Как выбрать дозиметр радиации. Что такое дозиметр, и где он может пригодиться? Дозиметр применение

Дозиметры ионизирующих излучений - это приборы, предназначенные для измерения величины дозы или мощности дозы ионизирующих излучений. Приборы, измеряющие мощность дозы ионизирующих излучений, называют также рентгенометрами. Дозиметры ионизирующих излучений работают на основе учета ионизационного или люминесцентного свойств излучения (см. Дозиметрия). Основной составной частью ионизационных дозиметров ионизирующих излучений являются ионизационная камера или газоразрядная трубка с ограниченным объемом газа или воздуха. В стенке камеры или трубки, а также в центре их расположены электроды. В нормальном состоянии молекулы и газа электрически нейтральны, поэтому при приложении разности потенциалов к электродам электрический ток через камеру не проходит.

Комплект для индивидуального дозиметрического контроля: 1 - зарядно-измерительный пульт; 2 - индивидуальные ионизационные камеры; 3 - укладочный ящик.

Если такую камеру поместить в зону действия ионизирующего излучения, то в ней происходит ионизация газа с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов, которые после приложения разности потенциалов будут направленно перемещаться к электродам противоположного знака. Ток, возникающий в результате направленного перемещения ионов в камере, называется ионизационным и может быть измерен специальным прибором - гальванометром или микроамперметром. При определенных условиях ионизационный ток пропорционален числу ионов и зависит от величины дозы излучения, поглощенной в камере. В газоразрядных трубках, в отличие от ионизационных камер, электроны, образующиеся при воздействии излучений, приобретают большую энергию и в свою очередь вызывают ионизацию других молекул и атомов газа. В связи с этим первичная ионизация газа, обусловленная воздействием излучений, значительно усиливается и, следовательно, имеется возможность регистрации очень малых величин доз ионизирующих излучений.

Дозиметры, основанные на принципе регистрации свечения, возникающего в процессе перехода атома из возбужденного состояния в невозбужденное при облучении некоторых веществ (люминофоров), называются люминесцентными или сцинтилляционными. Световые вспышки в люминофорах можно регистрировать специальными (ФЭУ). Световые вспышки в них преобразуются в электрические импульсы, которые регистрируются счетными устройствами. Дозиметры ионизирующих излучений всех типов имеют, кроме датчика (ионизационная камера, газоразрядная трубка или люминофор), питающее, преобразующее и регистрирующее устройства. Датчик может быть смонтирован в одном блоке с преобразующим и регистрирующим устройствами. Некоторые датчики имеют небольшие размеры и предназначаются для введения в полости тела, например в полость рта или мочевого пузыря. Такие датчики перед введением подвергают или их заключают в резиновые баллоны.

Питающее устройство предназначено для приложения разности потенциалов на электроды. Портативные дозиметры ионизирующих излучений имеют источники питания постоянного тока в виде сухих элементов. Клинические дозиметры ионизирующих излучений включаются в электрическую сеть. Перед измерениями необходимо хорошо прогреть приборы в течение 20-30 мин., чтобы получить устойчивые показатели измерений. Для измерения мощности дозы излучения рентгеновских или необходимо установить датчик в центре рабочего пучка излучения.

Преобразующее устройство превращает первичный эффект излучения в электрические импульсы. Регистрирующее устройство - стрелочный прибор, градуированный либо в единицах дозы, либо в единицах мощности дозы, т. е. в рентгенах, миллирентгенах, микрорентгенах (р/час, р/мин, мр/час, мкр/сек). Дозиметры ионизирующих излучений имеют несколько диапазонов измерений, которые устанавливаются непосредственно перед исследованием. Измерения начинают производить с максимального диапазона и постепенно выбирают диапазон, соответствующий данному конкретному случаю.

По целевому назначению используемые в медицинской практике дозиметры ионизирующих излучений можно разделить на четыре группы.
1. Рентгенометры. Предназначаются для измерения лечебных доз рентгеновского и (конденсаторный дозиметр КД и КДМ, рентгенометры РМ-1 и дозиметр интегральный медицинский ДИМ).

2. Микрорентгенометры для измерения мощности дозы излучения на рабочих местах персонала (МРМ-2) и в смежных помещениях («Спутник», «Кристалл»).

3. Дозиметры для определения величины дозы индивидуального облучения персонала (КИД-2 и ИД-2). На рис. представлен наиболее распространенный дозиметр ионизирующих излучений для индивидуального дозиметрического контроля.

4. Радиометры для определения уровня радиоактивного загрязнения помещения и оборудования (ТИСС и ЛУЧ). Эти приборы не являются собственно дозиметрами, однако их показания дают возможность определить величину дозы расчетным путем.

При работе с дозиметрами ионизирующих излучений необходимо соблюдать следующие правила.
1. Оберегать от сотрясений, переносить только в упаковочных ящиках, хранить в сухом месте.

2. Приступать к работе с дозиметрами ионизирующих излучений только после предварительного изучения инструкции по эксплуатации прибора.

3. Обязательно выключать прибор после работы.

4. Периодически градуировать дозиметры ионизирующих излучений по стандартным эталонам в специальных проверочных лабораториях и результаты градуировки фиксировать в паспорте приборов.

5. Использовать дозиметры ионизирующих излучений только по назначению - для измерения определенного качества излучений при определенных значениях величины дозы или мощности дозы излучения.

Бытовой дозиметр может стать очень полезным, если знать, как его правильно выбирать и использовать. Под термином «дозиметр» подразумевают богатое разнообразие техники для измерения уровня радиации. Различные модели и их модификации могут отличаться по принципу работы, конструкции, функционалу и дизайну. Чаще всего при выборе лучшего из каких-либо приборов, первое, что нужно учитывать – потребности пользователя. Дозиметры, радиометры или дозиметры-радиометры здесь не исключение, цель использования коренным образом решает, какая модель подойдет лучше всего.

Любой дозиметр предназначен обеспечивать безопасность здоровья человека, значит нужно определиться с классом техники. В первую очередь стоит разобраться, в чем разница между бытовыми и профессиональными моделями.

Дозиметрами или радиометрами профессионального уровня пользуются специалисты, работающие в потенциально опасных условиях: на АЭС, заводах по производству оружия или медицинской техники, в банках. Многие организации закупают измерители радиоактивного фона для сотрудников иных специальностей с целью обезопасить их здоровье. Приборы подвергаются жесткому контролю производства, а их минимальные требования регламентированы законодательством.

Каждая конкретная модель заносится в реестр Росстандарта. Если устройство не внесено в реестр, оно не является профессиональным, несмотря на параметры, заверения продавца или производителя.

Возможности профессиональных радиометров или дозиметров в большинстве случаев превосходят приборы бытового уровня. Они способны зарегистрировать даже малое превышение нормы радиоактивного излучения, а большие дозы определяют на расстоянии. К тому же они на порядок точней, погрешность средней модели не превысит 15%, причем заявленным параметрам можно доверять.

Принцип работы дозиметра или радиометр бытового класса чаще всего аналогичен профессиональным версиям. Отличаются приборы относительно доступной стоимостью, они компактнее и проще в использовании. Далеко не каждая модель способна отделить бета и гамма-излучения, а измерителей альфа-частиц практически нет, но в этом редко есть реальная потребность. Погрешность и точность регистрации данных, естественно, ниже, но этого вполне достаточно для определения и измерения радиоактивного изучения.

Виды счетчиков

Детектор или счетчик радиоактивного фона – это основа дозиметра или радиометра. Существуют разные виды счетчиков, предназначенные для регистрации альфа, бета или гамма излучений, а в большинстве случаев – их комбинаций, например бета и гамма.

Какие детекторы используются в различных дозиметрах?

Устройство дозиметра может содержать любой из перечисленных детекторов, тип счетчика всегда влияет на стоимость и область использования прибора.

Обзор и классификация

Упрощенно все бытовые дозиметры, радиометры или дозиметры-радиометры называют «дозиметр», но это не совсем правильно. Если для комбинированных моделей термин уместен, то радиометры – это приборы иного назначения.

Ключевое различие двух измерителей заключается в том, что дозиметр регистрирует дозу радиоактивного излучения и ее мощность за установленный промежуток времени, например, за минуту или за день. Радиометры измеряют текущую мощность излучения (плотность потока радиоактивных частиц) источника или различных образцов. Другими словами, радиометр – это устройство для поиска источника излучения или определения уровня зараженности «здесь и сейчас», а дозиметр – это измеритель полученной (накопленной) дозы. Виды дозиметров насчитывают большое число различных моделей, выбирая хорошую, стоит обратить внимание на те устройства, которые комбинируют в себе и первое, и второе.

Индивидуальные дозиметры

Под названием «персональный дозиметр» или «сигнализатор» принято понимать маленькое компактное устройство, размером не больше обычного брелока. Пороговая регистрация ионного излучения информирует пользователя звуковым или вибрационным сигналом. Модели с термолюминесцентными счетчиками имеют и световой сигнал, что довольно удобно.

Дозиметр Брелок Гейгера MT2033

Конструктивно индивидуальные модели очень просты, они не имеют дисплея или широкого опциона. Их носят на поясе или в кармане, при попадании в опасную зону дозиметр подает сигнал, а все данные сохраняются в памяти. Технические параметры сигнализаторов низкие, а полную информацию изменения можно получить, только подключив устройство к ПК или смартфону.

В зависимости от модификации индивидуальные дозиметры замеряют нейтронное, фотонное, бета или гамма излучение.

Индивидуальные дозиметры используются для безопасности , когда пользователь находится вблизи потенциально опасной зоны, но не ставит перед собой исследовательскую цель. С другой стороны, некоторые современные модели способны и на это. Брелок-дозиметр, закрепленный на одежде, быстро проинформирует об угрозе и повышении нормы ионного излучения, измерит накопленную дозу на коже.

Карманные версии

Классический бытовой дозиметр должен быть удобным и компактным, потому карманные модели получили широкое распространение среди населения. Модификаций подобных устройств немало, но все их объединяет несколько основных характеристик:

небольшие размеры – прибор должен умещаться в обычном кармане;
питание от аккумулятора или обычных батареек;
регистрация бета/гамма излучений;
наличие дисплея;
простой интерфейс.

Карманный дозиметр нового поколения Atom Fast

Область использования у таких приборов невелика: измерение естественного радиационного фона дозиметром с целью выявить превышение дозы, зафиксировать показатели. Диагностика различных строительных материалов или продуктов допустима, но устройство определить лишь высокую активность.

Существуют и более технологичные модели, например сцинтилляционный карманный дозиметр Atom Fast . Это компактный карманный дозиметр без дисплея, но с широким функционалом. Синхронизация с гаджетом позволяет задавать пороговые значения, составлять графики, наносить данные на карту.

Портативные дозиметры

Портативные устройства во многом схожи с карманными версиями, внешне они отличаются, в основном, чуть большими размерами. В остальном – это те же радиометры или дозиметры-радиометры с небольшим дисплеем и приемлемым набором опций:

регистрация гамма-излучений;
в редких случаях – измерение плотности потока бета-частиц;
архивация данных;
синхронизация с компьютерами или различными девайсами для вывода и анализа собранной информации;
различные типы сигнала: световой, звуковой, вибро или отображение на дисплее.

Портативный дозиметр радиации чаще других моделей совмещает в себе дозиметр и радиометр. Чаще всего такие устройства представляют собой компактную версию прибора для поиска источника излучения.

Большие размеры позволяют установить до четырех детекторов в один корпус , что увеличивает точность и площадь сканирования, снижает время измерения радиоактивного фона. Для снятия данных с портативного устройства не требуется специализированного оборудования, за исключением ПК, планшета или смартфона.

Среди широкого ассортимента можно встретить как бытовые, так и профессиональные дозиметры-радиометры. Последние новинки, такие как СОЭКС Квантум можно отнести к золотой середине, это функциональный и компактный дозиметр с двумя счетчиками СБМ-20-1 и цветным дисплеем, внесенный реестр Росстандарта. Несмотря на заверения производителей, прибор сложно назвать профессиональным, он не способен разделять бета и гамма излучения, но фиксирует высокую активность продуктов, строительных материалов или других объектов.

Перед тем, как выбрать дозиметр, следует решить, с какой именно целью он будет использоваться. Определить повышенный радиационный фон сможет любая из вышеперечисленных моделей. Если это единственная задача, выбор дозиметра можно основывать исключительно на стоимости.

Существует еще одна классификация приборов, по типу их работы. Перед покупкой полезно знать, какой дозиметр будет соответствовать поставленным задачам.

Беспороговые индикаторы с низкой чувствительностью — таким дозиметром можно определить наличие радиоактивного фона от какого-либо предмета, но не более того.
Сигнализаторы – это те же индикаторы, но с пороговыми значениями, о которых дозиметр информирует звуковым или вибро-сигналом (например, Нейва-ИР-001).
Измерители оснащают более чувствительными и точными датчиками радиации. Они предоставляют пользователям подробную информацию о зарегистрированных изменениях излучения. Это оптимальный дозиметр для измерения радиоактивности предметов, например, МКС-03СА можно использовать для исследования строительных материалов или ювелирных изделий.
Устройства поиска используют для обнаружения источников радиации. Они не так точны, как измерители, но очень чувствительны к любым изменениям фона. В качестве детектора, как правило, в них используют сцинтилляционные кристаллы. Говоря простым языком, они на расстоянии улавливают радиацию, а колебания позволят определить направление к источнику. Сцинтилляционные дозиметры реагируют на гамма-излучения, в редких случаях – на «высокую бету».
Спектрометры – это более сложная техника, помимо источника излучения они способны определить тип изотопа, вызвавшего повышение уровня радиации. Приборы такого уровня дороже бытовых раз в 10, взять, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.

Хорошо, если в дозиметре установлено два или более счетчиков, такие широкодиапазонные приборы работают быстрее. Как высокочувствительные датчики себя зарекомендовали СБМ-20, СБТ-11, СБТ-9 и «Бета».

Обращайте внимание на верхний порог измерений — его рекомендованное значение от 10 000 мкР/ч. Приборы с малым верхним значением могут просто не определить высокий уровень излучения, при этом индикатор либо вообще его не регистрирует, либо в разы занижает реальные показатели, что крайне опасно для человека.

Если выбор стоит между СБМ-20 и торцевым слюдяным датчиком – выбирайте второе, во-первых, они более чувствительны, а во-вторых, способны регистрировать «мягкое бета-излучение». Единственный их недостаток – хрупкость, обращаться с ними нужно аккуратно, исключая резкие перепады давления, удары, вибрации, пары от жидкостей или соприкосновение со слюдой.

Сцинтилляторные «поисковики» в бытовых условиях требуется крайне редко. Если такая необходимость есть, нужно обратить внимание на размер сцинтилляционного кристалла: чем он больше, тем чувствительней прибор.

Откажитесь от приобретения списанных военных дозиметров , выбирать нужно среди современных моделей. В лучшем случае – прибор не будет работать, в худшем – может быть опасным. Различные вариации с пин-диодами или приложения для смартфонов имеют некое реальное основание на звание «дозиметр», но на практике они бесполезны.

Эксплуатация измерителей

Убедиться в исправности или проверить, как работает дозиметр, довольно просто, достаточно посмотреть, что показывает прибор.

Естественный радиационный фон варьируется от 5 до 15 мкР/час, гранит излучает порядка 35 – 90 мкР/час, а удобрение «хлористый калий» покажет от 20 до 40 мкР/час.

Информация о том, как пользоваться дозиметром или радиометром указывается в руководстве пользователя. В большинстве случаев приборы бытового класса просты в эксплуатации и обладают интуитивно понятным интерфейсом.

Как работает персональный измеритель радиации?

С тех самых пор, как человек начал использовать энергию, заключенную в атоме, для всего человечества, особенно в крупно населенных и развитых странах, существует опасность . И далеко за примерами ходить не надо, это и чернобыльская катастрофа, и недавнее происшествие на японской атомной станции Фукусима, и различные аварии на предприятиях, работающих с радиоактивными материалами, а также радиоактивные отходы, военные испытания и прочее. В связи с этим, для обычных граждан возникает необходимость иметь возможность самим определить радиационную обстановку и принять правильное решение в случае экстренной ситуации. И здесь вам очень может помочь специальное устройство – бытовой дозиметр радиации . Но для его корректного и правильного применения необходимо понимать и методики проведения измерений.

В первые радиации появились только в 1989 году, их стали производить по решению национальной комиссии по радиационной защите, до этого момента вся информация по радиационной обстановке в том или ином регионе была засекречена. Толчком к принятию подобного решения послужили события в Чернобыле.

П ервые дозиметры были изготовлены на основе дискретных логических микросхемах и аналоговом интерфейсе. Современные радиометры уже используют микропроцессорные технологии и применяют специализированные контролеры, а также жидкокристаллические дисплеи. Однако в основе и тех и других лежит использование , и о том, что он собой представляет речь пойдет ниже.

С четчик Гейгера – это герметичная камера, изготовленная из металла или стекла и наполненная инертным газом, как правило, аргоном или неоном, и находящегося под низким давлением (). В камеру встроены два электрода (анод и катод). Для большинства отечественных дозиметров, основанных на счетчике типа СБМ – 20, катод представляет собой практически весь кожух чувствительного датчика, а анод лишь тонкая проволочка внутри него. А для счетчиков типа Бета – 1 или Бета – 2, характерна многосекционная система электродов и более сложное строение, это позволяет регистрировать самые различные типы радиационного излучения. Для таких счетчиков характерна толщина рабочего окна (площади попадания радиации, основанной на альфа и бета частицах), около 12 мкм. Поэтому такие дозиметры торцевого типа в состоянии регистрировать слабоэнергетические бета-частицы, а при правильно проведенных замерах и альфа-частицы высоких энергий, для этого следует проводить замер не далее чем на 1 – 2 мм от источника радиации альфа-излучения.

Ч тобы проще зарегистрировать прошедшую через счетчик радиоактивную частицу, в цепь питания дозиметра включен специальный нагрузочный резистор, посредством которого и регистрируются изменения в цепи между катодом и анодом. Чтобы ионизация в камере быстро прекратилась после разряда, и была готова зафиксировать новую частицу, существует два способа достижения этого. Первый основан на прекращении подачи напряжения на электроды на очень короткий промежуток времени, что тормозит дальнейшую ионизацию, второй, основан на добавлении в инертный газ спирта или йода, а также ряда других материалов. В этом случае такая примесь, сразу после разряда, способствует резкому снижению напряжения на катоде и аноде, меньше 300 вольт, что также резко прекращает ионизацию и счетчик становится готовым к регистрации следующей частицы или кванта излучения. Для подачи высокого напряжения на электроды, используется специальный преобразователь с умножителем, работающий от простой аккумуляторной батареи 3 – 12 вольт, и способный выдать напряжение в 380 – 420 вольт.

О пределение уровня радиации представляет собой физический подсчет микроэлектроникой прибора всех радиоактивных частиц, проходящих через регистрационную камеру, будь-то бета-частицы или гамма-излучение. Подсчет таких частиц за определенную единицу времени и приводит к тому результату, который мы можем видеть на дисплее прибора.

П ерсональные дозиметры имеют следующие варианты исчисления радиации, а именно зиверты в час (Зв/ч) или рентгены в час (Р/ч). На практике чаще всего используются данные зафиксированные в микрорентгенах и микроЗивертах (мкР/ч, мкЗв/ч), так как именно такие единицы измерения соответствуют . Нормальным значением считается величина радиоактивного фона в 0,2 мкЗв/ч или 20 мкР/ч. Зиверты и Рентгены связаны между собой следующим соотношением 1мкЗв = 100 мкР.

Д ля измерения бета-частиц, некоторые современные счетчики, такие как профессиональный радиометр или , определяют величину бета потока по тому, сколько бета-частиц проходит через окно в 1 квадратный сантиметр за одну минуту.

С тоит отметить, что точность измерений напрямую зависит от продолжительности проведения замера, однако длительное время проведения определения радиоактивности, существенно затруднит использование прибора, а в случае нахождения в зоне с повышенным радиационным фоном, опасность нахождения там делающего замер. Поэтому многие современные имеют несколько временных режимов проведения измерений радиации. Чтобы существенно уменьшить время замера без потери точности, в некоторых дозиметрах применяются сразу несколько счетчиков Гейгера, например, до 4 штук. Самый большой выбор временных интервалов в .

Ч тобы правильно использовать бытовой счетчик Гейгера и дозиметр , вышеизложенного вполне достаточно, однако стоит интересоваться данной темой, для того, чтобы более профессионально подходить в интерпретации показаний и правильности проведения замеров. Хотя, даже полное не понимание процессов, в случае если вы обнаруживаете радиоактивный фон существенно выше нормы, должен вызывать у вас тревогу, с выработкой дальнейших экстренных мер.

Что такое дозиметр, радиометр?

Дозиметр - это устройство для измерения дозы или мощности дозы ионизирующего излучения, полученной прибором (и тем, кто им пользуется) за некоторый промежуток времени, например, за период нахождения на некоторой территории или за рабочую смену. Измерение вышеописанных величин называется дозиметрией.

Иногда не совсем точно называют радиометр - прибор для измерения активности радионуклида в источнике или образце (в объеме жидкости, газа, аэрозоля, на загрязненных поверхностях) или плотности потока ионизирующих излучений для проверки на радиоактивность подозрительных предметов и оценки радиационной обстановки в данном месте в данный момент. Измерение вышеописанных величин называется радиометрией. Ренгенометр - разновидность радиометра для измерения мощности гамма-излучения.

Бытовые приборы, как правило, комбинированные, имеют оба режима работы с переключением «дозиметр»-«радиометр», световую и (или) звуковую сигнализацию и дисплей для отсчёта измерений. Масса бытовых от 400 до нескольких десятков граммов, размер позволяет положить их в карман. Некоторые современные модели можно надеть на руку, как часы. Время непрерывной работы от одной батареи от нескольких суток до нескольких месяцев.

Диапазон измерения бытовых радиометров, как правило, от 10 микрорентген в час до 9.999 миллирентген в час (0.1-99.99 микрозиверт в час), погрешность измерения до ±30%

Детектором (чувствительным элементом дозиметра или радиометра, служащим для преобразования явлений, вызываемых ионизирующими излучениями в электрический или другой сигнал, легко доступный для измерения) может являться ионизационная камера, счётчик Гейгера, сцинтиллятор, полупроводниковый диод и др.

ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА

Ионизационная камера - это газонаполненный датчик, предназначенный для измерения уровня ионизирующего излучения.

Измерение уровня излучения происходит путём измерения уровня ионизации газа в рабочем объёме камеры, который находится между двумя электродами. Между электродами создаётся разность потенциалов. При наличии ионов в газе между электродами возникает ионный ток, который может быть измерен. Ток при прочих равных условиях пропорционален скорости возникновения ионов и, соответственно, мощности дозы облучения.

В широком смысле к ионизационным камерам относят также пропорциональные счётчики и счётчики Гейгера-Мюллера. В этих приборах используется явление так называемого газового усиления за счёт вторичной ионизации — в сильном электрическом поле электроны, возникшие при пролёте ионизирующей частицы, разгоняются до энергии, достаточной, чтобы в свою очередь ионизировать молекулы газа. В узком смысле ионизационная камера — это газонаполненный ионизационный детектор, работающий вне режима газового усиления.

Газ, которым заполняется ионизационная камера, обычно является инертным газом (или их смесью) с добавлением легко ионизирующегося соединения (обычно углеводорода, например метана или ацетилена). Открытые ионизационные камеры (например, ионизационные детекторы дыма) заполнены воздухом.

Ионизационные камеры бывают токовыми (интегрирующими) и импульсными. В последнем случае на анод камеры собираются быстро двигающиеся электроны (за время порядка 1 мкс), тогда как медленно дрейфующие тяжёлые положительные ионы не успевают за это время достичь катода. Это позволяет регистрировать отдельные импульсы от каждой частицы. В такие камеры вводят третий электрод - сетку, расположенную вблизи анода и экранирующую его от положительных ионов.

СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА-МЮЛЛЕРА

Счётчик Гейгера, счётчик Гейгера-Мюллера - это газоразрядный прибор для подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, пробивающийся при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300В), обеспечивает, при необходимости, гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней схемы прекращения разряда). Чувствительность счётчика определяется составом газа, его объёмом и материалом (и толщиной) его стенок.

В и радиометрах производства СССР и России обычно применяются 400-вольтовые счётчики:
- «СБМ-20» (по размерам — чуть толще карандаша), СБМ-21 (как сигаретный фильтр, оба со стальным корпусом, пригодный для жёсткого гамма- и бета-излучений);
- «СИ-8Б» (со слюдяным окном в корпусе, пригоден для измерения мягкого бета-излучения).

Широкое применение счетчика Гейгера-Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки. Счетчик был изобретен в 1908 году Гейгером и усовершенствован Мюллером.

Цилиндрический счетчик Гейгера-Мюллера состоит из металлической трубки или металлизированной изнутри стеклянной трубки и тонкой металлической нити, натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка - катодом. Трубка заполняется разреженным газом, в большинстве случаев используют благородные газы аргон и неон. Между катодом и анодом создается напряжение порядка 1500 В.

Работа счетчика основана на ударной ионизации. Гамма - кванты, испускаемые радиоактивным изотопом, попадая на стенки счетчика, выбивают из него электроны. Электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, и ток через счетчик резко возрастает. При этом на сопротивлении R образуется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство. Чтобы счетчик смог регистрировать следующую попавшую в него частицу, лавинный заряд нужно погасить. Это происходит автоматически. В момент появления импульса тока на сопротивлении R возникает большое падение напряжения, поэтому напряжение между анодом и катодом резко уменьшается и настолько, что разряд прекращается, и счетчик снова готов к работе.

Важной характеристикой счетчика является его эффективность. Не все гамма-фотоны, попавшие на счетчик, дадут вторичные электроны и будут зарегистрированы, так как акты взаимодействия гамма-лучей с веществом сравнительно редки, и часть вторичных электронов поглощается в стенках прибора, не достигнув газового объема.

Эффективность счетчика зависит от толщины стенок счетчика, их материала и энергии гамма - излучения. Наибольшей эффективностью обладают счетчики, стенки которых сделаны из материала с большим атомным номером Z , так как при этом увеличивается образование вторичных электронов. Кроме того, стенки счетчика должны быть достаточно толстыми. Толщина стенки счетчика выбирается из условия ее равенства длине свободного пробега вторичных электронов в материале стенки. При большой толщине стенки вторичные электроны не пройдут в рабочий объем счетчика и возникновение импульса тока не произойдет. Так как гамма-излучение слабо взаимодействует с веществом, то обычно эффективность гамма - счетчиков также мала и составляет всего 1-2%. Другим недостатком счетчика Гейгера - Мюллера является то, что он не дает возможность идентифицировать частицы и определять их энергию. Эти недостатки отсутствуют в сцинтилляционных счетчиках.

СЦИНТИЛЛЯТОРЫ

Сцинтилляторы - вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения (гамма-квантов, электронов, альфа-частиц и т д.). Как правило, излучаемое количество фотонов для данного типа излучения приближённо пропорционально поглощённой энергии, что позволяет получать энергетические спектры излучения. Сцинтилляционные детекторы ядерных излучений - основное применение сцинтилляторов. В сцинтилляционном детекторе свет, излученный при сцинтилляции, собирается на фотоприёмнике (как правило, это фотокатод фотоэлектронного умножителя - ФЭУ, значительно реже используются фотодиоды и другие фотоприёмники), преобразуется в импульс тока, усиливается и записывается той или иной регистрирующей системой.

Купить дозиметр Вы можете в компании Бром с доставкой, консультационной поддержкой и сервисным обслуживанием.

Навигация по статье:

Для измерения уровня радиации (ионизирующего излучения) применяют измерительные приборы, называемые дозиметрами .

В зависимости от конструкции и типа , он может измерять несколько видов радиации или только один из ее видов - альфа, бета, гамма, рентгеновское или нейтронное излучение. Дозиметры, способные измерять несколько видов радиации, имеют более сложное устройство, достаточно высокую стоимость и в основном относятся к профессиональным средствам измерения. Для бытовых целей как правило применяются дозиметры, измеряющие один или два вида радиации - гамма, бета, иногда альфа излучение. У бытовых дозиметров меньше диапазон измеряемых величин и большая погрешность измерения, то есть бытовые дозиметры имеют меньшую точность.

Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:

Индикаторы или сигнализаторы - простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью, не имеющие цифрового табло, а только подающие световой или звуковой сигнал при радиационной опасности.
Измерительные приборы - это приборы для измерения радиационного фона, имеющие цифровой или аналоговый индикатор, отображающий уровень радиации. Уровень радиации может отображаться в различных единицах, обычно это мкЗв/час.
Поисковые приборы - это высокочувствительные измерительные приборы с дополнительными, обычно выносными (наружными) детекторами. Применяются данные приборы для поиска малейших изменений радиации. Обычно используются для досмотра пограничными службами и другими спецслужбами.

Устройство дозиметра

Работа любого дозиметра базируется на основе одних и тех же принципах работы. Базовым элементом всех дозиметров является датчик радиации . В зависимости от принципа работы, датчики радиации делятся на:

Ионизационные камеры - это датчики, конструкция которых состоит из различных по исполнению газонаполненных камер. Принцип работы основан на регистрации электрических возмущений, возникающих в газоразрядной камере при прохождении сквозь нее различных заряженных частиц. Применяются в основном для регистрации бета и гамма излучений. Газоразрядные датчики имеют простую конструкцию и малую стоимость. Плохо подходят для регистрации альфа излучений .
Наиболее распространенной конструкцией газоразрядного датчика, является счетчик Гейгера-Мюллера, который применяется в большинстве бытовых и профессиональных дозиметрах.
Сцинтилляционные кристаллы - это кристаллы неорганического или органического происхождения. Принцип работы основан на регистрации фотонов, которые генерируются в кристалле, если сквозь него проходят заряженные частицы (электроны, протоны, нейтроны, альфа частицы). Могут применяться для регистрации всех видов радиации . Применяются в основном в поисковых приборах, так как обладают высокой чувствительностью и точностью. Имеют достаточно большие размеры и высокую стоимость.
Твердотельные полупроводниковые детекторы - состоят из кристаллов и полупроводникового материала. Принцип работы основан на изменении электрической проводимости материала при прохождении сквозь него заряженных частиц (электроны, протоны, нейтроны). Могут применяться для регистрации всех видов радиации. Обладают небольшой точностью, но при этом имеют маленькие размеры и низкую стоимость.

Счетчик Гейгера-Мюллера

Счетчик Гейгера Мюллера - это герметичный стеклянный цилиндр, заполненный инертным газом. Внутри цилиндра, протянут тонкий токопроводящий провод, который является анодом . На стенках колбы закреплена тонкая металлическая пленка, являющаяся катодом .

В нормальных условиях газ, разделяющий катод и анод, не проводит электрический ток. При прохождении сквозь колбу зараженных частиц (радиации), они сталкиваются с молекулами газа, ионизируя их. Это делает газ проводящим ток и между катодом и электродом начинает течь электричество. Этот момент и регистрируется прибором. Наличие электричества между катодом и электродом датчика, говорит о том, что в данный момент сквозь датчик проходят частицы радиоактивного излучения.

Схема счетчика Гейгера-Мюллера:

1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди внутри колбы); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить)

Рассмотренная конструкция счетчика Гейгера-Мюллера является типовой. Но существуют другие исполнения датчика, например, с металлической колбой взамен стеклянной. При этом принцип работы датчика остается прежним.

Видео с принципом работы счетчика Гейгера-Мюллера:

Какой дозиметр выбрать

Чтобы определиться какой дозиметр выбрать, нужно понять, кокой вид радиации для человека представляет опасность и что желательно контролировать в повседневной жизни.

Все виды радиации опасны, но в бытовой сфере и окружающей нас среде, можно столкнуться с действием в основном трех видов радиации - это бета, гамма и альфа излучение . Наибольшую опасность представляет альфа излучение, так как оно наносит живой ткани наибольший урон. Но зарегистрировать альфа излучение сложнее всего, потому что для его измерения, дозиметр должен быть поднесен вплотную к источнику излучения, так как альфа излучение распространяется в пространстве на небольшие расстояния в пределах 2-3 см. Дозиметры способные зарегистрировать альфа излучение, должны иметь отдельный датчик в дополнении к датчику Гейгера-Мюллера. Обычно это специальное окошечко в дозиметре, которое имеет сдвигаемую защитную крышку.

Если позволяют денежные средства, то лучше купить способный измерять три вида радиации - бета, гамма и альфа излучение .

Если вы не хотите тратиться на покупку дорогого прибора, то можно приобрести дозиметр-радиометр, измеряющий бета и гамма излучение. Это неплохое начало и возможно поможет вам избежать серьезных проблем со здоровьем. Такой прибор отлично подойдет для измерения общего радиационного фона в помещении и вне его. С помощью данного дозиметра можно проверить на безопасность продукты питания, строительные материалы, автомобиль и любые другие бытовые вещи.

При выборе дозиметра следует обратить внимание на следующие характеристики:

тип используемого детектора - это основной параметр, влияющий на точность и функциональность прибора. Лучше если это будет газоразрядный детектор, например, счетчик Гейгера-Мюллера. Хуже если это полупроводниковый детектор.
виды измеряемой радиации - прибор может измерять как один вид радиации, так и несколько видов. При измерении нескольких видов радиации, измерения могут проводиться одновременно для различных видов излучений, или необходимо будет переключаться с одного вида излучения на другой. Самый простой и распространенный вид дозиметра - это измерение бета излучения. Но лучше, если дозиметр будет способен измерять три вида излучений - альфа, бета, гамма.
погрешность измерения - это величина, которая характеризует точность прибора. Чем меньше погрешность, тем выше точность прибора, соответственно тем он лучше и дороже. Для бытовых приборов погрешность обычно составляет ±25% или ±30%. Для профессиональных дозиметров погрешность уже будет меньше чем ±7%.
диапазон измеряемых величин - это максимальное и минимальное значение радиации, которое способен зарегистрировать прибор. Стоит обратить внимание лишь на нижний порог измерений, он не должен быть выше чем 0,05 мкЗв/ч. Максимально измеряемый уровень радиации у всех дозиметров достаточно высок.
поверка прибора - это отметка в паспорте дозиметра, что он проверен на заводе изготовителе и соответствует заявленным в паспорте техническим характеристикам и производит измерения с заданной точностью. Желательно, чтобы отметка о поверке была в паспорте. В крайнем случае, в паспорте изделия должна стоять отметка ОТК (отдел технического контроля) о приемке изделия.

Остальные характеристики дозиметра влияют на его удобство эксплуатации, внешний вид и выбираются исходя из личных предпочтений.

Для чего нужно покупать дозиметр?

Для чего нужно приобритать дозиметр в бытовых целях, каждый решает сам.

В качестве информации к размышлению, можно посмотреть сюжет любительской видео съемки в городе Крансодаре, который является одним из самых безопасносных городов России в отношении экологической обстановки. В простом лесном массиве, безобидные на вид предметы (7-я минута видео), излучают радиацию в миллионы раз превышающие безопасную норму . Находясь даже незначительное время в подобной зоне, можно получить дозу, которая с большой вероятностью приведет к крайне негативным последствиям для организма. К сожалению далеко не всегда, возле подобных объектов установлены занки "опасно радиация". Всему виной халатность и безответственность. Поэтому даже прогуливаясь в каком либо месте (фактически любом), человек может и не подозревать, что подвергается мощному радиационному воздействию. А потом удивляться, откуда берутся различные проблемы со здоровьем.