«Дозиметрические приборы»

дозиметры, устройства, предназначенные для измерения доз (См. Доза) ионизирующих излучений или величин, связанных с дозами. Д. п. могут служить для измерения доз одного вида излучения (γ-дозиметры, нейтронные дозиметры и т. д.) или смешанного излучения. Д. п. для измерения экспозиционных доз рентгеновского и γ-излучений обычно градуируют в Рентгенах и называются рентгенметрами. Д. п. для измерения эквивалентной дозы, характеризующей степень радиационной опасности, иногда градуируют в Бэрах и их часто называют бэрметрами. Радиометрами измеряют активности или концентрацию радиоактивных веществ (см. Радиометрия).

Типичная блок-схема Д. п. показана на рис. 1. В детекторе происходит поглощение энергии излучения, приводящее к возникновению радиационных эффектов, величина которых измеряется с помощью измерительных устройств. По отношению к измерительной аппаратуре детектор является датчиком сигналов. Показания Д. п. регистрируются выходным устройством (стрелочные приборы, самописцы, электромеханические счётчики, звуковые или световые сигнализаторы и т. п.).

По способу эксплуатации различают Д. п. стационарные, переносные (можно переносить только в выключенном состоянии) и носимые. Д. п. для измерения дозы излучения, получаемой каждым человеком, находящимся в зоне облучения, называются индивидуальным дозиметром.

В зависимости от типа детектора различают: ионизационные дозиметры, сцинтилляционные, люминесцентные, полупроводниковые, фотодозиметры и т. д. (см. Детекторы ядерных излучений).

В случае ионизационных камер (См. Ионизационная камера) состав газа и вещества стенок выбирают таким, чтобы при тождественных условиях облучения обеспечивалось одинаковое поглощение энергии (в расчёте на единицу массы) в камере и биологической ткани. В Д. п. для измерения экспозиционных доз камеры наполняют воздухом. Пример ионизационного дозиметра — микрорентгенметр МРМ-2. Прибор снабжён сферической ионизационной камерой и обеспечивает диапазон измерения от 0,01 до 30 мкр/сек для излучений с энергиями фотонов от 25 кэв до 3 Мэв. Отсчёт показаний производится по стрелочному прибору.

Прибор СД-1-М (рис. 2) служит для предупреждения о превышении заданной величины мощности дозы γ-излучения. Детектором служит Гейгера - Мюллера счётчик, помещённый в цилиндрический чехол. Прибор снабжён звуковой и световой сигнализацией, которая срабатывает при превышении заданной величины мощности дозы. Порог срабатывания регулируется в пределах от 2 до 10 мр/сек. Внешняя сигнализация может быть удалена на расстояние до 250 м от датчика; она автоматически отключается при уменьшении уровня излучения ниже порога срабатывания.

Прибор СУ-1 предназначен для автоматического контроля загрязнённости α- и β-активными веществами поверхностей тела и одежды человека. Он имеет несколько газоразрядных счётчиков, расположенных так, что счётчики регистрируют излучение со всей поверхности тела человека. На специальном световом табло, изображающем силуэт человека, загораются световые сигналы, показывающие места превышения допустимых норм загрязнения.

Индивидуальные дозиметры ДК-0,2 в виде цилиндров размером с обычный карандаш приспособлены для ношения в кармане (рис. 3). В цилиндре размещены миниатюрная ионизационная камера и однонитный Электрометр. Отклонение нити электрометра и отсчёт дозы производятся визуально с помощью оптического устройства со шкалой, проградуированной в мр. Ионизационная камера играет роль конденсатора, который разряжается в результате ионизации воздуха (между электродами) под действием ионизирующего излучения. Степень разрядки конденсатора фиксируется по отклонению нити электрометра и однозначно определяет дозу излучения (дозиметр предварительно заряжается с помощью специального зарядного устройства).

В сцинтилляционных Д. п. световые вспышки, возникающие в сцинтилляторе под действием излучения, преобразуются с помощью фотоэлектронного умножителя (См. Фотоэлектронный умножитель) в электрические сигналы, которые затем регистрируются измерительным устройством (см. Сцинтилляционный спектрометр).

В люминесцентных Д. п. используется тот факт, что люминофоры способны накапливать поглощённую энергию излучения, а затем освобождать её путём люминесценции (См. Люминесценция) под действием дополнительного возбуждения, которое осуществляется либо нагревом люминофора, либо его облучением. Интенсивность световой вспышки люминесценции, измеряемая с помощью специальных устройств, пропорциональна дозе излучения. В зависимости от механизма люминесценции и способа дополнительного возбуждения различают термолюминесцентные (рис. 4) и радиофотолюминесцентные дозиметры. Особенностью люминесцентных дозиметров является способность сохранять информацию о дозе; в нужный момент информация может быть получена путём дополнительного возбуждения. Дальнейшим развитием люминесцентных дозиметров явились Д. п., основанные на термоэкзоэлектронной эмиссии. При нагреве некоторых люминофоров, предварительно облучённых ионизирующим излучением, с их поверхности вылетают электроны (экзоэлектроны). Их число пропорционально дозе излучения в веществе люминофора. Экзоэлектроны обладают очень малыми энергиями (до 10 эв) и их регистрация затруднительна. В одном из экспериментальных вариантов такого дозиметра люминофор помещается внутрь газоразрядного счётчика, что позволяет зарегистрировать экзоэлектроны.

К числу устройств, накапливающих информацию о дозе излучения, относятся Д. п., в которых детектором служат специальные сорта фоточувствительных плёнок. Оптическая плотность почернения (после химической обработки) является мерой дозы излучения.

Лит.: Иванов В. И., Курс дозиметрии, 2 изд., М., 1970.

В. И. Иванов.

Рис. 1. Блок-схема дозиметра.

Рис. 3. Дозиметр СД-1-М.

Рис. 5. Комплект индивидуальных дозиметров ДК-0,2 с общим измерительным устройством (слева).

Рис. 6. Индивидуальные термолюминесцентные дозиметры производства бельгийской фирмы. Люминофор запаян в стеклянный баллон вместе с нагревательной спиралью, электроды которой выведены наружу. Баллон помещается в металлический или пластмассовый футляр, имеющий приспособление для карманного ношения. Для измерения дозы стеклянный баллон своими электродами вставляется в измерительное устройство, в котором происходят нагрев люминофора путём пропускания электрического тока через нагревательную спираль и измерение интенсивности света термолюминесценции. Вся процедура измерения занимает несколько минут. После достаточного прогрева дозиметр снова готов к работе.

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

(дозиметры), устройства для измерения доз ионизирующих излучений и их мощностей. Существуют Д. п. для измерения одного вида излучения (напр., нейтронные Д. п., g-дозиметры и др.), либо для измерения в полях смешанного излучения. Д. п. для измерения экспозиц. доз рентгеновского и g-излучений (градуированные в рентгенах) наз. р е н т г е н о м е т р а м и, а приборы для определения эквивалентной дозы (градуированные в бэрах) — б э р м е т р а м и. Осн. части Д. п.: детектор и измерит. устройство. Обе части Д. п. либо постоянно связаны между собой, либо соединяются на время измерения отклика на облучение, накопленного в автономном детекторе.

В зависимости от типа детектора большинство Д. п. делится на ионизационные (с ионизационной камерой, пропорциональными счётчиками или Гейгера счётчиками), радиолюминесцентные (сцинтилляционные, термо- и фотолюминесцентные), полупроводниковые, фотографич., хим. и калориметрические. Д. п. с ионизац. камерами могут использоваться для всех видов излучении, как рентгенометры и измерители поглощённой дозы, или кермы. При измерениях рентгеновских и g-лучей и нейтронов, кроме состава газа, существен материал стенок камеры, а при измерениях экспозиц. дозы и кермы — толщина стенок (она должна быть близка к макс. пробегу любых образующихся ионизирующих ч-ц). Обычно в камерах обеспечивают условия насыщения (полного сбора образованных зарядов), однако камеры, работающие в условиях т. н. колонной рекомбинации, когда ионизац. ток зависит от линейной передачи энергии (ЛПЭ), могут быть использованы для оценок эквивалентной дозы. Д. п. с пропорциональным счётчиком (из ткане-эквивалентных материалов) позволяют, кроме измерений собранного заряда, измерять спектр ЛПЭ и микродозиметрич. величин z и у (см. ДОЗИМЕТРИЯ), Показания Д. п. с гейгеровскими счётчиками нельзя непосредственно связать со значениями поглощённых или экспозиц. доз. Однако выбором геометрии счётчика, подбором материала стенок и введением спец. фильтров можно сделать их приблизительно пропорциональными керме или экспозиц. дозе в ограниченном диапазоне энергии ч-ц. С помощью низкоэффективных счётчиков Гейгера оценивают спектры ЛПЭ смешанного нейтронного и g-излучений. Сцинтилляц. Д. п., отградуированные по скорости счёта, пригодны для измерений плотности потока ч-ц (а не дозы), хотя, ввиду приблизительного постоянства энергетич. выхода радиолюминесценции, они могут измерять дозы. Сочетание органич. сцинтиллятора (с зависимостью светового выхода от ЛПЭ) и ионизац. камеры позволяет реализовать бэрметр для смешанного g-нейтронного излучения. Термолюминесцентные и в меньшей степени фотолюминесцентные Д. п. распространены как индивидуальные дозиметры для лиц, находящихся в зоне облучения. В качестве индивидуальных Д. п. часто применяются дозиметры с фотоплёнкой, они пригодны для измерений эл.-магн. излучений с энергией квантов от 30 кэВ до 5 МэВ, причём для частичной компенсации зависимости их показаний от энергии фотонов применяются фильтры. Калориметрич. Д. п. из-за их низкой чувствительности применяют для абс. измерения поглощённых доз (и интегральных поглощённых доз) в интенсивных полях излучения.

дозиметры, - устройства для измерения доз ионизирующих излучений и их мощности. Существуют Д. п. для измерения одного вида излучения (напр., нейтронные Д. п., у-дозиметры), либо для измерения смешанного излучения. Д. п. для измерения доз рентгеновского и у-излучення (градуированные в рентгенах) наз. рентгенометрами, а приборы для определения эквивалентной дозы (градуированные в бэрах) - бэрметрами. Осн. части Д. п.: детектор и измерит. (отсчётное) устройство. В зависимости от типа детектора большинство Д. п. делятся на ионизационные (с ионизац. камерой, пропорциональными счётчиками или Гейгера - Мюллера счётчиками), радиолюминесцентные (сцинтнлляционные, термо- и фотолюминесцентные), ПП, фотогр., хим. и колориметрические. По конструкции и условиям эксплуатации различают Д. п. стационарные, переносные (переносятся в выключ. состоянии) и носимые (обычно индивидуального пользования, работающие на ходу).