Технические средства индивидуальной дозиметрии (дозиметры)

Дозиметрическими приборами (дозиметрами) называют устройства для измерения ионизирующих излучений, позволяющие получать информацию о дозе или ее мощности, переданной ионизирующим излучением объекту.

Дозиметры применяются для проведения радиационных обследований различных объектов, дозиметрического контроля условий работы персонала, поиска источников излучения, измерения дозы ИИ при их воздействии на различные живые и неживые объекты и т.п.

В таможенном деле дозиметры являются основными приборами, при помощи которых в ходе первоначального и дополнительного радиационного контроля решаются оперативные задачи ТКДРМ по оценке степени радиационной безопасности и измерению параметров ИМИ, характеризующих взаимодействие ИИ со средой (веществом) и передачу энергии излучения.

Составляя самую многочисленную группу средств измерений ионизирующих излучений, дозиметры, как правило, условно делятся на три большие группы:

- измерители дозы ИИ, позволяющие измерять поглощенную дозу ИИ в облучаемых объектах, в частности индивидуальную дозу ИИ, получаемую сотрудниками при ТКДРМ (приборы индивидуального дозиметрического контроля (ИДК);

- измерители мощности дозы ИИ и ее изменения во времени, позволяющие оперативно оценивать радиационную обстановку в местах проведения ТКДРМ.

- комбинированные приборы, объединяющие функции измерения дозы и ее мощности.

В качестве ионизирующего излучения может выступать любой его вид: α-, β-, γ-, рентгеновское или нейтронное излучение. Так как γ- излучение присутствует практически у всех изотопов, оно является наиболее информативным, наибольшее распространение получили дозиметры γ- и рентгеновского излучения.

Несмотря на свою многочисленность и различие в функциональном назначении, все дозиметры состоят из двух основных частей:

- собственно дозиметра, включающего в себя детектор (в ряде приборов дозиметрического контроля монтируется и измерительное устройство);

- зарядно-измерительного пульта (или только зарядного пульта в некоторых дозиметрах).

Обе части дозиметров либо постоянно связаны между собой, либо соединяются на время измерения отклика облучения, накопленного в автономном детекторе.

Из всего многообразия существующих типов и видов этих приборов, различающихся между собой по техническим характеристикам, конструкции, составу, назначению, в практике работы специалистов таможенных органов в настоящее время используются в основном два типа дозиметров: микропроцессорный дозиметр ДКГ-РМ 1203 (в четырех модификациях) и поисковый микропроцессорный дозиметр ДРС-РМ1401.

Эти приборы были выбраны ФТС России для оснащения таможенных пунктов с целью решения оперативно-технических задач ТКДРМ .

ДКГ-РМ 1203. Универсальный дозиметр ДКГ-РМ 1203 (название произносится как «пэ эм» и происходит от названия производителя - белорусской фирмы «PoliMaster»; предназначен для измерения полевой эквивалентной дозы и мощности полевой эквивалентной дозы γ- излучения с отображением информации в аналоговом и цифровом виде на жидкокристаллическом индикаторе и возможностью одновременной подачи звуковых сигналов. Кроме того, прибор сигнализирует о превышении запрограммированных пользователем порогов по мощности дозы и по накопленной дозе.

Дозиметр является профессиональным прибором и может использоваться широким кругом потребителей, деятельность которых требует постоянного контроля радиационной обстановки и учета накопленной дозы.

РМ 1203 имеет несколько модификаций. Первые модели этих приборов (РМ 1203-01 и РМ 1203-02) фактически ничем не отличались друг от друга, за исключением допустимого температурного диапазона работы. РМ 1203-02 предназначался для работы в более широком температурном диапазоне - -15-+50°С, тогда как для РМ 1203-01 нижний диапазон рабочих температур составлял +5°С, что является немаловажным фактором, учитывая условия и географию работы таможенников. В остальном же приборы совершенно идентичны.

С помощью указанных дозиметров измеряют полевую эквивалентную дозу и ее мощность, они проградуированы в международных единицах эквивалентной дозы миллизивертах и мощности эквивалентной дозы γ- излучения микрозивертах в час. В приборах предусмотрена возможность звукового сопровождения в режиме измерения МЭД (что позволяет их использовать как поисковые приборы) и индикация текущего времени в часах и минутах.

Другими важнейшими техническими характеристиками РМ 1203-01 -(02) являются диапазоны измерения дозы, ее мощности, установки порогов по дозе, ее мощности энергии измеряемого излучения. РМ 1203-01 -(02), несмотря на универсальность, удобство эксплуатации и других положительных качествах, неприменимы:

- при измерении мягкого рентгеновского излучения и γ- излучения некоторых радионуклидов ;

- при индивидуальном дозиметрическом контроле в условиях мощного радиационного фона (диапазон измерения дозы не превышает 4,1 мЗв);

- при эксплуатации в жестких климатических условиях (повышенной - свыше 80% влажности, давлении, а РМ 1203-01 - и низких температурах).

От многих указанных недостатков избавлены дозиметры модификации РМ 1203-03 и РМ 1203-04. Эти приборы пришли на смену соответственно дозиметрам РМ 1203-01 и РМ 1203-02, опыт эксплуатации которых был учтен в новых разработках.

Конструктивно и по назначению новая модификация приборов практически мало чем отличается от своего предшественника, что, по-видимому, явилось одной из причин сохранения ими своего прежнего названия. Основные изменения коснулись технических характеристик дозиметров, диапазон которых значительно расширился.

ДРС-РМ 1401. Поисковый микропроцессорный дозиметр ДРС-РМ 1401 предназначен для поиска (обнаружения и локализации) и радиоактивных материалов путем регистрации испускаемого ими γ- излучения. Прибор рекомендован производителем как средство для осуществления ТКДРМ в условиях морских и речных портов, на железнодорожном и автомобильном транспорте, а также на пешеходных автомобильных переходах.

Дозиметр измеряет мощность эквивалентной дозы γ- излучения и проградуирован в единицах мкЗв/ч. Принципиальной отличительной особенностью данного прибора от рассмотренных выше является прежде всего то, что прибор по способу регистрации выполнен скорее как радиометр, а не как дозиметр, поскольку происходит регистрация не энергии γ-квантов, а их количества. Кроме того, РМ 1401 является энергетически некомпенсированным дозиметром, чувствительность которого значительно больше в области малых энергий, что позволяет наиболее эффективно обнаруживать ядерные материалы.

Конструктивно прибор выполнен в виде единого блока, в корпусе которого помещены блоки детектора, процессора, управления, питания, звукового сигнализатора и панели отображения информации на основе жидкокристаллического индикатора (ЖКИ).

Блок детектора состоит из сцинтиллятора на основе CsI(Tl), фотодиода и модуля усилителя-преобразователя.

Блоки управления и процессора осуществляют обработку информационного сигнала, поступающего с выхода детектора, и управление всеми режимами работы.

Блок питания состоит из 4 элементов типа "АА ALKALINE" и обеспечивает подачу необходимых напряжений на блоки дозиметра.

Вибрационный сигнализатор вынесен из корпуса, подключается при необходимости к дозиметру с помощью кабеля и предназначен для подачи сигналов, ощущаемы*оператором в виде механических ударов внутри корпуса сигнализатора, при достижении уровня установленного порога срабатывания в режиме поиска. Это позволяет вести поиск источников γ- излучения скрытно или при больших уровнях звукового шума.

Звуковой сигнализатор предназначен для подачи звуковых сигналов в режимах тестирования и поиска при достижении уровня установленного порога срабатывания в режиме поиска. При подключении вибрационного сигнализатора звуковой сигнализатор отключается.

Назначение ЖКИ - вывод информации о результатах тестирования, режимах работы дозиметра и результаты измерения МЭД в режиме калибровки и поиска.

Дозиметр имеет три основных режима работы: тестирование, калибровка по уровню фона, поиск. Кроме того, в дозиметре имеются два дополнительных режима: установка количества среднеквадратичных отклонений (коэффициента) и контроль напряжения элементов питания.

Переход от одного режима к другому осуществляется последовательно и автоматически.

Режим тестирования начинается сразу после включения питания и предназначен для проверки правильности функционирования основных его узлов, в частности, ЖКИ, звуковой сигнализации и процессора. В случае успешного окончания тестирования, продолжающегося примерно 7 с, дозиметр переходит в режим калибровки по уровню фона. Перед этим в течение 5 с на ЖКИ индицируется значение установленного перед предыдущим выключением коэффициента n - числа, равного количеству среднеквадратичных отклонений.

ДБГ-04А. Дозиметр ДБГ-04А предназначен для измерения мощности полевой эквивалентной дозы γ-излучения.

Вследствие неплохих технических характеристик легкости в эксплуатации и сравнительно низкой цены, дозиметр широко распространен среди специалистов, занимающихся радиационным контролем, в том числе и специалистов ТКДРМ.

Прибор имеет простую конструкцию. На передней панели расположен жидкокристаллический индикатор, для индикации хода измерений и их результатов, а также разрядки элементов питания типа «Крона», которые располагаются в заднем отдельном отсеке. Включение дозиметра производится кнопкой, расположенной в боковой части прибора.

Процесс регистрации частиц γ- излучения, а также превышение верхней пороговой границы по мощности эквивалентной дозы (99.99 мкЗв/ч), окончание циклов измерения и тестирования дозиметра сопровождаются различными по длительности звуковыми сигналами.

Чувствительным к ионизирующему излучению элементом в дозиметре является газоразрядный счетчик СБМ-20, представляющий собой ионизационную камеру, работающую на плато счетной характеристики, и конструктивно расположенный на середине внутренней стороны задней крышки прибора. Применение в дозиметре ДБГ-04А четырех таких параллельно работающих счетчика позволило повысить его чувствительность и уменьшить время измерения до 10 с. Это особенность весьма положительно оценивается специалистами, занимающимися проведением радиационного контроля.

ДБГ-01Н. Дозиметрический прибор ДБГ-01Н также хорошо известен специалистам, занимающимся радиационным контролем. Он предназначен;

- для обнаружения радиоактивного загрязнения,

- для оценки (с помощью звуковой сигнализации) уровня мощности полевой эквивалентной дозы;

- для измерения мощности полевой эквивалентной дозы фотонного ионизирующего излучения.

Имея примерно одинаковые с ДБГ-04А технические характеристики и конструкцию, дозиметр ДБГ-01Н в тоже время отличается рядом свойств, главными из которых являются:

- значительное (в 10 раз) увеличение верхнего диапазона измерения мощности эквивалентной дозы;

- снижение времени регистрации излучения (при измерении мощности дозы в диапазоне 10 - 999.9 мкЗ/ч) до 3.5 с.

Это удалось достигнуть, путем разбиения всего диапазона измерений на два поддиапазона, не снижая остальные технические характеристики. Переключение на поддиапазоны осуществляется с помощью отдельного переключателя.

Регистрация γ- излучения в ДБГ-01Н происходит при помощи двух счетчиков Гейгера-Мюллера (СБМ-20). Эффективный центр регистрации находится в верхнем торце прибора.

Важной особенностью прибора является расширенный до -10°С допустимый нижний предел температурного диапазона измерения.

ДКС-1119 (EL-1119). Многофункциональный широкодиапазонный дозиметр фотонного излучения предназначен:

- для измерения амбиентной эквивалентной дозы рентгеновского и γ- излучения и её мощности;

- для измерения поглощенной дозы и её мощности рентгеновского и γ- излучения;

- для измерения экспозиционной дозы и мощности рентгеновского и γ- излучения;

- для сигнализации о превышении установленного уровня мощности дозы и ее мощности.

ДКС-1119 применяется в различных областях при проведении радиационного контроля и оценки радиационной обстановки. По широте диапазона энергий и мощности измеряемого рентгеновского и γ- излучения данный прибор не имеет себе равных.

Приказом ФТС России ДКС-1119 (а также AT 1121) был выбран в качестве «переносного средства радиационного контроля, предназначенного для контроля радиационной обстановки на рабочих местах инспекторов-операторов досмотровой рентгеновской техники и на местах размещения досматриваемых предметов». Ими оснащаются (в количестве 1-3 шт.) региональные таможенные управления и таможни, непосредственно подчиненные ФТС России.

Дозиметр обеспечивает возможность ручного установления пороговых уровней в пределах диапазонов измерения, а также их автоматическую установку при включении прибора. При превышении порогового значения дозы и ее мощности включается звуковая и световая сигнализация.

На жидкокристаллическое табло прибора выводится информация об измеренных величинах доз и их мощностей, а также индицируется относительное отклонение показаний (коэффициент вариации) в процентах, вызываемое статистическими флуктуациями при доверительной вероятности 0,95.

Дозиметр обеспечивает работу в режиме «записной книжки» (запись в энергонезависимую память до 100 результатов измерений мощности дозы с последующим хранением их при отключенном питании в течение не менее 48 ч, считыванием на табло и стиранием).

ДКС-1119 имеет стандартный интерфейс, обеспечивающий передачу в компьютер информации из «записной книжки», а также текущих результатов измерений при питании от сети переменного тока. Скорость передачи 300 Бод при длине интерфейсного кабеля до 100 м. (В поставляемой для таможенных органов модификации приборов программное обеспечение для передачи данных на компьютер отсутствует).

Дозиметр обеспечивает проведения самоконтроля основных узлов.

В состав дозиметра входят:

- блок детектирования;

- блок обработки информации;

- блок питания и зарядки аккумулятора.

Явление радиоактивности нуклидов состоит в том, что их ядра способны самопроизвольно превращаться в ядра других элементов за счет испускания альфа-частиц (α-частиц), бета-частиц (β-частиц) и гамма-квантов (γ-квантов) или деления. Такие нуклиды называют радионуклидами. Они и составляют основу радиоактивных материалов.

Поток создаваемых частиц и квантов невидим для глаз человека, обладает высокой энергией и называется ионизирующим или радиоактивным излучением. К такому излучению относится и рентгеновское, которое используется в досмотровых рентгеновских установках.

Источники радиоактивного излучения могут быть естественными и искусственными. Для целей досмотра в таможенном деле используются, в частности, естественные источники на основе радионуклидов.

Выделяют четыре основных вида ионизирующих лучей: α- излучение, β- излучение, фотонное излучение, нейтронное излучение.

При α- распаде ядро нуклида испускает тяжелую частицу, представляющую собой ядро атома. При этом часть энергии переходит в кинетическую энергию частиц. Поток частиц, образующийся при α- распаде, и называют α- излучением.

При β- распаде испускаются β- частицы (что увеличивает или уменьшает заряд ядра на единицу), а также нейтрино или антинейтрино. Поток (β- частиц составляет β-излучение.

В фотонном излучении выделяют рентгеновское и гамма-излучение (γ -излучение).

Вещества, содержащие радиоактивные изотопы, называют радиоактивными веществами.

Под делящимися радиоактивными материалами (ДРМ) понимают такие радиоактивные вещества, которые могут поддерживать цепную реакцию деления атомных ядер и требуют соблюдения дополнительных мер ядерной безопасности, исключающих возможность возникновения критической массы при их транспортировке.

Радиоактивные вещества и изделия на их основе представляют особую опасность для человека. Поэтому со стороны государства осуществляется жесткий контроль за их производством, применением и перемещением. Специальным документом установлены предельные уровни содержания радионуклидов. Определен особый порядок таможенного оформления и контроля таких веществ и изделий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: