Приборы радиационной разведки
Радиационная разведка
Вернуться на страницу «Приборы радиационной, химической разведки и дозиметрического контроля»
Опасность поражения людей радиоактивными веществами требует быстрого выявления и оценки радиационной обстановки в условиях заражения. Организация радиационного наблюдения призвана обеспечить предупреждение населения об опасности заражения. За состоянием атмосферы постоянно ведут наблюдение посты метеорологической службы, которые следят за радиационным заражением.
Действие ионизирующих излучений на людей и животных заключается в разрушении живых клеток организма, которое может привести к заболеванию лучевой болезнью различной степени, а в некоторых случаях и к летальному исходу. Чтобы оценить влияние ионизирующих излучений на человека (животного), надо учитывать две основные характеристики: ионизирующую и проникающую способности.
В целях своевременного оповещения населения о возможном радиационном заражении службы радиационной разведки гражданской обороны располагают соответствующими приборами, которыми можно контролировать состояние окружающей среды.
Дозиметрические приборы предназначены для определения уровней радиации на местности, степени заражения одежды, кожных покровов человека, продуктов питания, воды, фуража, транспорта и других различных предметов и объектов, а также для измерения доз радиоактивного облучения людей при их нахождении на объектах и участках, зараженных радиоактивными веществами.
В группу приборов для радиационной разведки местности входят индикаторы радиоактивности и рентгенометры; в группу приборов для контроля степени заражения входят радиометры, а в группу приборов для контроля облучения — дозиметры.
Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия, называемых альфа-частицами и обладающих высокой ионизирующей способностью. Однако проникающая способность их очень низка. Длина пробега альфа-частицы в воздухе составляет всего несколько сантиметров (не более 10 см), а в твердых и жидких веществах еще меньше. Обыкновенная одежда и средства индивидуальной защиты полностью задерживают альфа-частицы и обеспечивают защиту человека. Альфа-частицы крайне опасны при попадании в организм, что может привести к внутреннему облучению.
Гамма-излучение имеет внутриядерное происхождение и представляет собой электромагнитное излучение, распространяющееся со скоростью света. Оно обладает очень высокой проникающей способностью и может проникать через толщу различных материалов. Гамма-излучение представляет основную опасность для жизни людей, ионизируя клетки организма. Защиту от него могут обеспечить только убежища, противорадиационные укрытия, надежные подвалы и погреба.
Методы обнаружения ионизирующих излучений
Обнаружение ионизирующих излучений основывается на их способности ионизировать и возбуждать атомы и молекулы среды, в которой они распространяются. Такие процессы изменяют физико-химические свойства облучаемой среды, которые могут быть обнаружены и измерены.
- изменение электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов);
- люминесценция (свечение) некоторых веществ;
- засвечивание фотопленок;
- изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др.
Взяв за основу эти явления, для регистрации и измерения ионизирующих излучений используют фотографический, химический, сцинтилляционный и ионизационный методы.
Фотографический метод основан на измерении степени почернения фотоэмульсии под воздействием радиоактивных излучений. Гамма-лучи, воздействуя на молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, выбивают из них электроны связи. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при ее проявлении.
Сцинтилляционный метод
Ионизационный метод
Единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений
Единицы радиоактивности
Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы.
Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически появилась единица «рентген». Эта единица определяется как доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 0, 001293 г воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в 1 эл.-ст. ед. ионов каждого знака здесь 0,001293 г, масса 1 см3 атмосферного воздуха при 0оС и давлении 760 мм рт. ст.).
В СИ единицей экспозиционной дозы является «один кулон на килограмм» (Кл/кг). Внесистемной единицей является «рентген» (Р), 1 Р = 2,58×10-4 Кл/кг. В свою очередь 1 Кл/кг = 3,88×103 Р.
Поглощенная доза — энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества или человеком. Чем продолжительнее время облучения, тем больше поглощенная доза. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица «грей» (Гр). 1 грей — это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.
Мощность поглощенной дозы — это приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ — «грей в секунду» (Гр/с). Это такая мощность поглощенной дозы облучения, при которой за 1 с в веществе создается доза облучения 1 Гр.
Эквивалентная доза — это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов ионизирующих излучений. Определяется она по формуле: Дэкв = Q . Д, где Д — поглощенная доза данного вида излучения; Q — коэффициент качества излучения, который составляет для рентгеновского, гамма- и бета-излучений 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10, для альфа — излучения с энергией менее 10 Мэв 20. Из приведенных данных видно, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект.
Бэр (биологический эквивалент рентгена) — это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр — такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения. Поскольку коэффициент качества гамма-излучения равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении
Мощность эквивалентной дозы — отношение приращения эквивалентной дозы за единицу времени и выражается в «зивертах в секунду» (Зв/с). Поскольку время пребывания человека в поле облучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в «микрозивертах в час» (мкЗв/ч).
Основы ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ
В современных дозиметрических приборах наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений. Он основан на использовании одного из свойств радиоактивных веществ — их способности ионизировать среду, в которой они распространяются (то есть расщеплять нейтральные молекулы или атомы на пары: положительные — ионы и отрицательные — электроны). Если взять замкнутый объем газа и приложить к нему электрическое напряжение, то образующиеся в нем при облучении электроны и ионы придут в упорядоченное движение: первые будут перемещаться к аноду, вторые — к катоду. В результате между электродами (анодом и катодом) возникает так называемый ионизационный ток, величина которого прямо пропорциональна мощности дозы ионизирующего излучения. По силе ионизационного тока можно судить об интенсивности излучений.
Ионизационные камеры и газоразрядные счетчики. Принцип их работы
Воспринимающими устройствами дозиметрических приборов являются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.
Схема ионизационной камеры: 1 — внутренняя поверхность и сердечник камеры (положительный электрод); 2 — металлическое кольцо (отрицательный электрод); 3 — днище камеры; 4 — янтарный изолятор; 5 — охранное кольцо
Газоразрядный счетчик (рис. 120) представляет собой металлический (или стеклянный) цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов с небольшими добавками, улучшающими его работу. Анодом служит тонкая металлическая нить, натянутая внутри корпуса, который является катодом (у счетчиков из стекла катод — тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность корпуса).
Газоразрядный счетчик с металлическим корпусом: 1 — корпус счетчика (катод); 2 — нить счетчика (анод); 3 — выводы; 4 — изоляторы
Вернуться на страницу «Приборы радиационной, химической разведки и дозиметрического контроля»