заполнена газом под напряжением, он ионизируется, благодаря чему увеличиваются его токопроводящие характеристики. За счет этого формируется электроразряд, снижающий напряжение на электродах до нулевого уровня.
Затем ионизационная камера мгновенно восстанавливается, напряжение имеет номинальное значение, а детектор готов к обнаружению и приему новых бета-частиц. Скачки регистрируются микропроцессорной платой, которая преобразует их в цифровые показатели. Пользователь в современных устройствах может задать указанный временной промежуток, за который и будут высвечиваться полученные значения измерений.
В процессе регистрации рентгеновских лучей, гамма-излучения принцип работы дозиметра примерно аналогичный. Отличие заключает в том, что формирование электроразряда в детекторе прибора возникает за счет выбивания электронов рентгеновскими или гамма-фотонами из специальной пленки, расположенной на поверхности датчика. Степень эффективной дозы, мощность излучения за определенный временной промежуток регистрируется и устанавливается благодаря последовательному подсчету подобных импульсов (соответственно, каждой частицы, которая проходит через детектор). Полученные сведения обрабатываются электронной схемой и преобразуются в цифровой сигнал, выводимый на дисплей прибора.
Что показывает?
Бытовые автоматические дозиметры могут иметь разные варианты подсчета радиации. Исчисление ведется в следующих показателях:
В современных устройствах чаще применяются сведения, которые зарегистрированы в микрозивертах, микрорентгенах (в зависимости от того, как работает прибор). При измерении радиации нормальное значение радиоактивного фона – около 0,2 мкЗв/ч (20 мкР/ч). Зиверты и рентгены находятся в соотношении 1 мкЗв = 100 мкР.
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:
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).
Сферы применения
Дозиметр и радиометр – приборы, которые по-разному устроены и имеют различные принципы работы. Дозиметр применяется для определения дозы излучения, а радиометр используется для установления уровня активности радионуклида. Измерения могут проводиться в отношении различных веществ, независимо от их физического состояния. Поэтому контроль с помощью дозиметра выполняется над твердыми телами, жидкостями, газами, аэрозолями (независимо от того, какие формы принимает объект исследования)
Приборы имеют широкую область применения – их используют в любых местах и случаях, в которых нужно проконтролировать радиационную ситуацию. А также при наличии подозрений относительно того, что существует опасность радиационного заражения. Дозиметрами пользуются для исследования следующих объектов:
Виды дозиметров по методу измерения
Если говорить кратко и простыми словами, то основной рабочим элементом любого дозиметра является детектор радиации. От его технических характеристик и типа зависит скорость и точность получаемых сведений. При воздействии гамма-, бета-, альфа-излучения в детекторе происходят скачки напряжения, преобразующиеся в цифровые данные. По типу датчика бывают следующие виды дозиметров:
Как пользоваться индивидуальным дозиметром?
Чтобы замерить радиационный фон разных предметов и объектов, необходимо действовать в определенной последовательности. Работа с дозиметром включает в себя следующие этапы:
Своевременная проверка предметов личного пользования, грузов, продуктов питания и других веществ позволяет уберечь человека от невидимой угрозы и ее опасных последствий.
Индивидуальные дозиметры какого типа могут корректно измерять импульсное гамма излучение
согласно санпинов должны ограждать радиационно-опасную зону. под импульсный рентгенаппарат на данный момент подходит ДКС АТ1123 который имеет «негуманный» ценик. у фирмы «Полимастер» имеется дозиметр ДКГ РМ1610 который они могли бы доработать для работы с импульсными рентгенаппаратами.
тема опроса для лабораторий работающих с импульсными рентгенаппаратами: интересна вам покупка доработанного данного дозиметра или нет
З.Ы. не продавец. бодаюсь с СЭС и хочу сдвинуть процесс с мертвой точки.
ДКГ-РМ будет показывать средне потолочный уровень радиации.
ответ разработчиков: «Спасибо за Ваш интерес к продукции производства ООО «Полимастер».
В ответ на Ваш запрос сообщаем, что, к сожалению, дозиметр РМ1610 не имеет возможности измерения излучения в наносекундном диапазоне длительности импульса (минимальная длина импульса – 1 мс).
В то же время мы готовы рассмотреть возможность доработки данного прибора либо разработки нового прибора, отвечающего Вашим требованием в случае целесообразности их последующих продаж.»
работающим в командировках, на трассах данная тема по барабану, а вот кто ежедневно светит в городе СЭС на горло наступает
Возможность применения дозиметров со счетчиком Гейгера-Мюллера для дозиметрии импульсного излучения
Полный текст:
Аннотация
В настоящее время широкое распространение в Российской Федерации получили медицинские установки для лучевой терапии на основе ускорителей электронов с энергией 18—23 МэВ. Они генерируют импульсное тормозное излучение с максимальной энергией около 20 МэВ. В Государственном реестре средств измерений в настоящее время отсутствуют дозиметрические приборы, предназначенные для дозиметрии импульсного тормозного излучения такой энергии. Наиболее широко используемый для этой цели дозиметр рентгеновского и гамма-излучения ДКС-АТ1123 позволяет проводить измерение импульсного тормозного излучения с энергией только до 10 МэВ, с основной погрешностью измерений в области энергий от 3 до 10 МэВ — 50%. Но альтернативы в настоящее время нет. И хотя вклад в дозу этой части спектра тормозного излучения не слишком велик, данную ситуацию нельзя признать нормальной. В то же время в Государственном реестре средств измерений имеется дозиметр ДКГ-РМ1621, предназначенный для дозиметрии рентгеновского и гамма-излучения в диапазоне энергий от 15 кэВ до 20 МэВ. Но он не предназначен для дозиметрии импульсных излучений. В настоящей работе предпринята попытка обосновать возможность использования данного дозиметра для дозиметрии импульсного тормозного излучения и определить диапазон мощностей доз, в котором результаты измерений данным дозиметром корректны. В качестве источника импульсного тормозного излучения для проведения этого исследования использовался инспекционно-досмотровый комплекс СТ-2630Мпроизводства ООО «Скантроник Системе», генерирующий импульсное тормозное излучение с максимальной энергией 3,5 МэВ и 6 МэВ. В этой области энергий дозиметр ДКС-АТ1123 позволяет получать корректные результаты измерения, и он использовался в качестве реперного прибора. Полученные результаты показали, что для данного источника дозиметр ДКГ-РМ1621 позволяет получать результаты с дополнительной погрешностью не более 15% при средней мощности дозы тормозного излучения до 25мкЗв/ч, что в большинстве случаев вполне достаточно для проведения радиационного контроля помещений, смежных с процедурной медицинского ускорителя электронов. При использовании поправочных коэффициентов, учитывающих влияние мертвого времени дозиметра на результаты измерений, область получения корректных результатов может быть расширена до 100 мкЗв/ч.
Ключевые слова
Об авторе
Титов Николай Владимирович – младший научный сотрудник лаборатории внешнего облучения.
197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8
Список литературы
1. ICRU Report 34, The Dosimetry of pulsed radiation, 1982.
3. Response of Active Electronic Radiation Monitors in Pulsed X-ray Beams from Linacs. (Peter D Harty, Genesan Ramanathan. Australian Radiation Protection & Nuclear Safety Agency 619 Lower Plenty Road, Yallambie, Victoria 3085)
4. Дозиметры рентгеновского и гамма излучения ДКС-АТ1121, ДКС-АТ1123. Руководство по эксплуатации.
5. ДКГ-РМ1621. Руководство по эксплуатации.
Для цитирования:
Титов Н.В. Возможность применения дозиметров со счетчиком Гейгера-Мюллера для дозиметрии импульсного излучения. Радиационная гигиена. 2019;12(2):76-80. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-2-76-80
For citation:
Titov N.V. Prospects for the use of the dosimeters with Geiger-Muller counters for the dosimetry of the pulse emission. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2019;12(2):76-80. (In Russ.) https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-2-76-80
Персональные прямопоказывающие дозиметры фотонного излучения «Arrow-Tech»
Нормативные документы:
Рекламные материалы:
Назначение:
Свойства:
Комплект поставки:
Диапазон энергий регистрируемого фотонного излучения
Диапазон измерений индивидуального эквивалента дозы фотонного излучения:
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений ИЭД
Максимальное отклонение чувствительности в диапазоне энергий от 30 кэВ до 2 МэВ
Показания дозиметров не зависят от мощности дозы
Саморазряд дозиметров не более:
Диапазон рабочих температур
Предельное значение относительной влажности
до 98 % при + 35 °С (без конденсации влаги)
Индивидуальные дозиметры какого типа могут корректно измерять импульсное гамма излучение
Прочитав и изучив этот раздел Вы должны:
Познакомиться с персональными дозиметрами, которые используются для индивидуального радиационного контроля;
Персональные (индивидуальные) дозиметры должны находиться на теле человека и измерять дозу внешнего облучения, полученную конкретным человеком в поле ионизирующего излучения.
Главный вклад во внешнее облучение персонала АС вносят фотоны, возникающие в результате ядерных реакций деления урана и захвата нейтронов, а также радиоактивного распада продуктов деления и активации.
Вторым по значимости фактором внешнего облучения персонала АС является нейтронное излучение, возникающее в результате ядерных реакций деления урана в активной зоне реактора. Заметный вклад в облучение персонала нейтронами может давать и реакция 17 O (n, p) 17 N на быстрых нейтронах, приводящая к образованию в воде теплоносителя первого контура короткоживущего нуклида 17 N (T1/2 = 4,17 с), который распадается с испусканием нейтронов.
Операционной величиной для ИДК внешнего облучения является индивидуальный эквивалент дозы H p(d) с рекомендуемой единицей измерения мЗв. Значение параметра d, мм, а также положение дозиметра на теле работника выбираются в зависимости от того, для определения какой нормируемой величины используется измерение ее эквивалента (см. Таблицу 3 в Разделе 4.3).
Рассмотрим коротко персональные дозиметры, применяемые на КлнАС, а также некоторые другие наиболее перспективные персональные дозиметры, применяемые на российских АС.
Различают несколько типов персональных дозиметров по способу детектирования (регистрации) и по назначению, т. е. по виду ионизирующего излучения.
Персональные дозиметры фотонного излучения
Для измерения доз внешнего облучения при текущем контроле на практике наибольшее распространение получил термолюминесцентный метод.
В основе термолюминесцентной дозиметрии лежит явление испускания света при нагревании предварительно облученного неорганического кристалла, называемого термолюминофором. Количество испускаемых фотонов пропорционально накопленной детектором дозе. Испускаемый детектором свет преобразуется ФЭУ в электрические импульсы, которые можно обрабатывать.
Для текущего контроля индивидуальных доз гамма-излучения персонала на КлнАС в основном применяют термолюминесцентные дозиметры (ТЛД).
Детектор экспонируется в течение определенного времени (месяц, квартал), после этого помещается в специальный прибор, где нагревается по определенной программе, а возникающее при этом световое излучение улавливается фотоумножителем. Сигнал фотоумножителя преобразуется в ток, значение которого пропорционально дозе.
Система оперативного дозиметрического контроля «ALNOR» с дозиметрами RAD-80. (Система до применения на Калининской АС находилась в эксплуатации на Бельгийской АС.)
Система имеет в своем составе: персональные дозиметры RAD-80, считыватели ADR-10, ADR-85, зарядные устройства ADS-60.
Основные технические характеристики дозиметра:
Cчитыватель ADR-10 предназначен:
Считыватель ADR-85 предназначен:
При превышении установленного уровня дозиметр выдает тональный сигнал длительностью 0.2-0.5 секунд с паузой 2-4 секунды. Частота сигнала примерно 3,5 кГц. Сигнал можно сбросить, только установив дозиметр в гнездо считывателя.
Емкость новой, полностью заряженной батареи, обеспечивает работу дозиметра минимум 20 часов.
Когда напряжение аккумулятора снижается, дисплей дозиметра начинает мигать (невидимые в нормальном состоянии сегменты дисплея становятся видимыми и наоборот). Полностью разряженный аккумулятор восстановлению не подлежит, дозиметр теряет работоспособность. Во избежание выхода дозиметра из строя из-за разрядки батарей, дозиметр должен быть сразу помещен в зарядное устройство.
Индивидуальные дозиметры Д-2 и Д-500 на основе ионизационных камер (применяются на Калининской АС).
Детекторы Д-2 и Д-500 конденсаторного типа, предназначены для измерения экспозиционной дозы гамма-излучения в диапазоне энергий от 300 кэВ до 1,25 МэВ с непосредственным отсчетом по шкале измерительного пульта. Устройство дозиметра конденсаторного типа показано на рисунке Рис.1.2.2.
При воздействии гамма-излучения происходит заряд конденсатора током ионизационной камеры, являющейся детектором излучения.
Детекторы Д-2 и Д-500 имеют цилиндрический корпус, внутри которого находятся ионизационная камера и два конденсатора: зарядный и измерительный, расположенные по концам детектора. Зарядный конденсатор служит для подачи напряжения на ионизационную камеру и для поддержания режима насыщения камеры. При облучении детектора в камере возникает ионизационный ток, при этом заряжается измерительный конденсатор.
Детектор Д-2 отличается от детектора Д-500 величиной емкости измерительного конденсатора и объемом ионизационной камеры.
В режиме насыщения ионизационной камеры величина заряда на измерительном конденсаторе прямо пропорциональна дозе гамма-излучения и не зависит от зарядного напряжения.
Обмер детекторов Д-2 и Д-500 производится на измерителе дозы КИД-6, который беспечивает также заряд детекторов.
Индивидуальные дозиметры Д-2Р на основе ионизационных камер (применяются на Калининской АС).
Время накопления дозы Д-2Р должно быть не менее 20 с и не более 8 часов. При этом предел допускаемой основной погрешности не превышает 20%.
Д-2Р представляет собой цилиндр, внутри корпуса которого находятся ионизационная камера и два фторопластовых конденсатора: зарядный (ЗК) и измерительный (ИК), расположенные по концам детектора. Передача заряда на ЗК и измерение величины заряда на ИК осуществляется через металлические контакты, впрессованные в полиэтиленовые диафрагмы. ЗК служит для подачи напряжения на ионизационную камеру и для создания и поддержания режима насыщения камеры. Концы детекторов закрываются колпачками. Для крепления к одежде детектор имеет держатель, расположенный со стороны измерительного конца.
При облучении детектора от источника ионизирующего излучения в камере возникает ионизационный ток, который заряжает ИК.
В режиме насыщения камеры величина заряда на ИК прямо пропорциональна дозе гамма-излучения и не зависит от величины зарядного напряжения.
Существует ряд особенностей альбедных дозиметров, с которыми необходимо считаться, чтобы получить адекватные результаты ИДК. Главной особенностью является необходимость правильного ношения дозиметров: при переворачивании дозиметра на 180°, т.е. поглотителем (лицевой стороной) к телу, показания будут неверны и в полях фотонов и электронов, как правило, завышены.
Комплекс «Дозакус» состоит из считывателя для термолюминесцентных дозиметров, облучателя дозиметров и комплекта дозиметров.
Термолюминесцентные дозиметры комплекса обеспечивают измерение дозы от фотонного, нейтронного и бета-излучений. Они состоят из корпуса-держателя и подложки с перфорированным кодом, соответствующим номеру дозиметра, и четырьмя позициями для детекторов. Три позиции детекторов снабжены компенсационными энергетическими фильтрами для определения Н p(10), четвертая позиция имеет открытое окошко для измерения Н p(0,07) поверхностной дозы.
Для удобства использования дозиметры помещаются в пластиковый пакет с клипсой.
В автоматизированном комплексе АКИДК-201 применяются монокристаллические детекторы ДТГ-4, входящие в комплект дозиметров ДТЛ-01. В комплекс входят также считыватель СТЛ-200, персональный компьютер и программное обеспечение.
Дозиметр ДТЛ-01 включает в себя три детектора ДТГ-4, размещенных в кассете за фильтрами из фторопласта для выравнивания энергетической зависимости чувствительности и обеспечения измерения дозы Н p(10). Управление комплексом осуществляется с клавиатуры персонального компьютера, на котором хранится и база данных ИДК контролируемого персонала.
Перспективной является система индивидуального контроля фотонного излучения типа Флюорад-ДРГ 711-РФЛ на основе радиофотолюминесцентных дозиметров. (Планируется применение этой системы на Калининской АС).
Индивидуальные дозиметры этого типа выполнены на основе радиофотолюминесцентных фосфатных стекол, активированных серебром. В них под воздействием ионизирующего излучения генерируются центры фотолюминесценции, число которых измеряется по интенсивности люминесценции детектора под воздействием ультрафиолетового излучения. Информация, накопленная в дозиметре, не разрушается в процессе считывания. Для «обнуления» детекторов необходимо произвести их нагрев (отжиг). Количество циклов отжига не менее 100. Время считывания одного дозиметра не более 1 минуты.
Конструкция индивидуального дозиметра типа РФЛ приведена на рисунке Рис. 11.2.3. Дозиметр представляет собой радиофотолюминесцентное стекло марки РЛС с размерами 12х12х4 мм(1), установленное в рамке (2). Рамка со стеклом в собранном состоянии вставлена в корпус (3) и зафиксирована крышкой (4) при помощи винта (5).
Основными средствами оперативного ИДК являются комплексы с применением электронных сигнальных прямопоказывающих дозиметров.
На отечественных АС эти средства измерений еще не получили широкого распространения в составе автоматизированных систем, хотя на зарубежных АС они являются одним из ведущих методов ИДК, обеспечивающих оперативное управление дозовыми нагрузками персонала.
На ряде АС применяются комплексы оперативного контроля с применением прямопоказывающих электронных дозиметров финской фирмы «Rados» RAD-52, разработанные для оперативного ИДК персонала, работающего в полях фотонного излучения. Дозиметр RAD-52 измеряет Н p(10) и оснащен программируемой сигнализацией по накопленной дозе и мощности дозы, имеет цифровой дисплей, постоянно отображающий текущие значения дозы или мощности дозы. Работа дозиметра управляется микропроцессором, имеющим разнообразные функции, такие как функция самоконтроля и энергонезависимая память для хранения данных.
Персональные дозиметры нейтронного излучения
На АС практически не использовались средства измерения для индивидуального радиационного контроля нейтронов. Это объясняется следующим:
Как показали последние исследования, существуют условия, при которых вклад нейтронов в индивидуальную дозу может быть значителен (50 и более%). Например, в отдельных помещениях гермообъема при работе реактора на мощности на АС с ВВЭР или при работе с источниками нейтронов.
При выборе метода для АС решено было остановиться на дозиметре альбедного типа на основе ТЛД, так как этот метод хорошо известен и широко применяется для контроля фотонного излучения.
Индивидуальный дозиметр нейтронов ДВН-А-01 альбедного типа с недавнего времени применяется на Калининской АС в случаях:
В основе конструкции дозиметра ДВН-А-01 (см. Рис.11.2.4) заложен самый простой вариант: две пары ТЛД типа: 6 LiF и 7 LiF находятся под кадмиевым фильтром и полиэтиленовым замедлителем. Корпус дозиметра представляет собой модифицированную кассету ДТА (производство ЗАО «Интра») с ТЛД-слайдом, который выполнен в формате RADOS. Это позволяет использовать дозиметр в составе ТЛД-систем типа ALNOR. Из отечественных ТЛД используются детекторы типа ДТГ-4 и ТЛД-6011, 7011, обогащенные изотопами 6 Li и 7 Li.