Dozimetr je zařízení pro měření expoziční dávky , kermy fotonového záření , absorbované dávky a ekvivalentní dávky fotonového nebo neutronového záření a také měření síly uvedených veličin [1] . Samotné měření se nazývá dozimetrie .
Na rozdíl od absorbované dávky [2] nejsou ekvivalentní a efektivní dávky normalizované v radiační bezpečnosti v praxi měřitelné [3] . Pro jejich konzervativní hodnocení se zavádějí tzv. provozní veličiny, v jejichž měrných jednotkách jsou kalibrovány radiační monitorovací zařízení (dozimetry). V současné době jsou standardizovány a používány následující provozní hodnoty [4] :
První dvě hodnoty se používají pro monitorování prostředí a třetí pro individuální dozimetrii (například pomocí osobních nositelných dozimetrů).
Pomocí naměřených provozních hodnot lze konzervativně odhadnout hodnotu přijaté efektivní dávky [5] . Pokud je hodnota provozní hodnoty menší než stanovené limity, pak není potřeba žádný další přepočet [5] [6] .
Dříve vyráběné dozimetry bylo možné kalibrovat v jednotkách maximální ekvivalentní dávky (H max ), ekvivalentního dávkového indexu (ED) nebo polní ekvivalentní dávky [7] [8] , navíc byla použita hodnota expoziční dávky (X).
Domácí spotřebiče mají zpravidla světelnou a / nebo zvukovou indikaci a displej pro čtení měření. Velikost a provedení se liší od náramku po „kapsové“ provedení. Doba nepřetržitého provozu z jedné baterie od několika hodin do několika měsíců.
Domácí spotřebiče zpravidla neumožňují odhadnout přijatou dávku při kontaktu se zdroji neutronů [9] . Hodnocení fotonového, α a β záření závisí na přítomnosti přídavných filtrů a povaze použitých senzorů. Například zařízení navržená na senzoru SBM-20 a vyrobená v pevném plastovém pouzdře jsou konfigurována tak, aby měřila pouze jeden typ IR - fotonu (tvrdé γ-záření) [9] .
Rozsah měření dozimetrů pro domácnost zpravidla závisí na povaze senzorů použitých v zařízení. Například pro senzor SBM-20 je limit 4*10 3 pulsů/s, kde 60 pulsů/μR bude limit měření ≈66 μR/s [10] bez ohledu na dělení na obrazovce. Při přiblížení k prahovým hodnotám dojde k poruše detekce, která je způsobena tvorbou doutnavého výboje v detektoru. Hodnoty dávkového příkonu na obrazovce budou rychle klesat.
Jako záznamový prvek záření v dozimetrech se používají indikátory plynového výboje ionizujícího záření, založené na efektu lavinového průrazu ionizovaného prostoru, při intenzitě pole blízké kritické, ale nepřekračující ji. K tomu se v mezielektrodovém prostoru Geigerova čítače udržuje intenzita pole ve stavu nasycení , ale pod hranicí samoprůrazu ( doutnavý výboj ). Toto je hranice Geigerovy plošiny - horizontální řez charakteristikou proudového napětí těchto senzorů. V tomto stavu je v prostoru senzoru udržována intenzita pole, která je pro danou vzdálenost mezi elektrodami limitující, ale nedostatečná pro vznik nezávislého průrazu mezi nimi, a senzor je udržován v uzamčeném hraničním stavu.
Když ionizující záření vstoupí do prostoru senzoru, pod jeho vlivem dojde k nucené ionizaci (vznik volných nosičů náboje) a podél dráhy v nabitém elektrickém poli, orientovaném ve směru „katoda-anoda“, dojde k lavinovému průrazu. elektrostatické pole, pod jehož vlivem tyto volné nosiče náboje padají a nosiče náboje přitahované řetězovou ionizací tranzitní zóny. A protože vlastní kapacita (C plyn ) snímače je minimální, při správně zvoleném odporu R n dojde k úplnému vybití elektrostatického potenciálu snímače, po jehož vyčerpání se rozpad rozpadne a potenciál zcela klesne na spodní okraj náhorní plošiny. Senzor se tak po dobu průrazu dostane do uzavřeného stavu, který generuje impuls procházející kondenzátorem C e , který se zároveň vybije, díky čemuž kvantitativně vstoupí impuls odpovídající částici nebo gama kvantu. vstup atenuátoru a senzor přejde mrtvou dobu měření (doba nabití prostorového kondenzátoru ke spodnímu okraji plató, při kterém není schopen detekovat záření).
Atenuátor vyrovná impuls v amplitudě a frontách na obdélníkový a v této podobě přenese do čítače impulsů, který tyto impulsy vnímá jako počítající, přesně definovaný čas určený časovačem a nastavený v závislosti na pracovním objemu senzoru / senzorů tak, aby výsledek měření odpovídal skutečné hodnotě radiační dávky v uvedených množstvích. To znamená, že čítač ve skutečnosti počítá počet pulzů (registrovaných kvant) za jednotku času v pracovním objemu senzoru, nebo (v případě jednodetektorového obvodu) „zpomaluje“ odpočítávání za jednotku času. mrtvý čas (od čela do poklesu aktuálního počítacího impulsu, pozastavení časovače) stejným útlumovým členem, nebo (v případě vícedetektorového obvodu) registruje impulsy se senzory, které zůstávají v pohotovostním režimu po dobu dobíjení. Počáteční celková (přednastavená) doba měření je technicky pevně nastavena (křemenným časovačem) jako kalibrovaná konstanta přímo související s celkovým pracovním objemem senzorů. Na konci doby měření se zablokuje čtení a vysokonapěťový senzorový generátor a je vydán signál (pokud je to konstruktivně možné) o konci měřicího cyklu.
Protože skutečná doba měřicího cyklu je v závislosti na obvodu snímače od jedné (ANRI 01 02 se systémem snímačů 4 + 2) do pěti minut (stejný Master-1, jehož příklad ukazuje základní blokové schéma s jedním snímačem ), tyto přístroje jsou pro vyhledávací účely prakticky nepoužitelné a jsou určeny speciálně pro měření radiační dávky pozadí všesměrovým systémem senzorů, redukované na jejich pracovní objem, nebo úrovně radiace zdroje záření trvale umístěného vzhledem k přístroji při expozice.
Dozimetr může obsahovat:
Příkladem je chemický dozimetr ID-11 (aluminofosfátové sklo aktivované stříbrem), který registruje účinky gama a smíšeného gama-neutronového záření. Zaznamenaná dávka se měří pomocí měřícího přístroje IU-1 (nebo GO-32) v rozsahu od 10 do 1500 rad. Dávka záření se při periodické expozici sčítá a uchovává v dozimetru po dobu 12 měsíců. Hmotnost ID-11 je 25 g. Hmotnost IU-1 je 18 kg.
Detektory ionizujícího záření [12] (snímací prvky dozimetru, které slouží k převodu jevů způsobených ionizujícím zářením na elektrický nebo jiný měřitelný signál) mohou být senzory různé konstrukce a principu činnosti:
V SSSR se dozimetry pro domácnost nejvíce rozšířily po havárii v Černobylu v roce 1986. Dozimetry se do té doby používaly pouze pro vědecké nebo vojenské účely.
Bomab (The BOttle MAnikin Absober) je fantom vyvinutý v roce 1949 a od té doby byl přijat v Severní Americe, ne-li po celém světě.[ objasnit ] jako průmyslový standard (ANSI 1995) pro kalibraci dozimetrů používaných pro počítání celého těla.
Fantom se skládá z 10 polyetylenových lahví, buď válců nebo eliptických balónků, což jsou jeho hlava, krk, hrudník, břicho, stehna, nohy a paže. Každá sekce je naplněna radioaktivním roztokem ve vodě, jehož radioaktivita je úměrná objemu každé sekce. To napodobuje rovnoměrné rozložení materiálu po celém těle.
Příklady radioaktivních izotopů používaných ke kalibraci účinnosti měření jsou 57 Co , 60 Co , 88 Y , 137 Cs a 152 Eu .
Lung Counter ( en: Lung Counter ) je systém navržený k měření a počítání záření z radioaktivních plynů a aerosolů vdechnutých osobou a nerozpustných v tělesných tkáních natolik, že opustí plíce na několik týdnů, měsíců nebo let. Skládá se z detektoru nebo detektorů záření a jejich přidružené elektroniky.
Často se takový systém nachází ve spodních patrech místností (pro ochranu před hadronovou složkou kosmického pozadí) a je obklopen ochranou před gama zářením (silné stěny z oceli, olova a dalších těžkých materiálů) a neutrony. záření (kadmium, bor, polyethylen).
Protože plicní počítač se primárně používá k měření radioaktivních látek, které vyzařují nízkoenergetické gama nebo rentgenové záření, musí být fantom použitý ke kalibraci systému antropometrický. Takový fantom lidského těla vyvinuli například v Livermore National Laboratory. E. Lawrence (Torso Phantom).
Moderní osobní dozimetr
Jeden z typů moderních dozimetrů
Jeden z typů moderních dozimetrů
Ionizační dozimetr, není přímý odečet, zastaralý, ale stále se používá v mnoha závodech
Jeden z typů moderních přímočtených dozimetrů používaných personálem JE
Individuální gama a smíšené gama - dávkovač neutronového záření ID-11
Fosforeskující stupnice měřiče dávkového příkonu DP-5V