Лабораторне заняття №4

Тема: Робота з  дозиметром-радіометром МКС-05 “ТЕРРА”

Мета: Вивчити техніку вимірювань еквівалентної дози (ЕД), потужності еквівалентної дози (ПЕД) гамма - та  рентгенівського випромінювань,  а також поверхневої щільності потоку бета-частинок на прикладі  дозиметра-радіометра МКС-05 “ТЕРРА” (далі за текстом - дозиметр).

Завдання 1.  Вивчити діючі норми радіаційної безпеки НРБУ-2006.

Завдання 2. Вивчити склад, схематичну побудову та принцип роботи дозиметра.

Завдання 3. Провести вимірювання потужності еквівалентної дози (ПЕД) гамма - та  рентгенівського випромінювань, еквівалентної дози (ЕД) та поверхневої щільності потоку бета-частинок повітря в лабораторії, безпосередньо біля монітора комп’ютера та на відкритому повітрі.

Завдання 4. Навчитись визначати індикацію вимірюваного часу накопичення ЕД оператором.

Прилади і матеріали: НРБУ-2006, дозиметр-радіометр МКС-05 “ТЕРРА”,   методичні рекомендації

На допомогу студенту

         1) Виписати із НРБУ-2006 прийняті в Україні норми радіаційного фону, отриманої потужності еквівалентної дози для населення. В дозиметрі „Терра” встановлені порогові рівні: за ПЕД - 0,30 мкЗв/год, за ЕД - 0,01 мЗв, за щільністю потоку бета-частинок  - 0,04·10³ част./(см²×хв).

 

    2) Дозиметр використовується для екологічних досліджень; як наочне обладнання для закладів освіти; для дозиметричного і радіометричного контролю на промислових підприємствах; для контролю радіаційної чистоти житлових приміщень, будівель і споруд, території, що до них прилягає, предметів побуту, одягу, поверхні грунту на присадибних ділянках, транспортних засобів.

Загальнi вiдомостi

Дозиметр виконано у вигляді моноблоку, в якому розміщені детектор гамма- та бета- випромінень, друкована плата зі схемою формування анодної напруги, цифрової обробки, управління та індикації, а також елементи живлення.

Детектор гамма- та бета-випромінень перетворює випромiнення в послiдовнiсть iмпульсiв напруги, кількість яких пропорцiйна інтенсивності реєстрованого випромiнення.

           Схема формування анодної напруги, цифрової обробки, управління та індикації здiйснює:

·        вимiрювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення та щільності потоку бета-частинок шляхом вимiрювання середньої частоти iмпульсiв, що надходять з виходу детектора;

·        вимiрювання ЕД фотонного випромiнення шляхом вимiрювання  загальної  кiлькостi iмпульсiв, що надходять з виходу детектора;

·        вимірювання часу накопичення ЕД та реального часу;

·        управління режимами роботи дозиметра;

·        відображення результатів вимірювань.

Опис конструкції дозиметра

Корпус приладу (рис.1, 2) складається з верхньої (1) та нижньої (2) кришок. В середній частині верхньої кришки (1) дозиметра розташовано панель індикації (3), зліва і справа над нею – дві клавіші (4) управління роботою дозиметра, а в верхній частині кришки (1) – гучномовець (5).

В нижній кришці (2) приладу розміщено відсік (6) для елементів живлення, а також вікно (7) для вимірювання поверхневої щільності потоку бета-частинок. Відсік живлення (6) і вікно (7) закриваються відповідно кришками (8) і (9), фіксація яких здійснюється за рахунок пружних властивостей матеріалу.

В середині корпусу знаходиться друкована плата (10), на якій розташовані всі елементи електричної схеми, за винятком гучномовця (5). Гучномовець прикріплюється до верхньої кришки (1) й електрично під’єднується до друкованої плати (10) за допомогою пружинних контактів. Друкована плата (10) прикріплюється до верхньої кришки (1) корпусу гвинтами.

Нижня кришка скріплюється з верхньою кришкою за рахунок зачеплення спеціальних конструктивних елементів, а також за допомогою двох гвинтів. Цими ж гвинтами прикріплюються контакти (11) для підключення елементів живлення.

Органи управління та індикації дозиметра мають відповідні написи

 

 

Рис.1. Загальний вигляд дозиметра

 

 

 

 

 

Рис.2. Вигляд зі знятою нижньою кришкою

 

В дозиметрі програмуються значення порогових рівнів ПЕД та ЕД фотонного іонізуючого випромінення, а також щільності потоку бета-частинок з дискретністю в одиницю програмованого розряду у всьому робочому діапазоні вимірювання.

Дозиметр подає однотональний звуковий сигнал при попаданні гамма-кванта чи бета-частинки в блок детектування та сигнал двох тональностей при перевищенні запрограмованого рівня ПЕД, ЕД чи щільності потоку бета-частинок.

Всі значення почергово виводяться на один цифровий рідкокристалічний індикатор з висвічуванням ознак відповідності інформації.

Підготовка дозиметра до роботи.

Відкрити відсік живлення дозиметра i переконатись в наявностi у відсіку двох елементів живлення, в надiйностi контактiв та вiдсутностi видiлення солей на елементах пiсля довготривалого зберiгання дозиметра.

Увімкнути дозиметр, короткочасно натиснувши кнопку РЕЖИМ. При цьому дозиметр повинен відразу працювати в режимі вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення, про що свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором, а також звукові сигнали при реєстрації кожного гамма-кванта та після завершення інтервалу вимірювання. Після завершення інтервалу вимірювання на цифровому індикаторі

Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації ЕД оператора. При цьому під цифровим індикатором повинен блимати другий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення.

Короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим вимірювання щільності потоку бета-частинок, про що свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором, а також звукові сигнали при реєстрації кожних бета-частинки чи гамма-кванту та після завершення інтервалу вимірювання. Після завершення інтервалу вимірювання на цифровому індикаторі повинен висвітитись результат вимірювання.

Швидко натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації часу накопичення ЕД оператором. Про це свідчитиме мигання усіх розрядів цифрового індикатора та немигаюча кома посередині між двома парами розрядів. Щохвилини крайній справа розряд повинен змінюватись на одиницю.

Швидко натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації реального часу, про що свідчитиме кома між двома парами розрядів цифрового індикатора, яка повинна мигати з періодом 1 секунда.

Для вимкнення дозиметра необхідно натиснути та утримувати в натиснутому стані протягом 4 секунд кнопку РЕЖИМ.

В дозиметрi вiдсутнi зовнішні деталі, на які могли б потрапити напруги, що небезпечнi для життя, а також не має ДІВ.

 

3) Режим вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення вмикається пріоритетні з моменту увімкнення дозиметра. Ознакою цього режиму є мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором. При цьому до завершення першого інтервалу вимірювання на рідкокристалічному цифровому індикаторі будуть висвічуватись нулі. Одиниці вимірювання виражені в мкЗв/год.

Для вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення необхідно дозиметр орієнтувати метрологічною міткою “+” у напрямку до об’єкта, що обстежується:

А)провести вимірювання повітря в лабораторії

Б) провести вимірювання безпосередньо біля монітора комп’ютера

В) провести вимірювання біля контрольного джерела

Г) провести вимірювання на відкритому повітрі.

Результатом вимірювань ПЕД вважати середнє арифметичне з п'яти останніх вимірів.

Кожний зареєстрований гамма-квант та закінчення інтервалу вимірювання будуть супроводжуватись звуковими сигналами.

Інтервали вимірювань від 1 до 64 секунд та піддіапазони будуть установлюватись автоматично в залежності від інтенсивності випромінення, що вимірюється.

Результати оформляються у вигляді табл.1.

Таблиця 1 – Результати вимірювань

Об’єкти та параметри вимірювання	Показники	Середнє арифметичне
ПЕД, мкЗв/год
повітря в лабораторії
монітор комп’ютера
контрольне джерело
на відкритому повітрі
ЕД, мЗв
Щільність потоку бета-частинок, 103 част./(см2×хв)
повітря в лабораторії
монітор комп’ютера
контрольне джерело
на відкритому повітрі

 

Примітка. На момент увімкнення дозиметра у ньому автоматично встановлюється значення порогового рівня за ПЕД - 0,30 мкЗв/год.

Індикація вимiрюваного значення ЕД фотонного іонізуючого випромiнення.

Для увімкнення режиму індикації вимiрюваного значення ЕД фотонного іонізуючого випромiнення необхідно швидко натиснути кнопку РЕЖИМ. Цей режим є наступним після режиму вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення (який вмикається приорітетно з моменту увімкнення дозиметра).

Ознакою цього режиму є блимаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором. Одиниці вимірювання ЕД фотонного іонізуючого випромiнення виражені в мЗв. На початку роботи дозиметра кома на індикаторі буде знаходитись після першого зліва розряду. В міру зростання значення ЕД фотонного іонізуючого випромiнення кома буде автоматично зміщуватись вправо, аж до повного заповнення шкали ЕД дозиметра.

Примітка. На момент увімкнення дозиметра у ньому автоматично встановлюється значення порогового рівня по ЕД - 0,01 мЗв.

Для вимірювання щiльностi потоку бета-частинок необхідно короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ. Цей режим є наступним після режиму індикації вимірюваного значення ЕД фотонного іонізуючого випромінення. Ознакою цього режиму є мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором. При цьому до завершення першого інтервалу вимірювання на рідкокристалічному цифровому індикаторі будуть висвічуватись нулі. Одиниці, в яких здійснюється вимірювання, виражені в част./(см²×хв).

Для вимірювання щiльностi потоку бета-частинок необхідно дозиметр зорієнтувати вікном, що знаходиться навпроти детектора (далі за текстом – вікно детектора), паралельно до обстежуваної поверхні і розташувати на мінімальній відстані до неї.

Для врахування гамма-фону необхідно здійснювати два вимірювання: перше - з відкритим вікном детектора; друге - з закритим за допомогою кришки-фільтра вікном детектора. Результатом вимірювань при цьому буде різниця між першим та другим вимірюваннями.

Результатом вимірювань щiльностi потоку бета-частинок вважати середнє арифметичне з п'яти вимірювань. Результати вимірювань заносять до табл. 2.

Кожна зареєстрована бета-частинка, гамма-квант та закінчення інтервалу вимірювання будуть супроводжуватись звуковими сигналами.

Інтервали вимірювань від 1 до 64 с та піддіапазони вимірювань будуть установлюватись автоматично,  залежно від інтенсивності випромінення, що вимірюється.

Примітка. На момент увімкнення дозиметра у ньому автоматично установлюється значення порогового рівня по щільності потоку бета-частинок  - 0,04·10³ част./(см²×хв).

 

   4) Для увімкнення режиму індикації вимірюваного часу накопичення ЕД оператором необхідно короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ. Цей режим є наступним після режиму вимірювання та індикації значення  щільності потоку бета-частинок.

Ознаками цього режиму на рідкокристалічному цифровому індикаторі є мигання усіх розрядів цифрового індикатора та неблимаюча кома, яка знаходиться посередині між двома парами розрядів. При цьому ваги цифрових значучих розрядів на індикаторі справа - наліво будуть наступними: першого - одиниці хвилин; другого - десятки хвилин; третього - одиниці годин; четвертого - десятки годин.

Індикація реального часу та корекція його значення. Для увімкнення режиму індикації реального часу необхідно швидко натиснути кнопку РЕЖИМ. Цей режим є наступним після режиму індикації вимірюваного часу накопичення ЕД оператором.

Ознаками цього режиму на рідкокристалічному цифровому індикаторі є кома між двома парами розрядів цифрового індикатора, яка блимає з періодом 1 секунда.

При цьому ваги цифрових знаків розрядів на індикаторі справа - наліво будуть такими: першого - одиниці хвилин; другого - десятки хвилин; третього - одиниці годин; четвертого - десятки годин.

Зробити висновки з отриманих результатів