Лабораторне заняття №3

Тема:  Прилади і методи радіаційного контролю

Мета: Ознайомитись із класифікацією приладів та методами радіаційного контролю

Завдання 1.  Ознайомитись із різними групами приладів та принципами їх роботи

Завдання 2. Вивчити два методи радіаційного контролю

Завдання 3. Навчитись розв’язувати задачі

Матеріали: прилади, набір плакатів,

На допомогу студенту

         1) В загальне поняття “радіаційний контроль” входить 4 види контролю при проведенні робіт з джерелами іонізаційного випромінення: дозиметричний, радіометричний, індивідуальний і спектрометричні вимірювання. У відповідності з цим і всю апаратуру радіаційного контролю умовно поділяють на відповідні групи:

1-    дозиметричні прилади, призначені для вимірювання потужності дози (рівня радіації), що інколи ще називають  фоном;

2-    радіометричні прилади, за допомогою яких визначають радіоактивне забруднення поверхні предметів, а також питому активність;

3-    портативні, мініатюрні  індивідуальні дозиметри;

4-    спектрометричні пристрої, що дозволяють встановити спектр (вміст) всіх радіонуклідів у будь-якому забрудненому предметі.

Іонізуюче випромінювання невидиме, немає ні кольору, ні запаху або інших ознак, які  вказали б людині на їх наявність чи відсутність. Тому їх вимірювання і виявлення проводять непрямим шляхом на основі однієї з таких властивостей. В основі роботи приладів використовують такі методи індикації:

*іонізаційний          *сцинтиляційний          *люмінесцентний          *фотографічний

*хімічний          *калориметричний          *біологічний              *розрахунковий

Принципова схема будь-якого приладу однакова і включає в себе 3 обов’язкових блоки:

         *детекторний пристрій (детектор)

         *реєструючий пристрій (індикатор)

*блок живлення (акумулятор, батарейка, електрична мережа)

 

Прилади побутового призначення

         Дозиметри: “Рось” (індикатор гамма-випромінювання), ”Прип’ять” (індикатор гамма - і бета-випромінювання), РКС-104,  ”Десна”, ” Бриз”  та інші. Більш складними є професійні прилади, частина з яких теж надходить у вільний продаж.

Професійні прилади

         Дозиметри: ДРГ-01Т (Аракс) – широкодіапазонний цифровий. Потужність експозиційної дози випромінювання – до 10 Р/год;

         ДСК-04 (Стриж) – для визначення і оцінки за допомогою звукового і світлового сигналу випромінювань;

         АІ-4096-90, АМ-А-02Ф – аналізатори імпульсів з мікро ЕОМ.

         Радіометр “Бета” – універсальний, переносний вагою 19 кг. Прилади СРП-68-01 (Пошук) та СРП-68К – більш універсальні геологічні пошукові прилади з точністю вимірювання +- 20%.

         Прилад СРП-68-01 "Пошук". Ним  вимірюють потік гамма-випромінювань в межах від 0 до 1000 С-1 і силу експозиційної дози гамма-випромінювання в межах від 0 до 3000 мкР/год. Робота приладу базується на перетворенні фізичної інформації в електричні сигнали, після чого вимірюють їх параметри. Функцію перетворення виконує сцинтиляційний детектор, який складається з кристалу NаІ  в якості сцинтилятора  і фотоелектронного збільшувача в якості переведення світлових величин в електричні.

         ІФКУ – дозиметр індивідуального  фотоконтролю універсальний. Призначений для  визначення еквівалентних доз в діапазоні 0,05 - 2 бер при реєстрації гамма-випромінювання. Похибка реєстрації дози гамма-випромінювання складає ±20%. Фотодозиметр являє собою поліетиленову касету, яка складається зі світлонепроникаючого корпусу, з внутрішньої сторони якої запресовані фільтри, які виключають деякі види випромінювання. В середину закладають фотоплівку, яка є детектором дозиметра. Корпус касети розділений на чотири поля. Числове значення еквівалентної дози визначається  приладом ІФКУ. Фотоелемент в залежності від ступеня  почорніння плівки видає на стрілковому приладі  пропорційне значення. Шкала проградуйована в берах.

         ДП-23  (індивідуальний дозиметр), вимірює дози радіації 2-50 Р; це комплект дозиметрів – 150 шт ДС-50,  прямопоказуючі - 50 шт ДКП-50-А і зарядно-вимірювальний пристрій.

         ДП-63А (індикатор радіоактивності) – для фіксації  і оцінки  рівнів радіації на місцевості; межі вимірювання – 0, 1-50 Р/год в двох піддіапазонах, можна також вимірювати β-випромінювання.

         ДП-36 (рентгенметр) – для вимірювання рівнів радіації γ-фону на місцевості, а також у автомобілях, в літаках, катерах … Джерело живлення –12 або 26 В. Діапазон вимірювання – 0, 1-500 Р/год. Є 4 піддіапазони.

          ДП-2 (рентгенметр) - для вимірювання рівнів радіації γ-фону на місцевості. Є три піддіапазони : 0-2;  0-20 і 0-200 Р/год.

         ДП-12(радіометр) –для визначення β-випромінювання поверхні різних об’єктів, а також невеликих рівнів γ-фону. Межі вимірювання: 1000 – 5 млн. розпадів хв. /см² та 1-125мР/год для γ-фону.

         ДП-22-В, ДП-24 – індивідуальні дозиметри прямопоказуючі.

ДП-64 (індикатор-сигналізатор) для постійного радіаційного спостереження і сповіщення про радіаційне забруднення звуковим та світловим сигналами.

         Для гамма-випромінювання застосовують ще і такі прилади: ДК-2, ДК-50, КДТ-1, ІКС-А, ДЕГ-07, ІКД-4.

   

2) Контроль радіоактивного опромінення проводиться груповим та індивідуальним методами.

    Індивідуальний метод контролю опромінення проводиться з метою визначення доз опромінення, отриманих кожною людиною за час знаходження на забрудненій місцевості. Для цього використовують індивідуальні дозиметри. Даний метод контролю поширюється на керівний склад ЦО, а також на людей, які виконують індивідуальні завдання у відриві від своїх формувань (розвідники, шофери, зв’язківці).

    Груповий метод контролю проводиться у тих випадках, коли особовий склад формувань і підрозділів ЦО діє в приблизно однакових умовах, а значить отримує приблизно однакову дозу опромінення. Даний метод контролю використовується також серед населення, яке не входить до складу ЦО.При груповому методі контролю індивідуальні дозиметри видаються з розрахунку 1-2 шт на одну бригаду, ланку чи інший підрозділ.

 

 3) При відсутності індивідуальних дозиметрів визначення доз опромінення проводиться розрахунковим способом.

    Розрахунок  доз опромінення проводиться за середнім значенням рівнів радіації за формулою:

                                Д = Р_ср  ·Т/Косл,                                                   (1)

де: Д - середня доза зовнішнього опромінення, рентген,

      Р_ср - середній рівень радіації на місцевості, Р/год,

      Т - тривалість опромінення, год,

Косл – коефіцієнт ослаблення, разів.

Середній рівень радіації на місцевості в залежності від кількості вимірів визначається таким чином:

·     якщо рівні радіації на місцевості вимірювались тільки на початку і по закінченні опромінення, то значення даних рівнів складається і дана сума ділиться на два;

·     якщо рівні радіації на місцевості вимірювались декілька разів, то значення даних рівнів сумується і розділяється на кількість вимірювань.

При розрахунках доз опромінення для людей, які знаходяться в укриттях (сховищах) і засобах руху, враховується коефіцієнт ослаблення g - випромінювання будовами і засобами пересування. Коефіцієнт ослаблення показує, у скільки разів зовнішнє опромінення людей, які знаходяться всередині сховища, в засобах пересування, менше, ніж на відкритій місцевості. Деякі коефіцієнти  послаблення наведені в табл. 1.

Більш точні значення коефіцієнта  ослаблення визначають шляхом вимірювання рівнів радіації на відкритій місцевості в районі розміщення сховища, транспортних засобів і в самому сховищі або всередині транспортних засобів.

 

Таблиця 1 - Середні значення коефіцієнта  ослаблення

дози радіації (Косл) сховищами та  засобами руху

Перелік сховищ та засобів  руху	Коефіцієнт  ослаблення
Житлові кам’яні будинки:	10
одноповерхові	40
підвал	15
двохповерхові	100
підвал	27
п’ятиповерхові	400
підвал Житлові дерев’яні будинки: будинок	40
	7
підвал	3
Польові споруди:
відкриті траншеї та щілини перекриті щілини	50
Бліндажі і сховища з лісоматеріалів	500
Транспортні засоби:
Автомобілі і автобуси, криті вагони	2
Пасажирські вагони, локомотиви	3

 

В таких випадках значення коефіцієнта  ослаблення (Косл) отримують шляхом поділу значення рівнів радіації на відкритій місцевості (Рм), на значення рівнів радіації, виміряних в сховищі (Рс):    

                                                                                 (2)

Приклад 1. Визначити дозу радіації, яку отримав особовий склад за 4 год при знаходженні на відкритій місцевості. Вимірювання  рівнів радіації проводили 5 разів. При цьому були зафіксовані такі значення рівнів радіації: 2,0; 1,5; 1,0; 0,9; 0,6 Р/год.

 

Розв’язок:

Доза радіації, яку отримав особовий склад, складає:

Приклад 2. Визначити коефіцієнт  послаблення дози радіації підвалу одноповерхового  кам’яного будинку. Рівні радіації, виміряні в підвалі дорівнюють 2 Р/год, а виміряні на відкритій місцевості дорівнюють 80 Р/год.

Розв’язок :

Для визначення отриманої дози опромінення людьми, які знаходяться в сховищі, необхідно дозу опромінення, визначену на відкритій місцевості, розділити на коефіцієнт послаблення g - випромінювання даного сховища.

Таблиця 2 -         Значення коефіцієнтів для розрахунку рівнів радіації на  1 год після вибуху, аварії

Час, який пройшов після вибуху, год	1	2	3	4	5	6	7	8	10
	1	2,3	3,74	5, 28	6, 9	8, 6	10, 3	12,1	15,9
Час, який пройшов після вибуху, год	12	18	24	30	36	48	72	96	120
	19,7	31,1	45,3	59,0	73,7	104,1	170	240	312

Р₁- рівень радіації на 1 год після вибуху, Р/год;

  Р₀- рівень радіації в момент вимірювання, Р/год.

 

Часто для розрахунків режимів поведінки населення необхідно знати значення рівнів радіації, наведених на 1 год після вибуху чи аварії. З цією метою використовують спеціальний коефіцієнт послаблення (П)  (табл. 2)

Приклад 3. Визначити наведений рівень радіації, якщо в момент вимірювання t₀ = 3 год, ступінь забруднення місцевості становив 40 Р/год.

Розв’язок: За таблицею 2 для часу 3 год коефіцієнт П дорівнює 3,74. Це значить, що Р₁=3, 74 · 40 =150 Р/год - приведений рівень радіації через 1 год після вибуху.

 

Дайте письмові відповіді на запитання та завдання

1.     З комплекту плакатів випишіть будову, призначення та принцип роботи приладу ДП-5А.

2.     За рахунок чого знижуються рівні радіації у сховищах та приміщеннях?

3.     У чому полягає різниця між двома методами радіаційного контролю?