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?

Детектор частиц (также его принято называть ионизационной камерой). Датчик часто монтируется в едином блоке с регистрирующим, преобразующим устройствами. Детекторы работают в одном из двух режимов: подсчет отдельных частиц, которые через него проходят, или определение регистрируемой дозы (поглощенной за определенный временной промежуток).
Регистрирующее устройство. Представлено в виде совокупности элементов средства измерений, регистрирующих значений измеряемых величин.
Питающее устройство. Необходимо для приложения разности потенциалов на электроды. Обеспечивает питание электрической энергией всех энергозависимых элементов прибора.
Преобразующее устройство. Преобразует первичный эффект излучения в электроимпульсы.

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:

полупроводниковые;
сцинтилляционные;
ионизационные камеры;
счетчик Гейгера.

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:

измерители мощности дозы, ее изменения, что позволяет дать оценку радиоактивной обстановки на местности;
комбинированные устройства (измеряют дозу и ее мощность);
измерители дозы (рассчитаны на измерение поглощенной дозы в облучаемых объектах).

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:

зиверты в час (Зв/ч);
рентгены в час (Р/ч).

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:

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).

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:

антиквариат, предметы старины;
бумажные деньги, монеты;
стройматериалы;
сооружения, железобетонные конструкции, различные дома и здания;
земельные участки;
продовольственные товары, корма для животных;
грузы, почтовые отправления;
драгоценности, ювелирные изделия;
удобрения;
транспортные средства разного типа и т. д.

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:

слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера (устанавливаются в бытовые дозиметры, фиксируют бета- и альфа-частицы);
газоразрядные (применяются в миниатюрных приборах, способны регистрировать гамма- и бета-излучения, но только критические показатели);
термолюминесцентные лампы (часто встречаются в бытовых устройствах, призваны замерять накопленную дозу радиации);
сцинтилляционные кристаллы (не используются для измерения альфа-излучения);
пин-диоды (устройства с невысокой чувствительностью, показывающие только критические уровни).

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:

Сначала делают следующее – измеряется радиационный фон на расстоянии нескольких метров от объекта в течение 30-60 секунд. Нормальный показатель при этом – около 10-20 мкР/ч. В помещениях радиационный фон выше, чем в уличных условиях.
Затем необходимо поднести индикатор радиоактивности к измеряемому объекту стороной, где установлен детектор (обычно на задней поверхности устройства).
После этого замеряется радиационный фон на расстоянии в 10-20 мм от предмета.
В завершении из полученных данных нужно вычесть измеренный ранее уровень радиационного фона окружающей среды.

Своевременная проверка предметов личного пользования, грузов, продуктов питания и других веществ позволяет уберечь человека от невидимой угрозы и ее опасных последствий.

Популярные дозиметры