Дози́метр — прибор для измерения экспозиционной дозы, кермы фотонного излучения, поглощенной дозы и эквивалентной дозы фотонного или нейтронного излучения, а также измерение мощности перечисленных величин. Само измерение называется дозиметрией.
Доза и индикация дозиметра
Нормируемые в законодательстве эквивалентная и эффективная дозы не являются измеримыми на практике. Для их консервативной оценки введены так называемые операционные величины, в единицах измерения которых откалибровано оборудование радиационного контроля (дозиметры). В области радиационной безопасности в настоящее время используются следующие операционные величины:
- амбиентный эквивалент дозы H*(10);
- направленный эквивалент дозы H'(0.07,Ω);
- индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d).
Первые две величины используются при мониторинге среды, а третья при индивидуальной дозиметрии (например, с использованием персональных носимых дозиметров).
С помощью измеренных операционных величин можно консервативно оценить значение полученной эффективной дозы. Если значение операционной величины меньше установленных пределов, то никакого дополнительного пересчета при этом не требуется.
Ранее выпускавшиеся дозиметры могли быть откалиброваны в единицах максимальной эквивалентной дозы (Hмакс), показателя эквивалентной дозы (ПЭД), либо полевой эквивалентной дозы, кроме того использовалась и величина экспозиционной дозы (X).
Описание бытовых дозиметров
Бытовые приборы, как правило, имеют световую и (или) звуковую сигнализацию и дисплей для отсчёта измерений. Размер и исполнение варьирует от наручного браслета до «карманного» исполнения. Время непрерывной работы от одной батареи от нескольких часов до нескольких месяцев.
Как правило, бытовые приборы не позволяют оценить дозу, полученную при контакте с нейтронными источниками. Оценка фотонного, α и β-излучения зависит от наличия дополнительных фильтров и характера используемых датчиков. Например, приборы сконструированные на датчике СБМ-20, и выполненные в сплошном пластиковом корпусе, настроены на измерение только одного вида ИИ - фотонного (жесткого γ-излучения).
Диапазон измерения бытовых дозиметров, как правило, зависит от характера используемых в приборе датчиков. Например, для датчика СБМ-20 предел 4*103 имп/сек, где 60 имп/мкР пределом измерения будет ~66 мкР/сек вне зависимости от градуировки на экране. При подходе к пороговым значениям возникнет срыв детекции, что обусловлено образованием тлеющего разряда в детекторе. Значения мощности дозы на экране будут резко уменьшаться.
Устройство
Дозиметр может включать в себя:
- один или несколько детекторов на разные типы излучения
- съемные фильтры для оценки структуры излучения
- систему индикации дозы
- счётное устройство
- контрольный источник ионизирующего излучения для калибровки детектора сцинтилляционного типа
Примером может служить химический дозиметр ИД-11 (алюмофосатное стекло, активированное серебром), регистрирующий воздействие гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения. Измерение зарегистрированной дозы производится с помощью измерительного устройства ИУ-1 в диапазоне от 10 до 1500 рад. Доза излучения суммируется при периодическом облучении и сохраняется в дозиметре в течение 12 месяцев. Масса ИД-11 равна 25 г. Масса ИУ-1 – 18 кг.
Детекторами ионизирующих излучений (чувствительными элементами дозиметра, служащими для преобразования явлений, вызываемых ионизирующими излучениями в электрический или другой измеряемый сигнал) могут являться различные по устройству и принципам работы датчики:
- Газоразрядные детекторы ионизирующих излучений
- ионизационная камера (прямопоказывающий индивидуальный дозиметр «ДКС-101» или «ДДГ-01Д»
- датчики Гейгера - Мюллера (например, «бета-1» для α,β,γ-излучения или «СБМ-20» для β,γ-излучения или СНМ-50 для нейтронного излучения)
- Сцинтилляционные детекторы и счетчики
- Полупроводниковые детекторы излучений
- Детекторы на основе алмаза
- Фотодиодные детекторы
- Интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии
- Фотопленочные
- Камерно-ионизационные
- Термолюминесцентные
- Радиофотолюминесцентные
- Электретные
- Трековые
В СССР бытовые дозиметры получили наибольшее распространение после Чернобыльской аварии 1986 года. До этого времени дозиметры использовались только в научных или военных целях.
Счётчики для дозиметрии всего организма
ТBMA
Bomab (The BOttle MAnikin Absober) — фантом, разработанный в 1949 году и с тех пор принятый в Северной Америке, если не во всем мире[уточнить], как отраслевой стандарт (ANSI 1995) для калибровки дозиметров, использующихся для дозиметрии всего организма (whole body counting).
Фантом состоит из 10 полиэтиленовых бутылок, либо цилиндров или эллиптических баллонов, являющихся его головой, шеей, грудной клеткой, животом, бедрами, ногами и руками. Каждая секция заполнена радиоактивным раствором в воде, радиоактивность которого пропорциональна объёму каждой секции. Это имитирует однородное распределение материала по всему организму.
Примеры радиоактивных изотопов, использующихся для калибровки эффективности измерения: 57Co, 60Co, 88Y, 137Cs и 152Eu.
Лёгочный счётчик
Лёгочный счётчик (en:Lung Counter) — система, предназначенная для измерения и подсчета излучения от радиоактивных газов и аэрозолей, вдыхаемых человеком и достаточно нерастворимых в тканях тела, чтобы покинуть лёгкие в течение нескольких недель, месяцев или лет. Состоит из детектора или детекторов излучения и связанной с ними электронной части. Детекторы имитируют по форме, плотности и химическому составу ткани лёгких и окружающих органов. Полости в детекторах заполняются исследуемым радиоактивным газом или аэрозолем. Часто такая система размещается в нижних этажах помещений (для защиты от адронной компоненты космического фона) и окружена защитой от фонового гамма-излучения (толстые стенки из стали, свинца и других тяжёлых материалов) и нейтронного излучения (кадмий, бор, полиэтилен).
Так как лёгочный счетчик в основном используется для измерения радиоактивных веществ, излучающих низкоэнергетичные гамма- или рентгеновские лучи, фантом, используемый для калибровки системы, должен быть антропометрическим. Такой фантом человеческого туловища разработан, например, в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Torso Phantom).
Фотографии
Современный индивидуальный дозиметр.
Один из видов современных дозиметров.
Один из видов современных дозиметров.
Ионизационный дозиметр, не прямопоказывающий, устарел, но по-прежнему используется на многих предприятиях.
Один из видов современных прямопоказывающих дозиметров, применяется персоналом АЭС.
См. также
- Регистрация ионизирующих излучений
- Ионизирующее излучение
- Индивидуальные дозиметры
- Самодельный Измеритель Радиоактивности Кирни
- Водный фантом
- Дубовский, Борис Григорьевич — создатель советских дозиметров
Литература
- Люцко А. М., Ролевич И. В., Тернов В. И. Чернобыль: шанс выжить. — Минск: Полымя, 1996. — 181 с.
- В.П. Машкович, А.В. Кудрявцева. Защита от ионизирующих излучений. — Москва : Энергоатомиздат, 1995. — 496 с.
- МКРЗ. Публикация 103 МКРЗ. Рекомендации 2007 года Международной Комиссии по Радиационной Защите. — 2009. — 344 p.
- ФГУН НИИРГ. Комментарий к Нормам радиационной безопасности (НРБ-99-2009). — 2009. — 84 с.
- ICRP. Conversion Coefficients for use in Radiological Protection against External Radiation. ICRP Publication 74. Ann. ICRP 26 (3-4) : [англ.]. — 1996. — 205 p.
Ссылки
Проставить сноски, внести более точные указания на источники.