Дозиметр

Доза и индикация дозиметра

В отличие от поглощенной дозы, нормируемые в радиационной безопасности эквивалентная и эффективная дозы не являются измеримыми на практике. Для их консервативной оценки введены так называемые операционные величины, в единицах измерения которых откалибровано оборудование радиационного контроля (дозиметры). В настоящее время стандартизированы и используются следующие операционные величины:

амбиентный эквивалент дозы H*(10);
направленный эквивалент дозы H'(0.07,Ω);
индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d).

Первые две величины используются при мониторинге среды, а третья при индивидуальной дозиметрии (например, с использованием персональных носимых дозиметров).

С помощью измеренных операционных величин можно консервативно оценить значение полученной эффективной дозы. Если значение операционной величины меньше установленных пределов, то никакого дополнительного пересчета при этом не требуется.

Ранее выпускавшиеся дозиметры могли быть откалиброваны в единицах максимальной эквивалентной дозы (H_макс), показателя эквивалентной дозы (ПЭД), либо полевой эквивалентной дозы, кроме того использовалась величина экспозиционной дозы (X).

Счётчики для дозиметрии всего организма

BOMAB

Bomab (The BOttle MAnikin Absober) — фантом, разработанный в 1949 году и с тех пор принятый в Северной Америке, если не во всем мире, как отраслевой стандарт (ANSI 1995) для калибровки дозиметров, использующихся для дозиметрии всего организма (whole body counting).

Фантом состоит из 10 полиэтиленовых бутылок, либо цилиндров или эллиптических баллонов, являющихся его головой, шеей, грудной клеткой, животом, бедрами, ногами и руками. Каждая секция заполнена радиоактивным раствором в воде, радиоактивность которого пропорциональна объёму каждой секции. Это имитирует однородное распределение материала по всему организму.

Примеры радиоактивных изотопов, использующихся для калибровки эффективности калибровки: править] Лёгочный счетчик

Лёгочный счетчик (en:Lung Counter) — система, предназначенная для измерения и подсчета излучения от радиоактивных газов и аэрозолей, вдыхаемых человеком и достаточно нерастворимых в тканях тела, чтобы покинуть лёгкие в течение нескольких недель, месяцев или лет. Состоит из детектора или детекторов излучения и связанной с ними электронной части. Детекторы имитируют по форме, плотности и химическому составу ткани лёгких и окружающих органов. Полости в детекторах заполняются исследуемым радиоактивным газом или аэрозолем. Часто такая система размещается в нижних этажах помещений (для защиты от адронной компоненты космического фона) и окружена защитой от фонового гамма-излучения (толстые стенки из стали, свинца и других тяжёлых материалов) и нейтронного излучения (кадмий, бор, полиэтилен).

Так как лёгочный счетчик в основном используется для измерения радиоактивных веществ, излучающих низкоэнергетичные гамма- или рентгеновские лучи, фантом, используемый для калибровки системы, должен быть антропометрическим. Такой фантом человеческого туловища разработан, например, в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Torso Phantom).

Выбираем дозиметр правильно

Дозиметры по своему назначению и функциям делятся на профессиональные и бытовые. Последние отличаются компактностью, простотой использования и более доступной стоимостью. Приборы имеют разный предел измерения. В профессиональных вариантах диапазон составляет от 0,05 до 999 мкЗв/ч, в то время как в бытовых ‒ вполне достаточно предела 10 мкЗ/ч. Также, профессиональные дозиметры отличаются от бытовых тем, что включены в Государственный реестр средств измерений (Госреестр СИ).

Какой дозиметр купить, бытовой или профессиональный, по низкой цене или подороже, какой дозиметр лучший? Ответы на этоти вопросы будут зависеть от поставленных задач и целей

Однако при выборе прибора для домашнего использования необходимо обратить внимание на такие характеристики:

Типы и количество датчиков – от типа используемого датчика (цилиндрический или торцевой), а также их количества в устройстве зависит разновидность определяемых радиоактивных излучений, а также чувствительность прибора;
Производитель дозиметров. На рынке представлен большой выбор импортных и отечественных приборов. К каждой единице производителем должен предоставляться сертификат, подтверждающий качество продукции. В сертификате должно учитываться соответствие не только весу, но и диапазонам измерений, точности, чувствительности;
Габариты и качество корпуса ‒ ведь бытовые дозиметры должны быть компактными и удобными для удержания в руке или переноски в кармане;
Особенности использования. Должно быть предусмотрено использование обычных батареек, а ЖК экран должен быть моноцветным, чтобы и в темноте, и на солнце можно было быстро и без затруднений считывать данные измерений, ну и конечно это значительно увеличивает время работы;
Наличие дополнительных функций. Примером этому может служить возможность измерения с учетом фона, когда на экран дополнительно выводятся показатели раннее определенного фона и разница – текущее его превышение. Наличие режима “Быстрый поиск”, ещё его называют CPM – количество зафиксированных распадов (импульсов) в минуту. Это почти мгновенная реакция на изменение обстановки, так как это прямой вывод количества зафиксированных частиц ;
Разновидность сигнала о превышении порога радиации – информация выводится на дисплей, подается звуковой или вибро-сигнал;
Тип подключения к ПК или мобильным устройствам (смартфонам, планшетам) – с помощью кабеля USB или беспроводного Bluetooth соединения.

Счётчики для дозиметрии всего организма

ТBMA

Bomab (The BOttle MAnikin Absober) — фантом, разработанный в 1949 году и с тех пор принятый в Северной Америке, если не во всем мире[уточнить], как отраслевой стандарт (ANSI 1995) для калибровки дозиметров, использующихся для дозиметрии всего организма (whole body counting).

Примеры радиоактивных изотопов, использующихся для калибровки эффективности измерения: 57Co, 60Co, 88Y, 137Cs и 152Eu.[источник не указан 388 дней]

Лёгочный счётчик

Лёгочный счётчик (en:Lung Counter) — система, предназначенная для измерения и подсчета излучения от радиоактивных газов и аэрозолей, вдыхаемых человеком и достаточно нерастворимых в тканях тела, чтобы покинуть лёгкие в течение нескольких недель, месяцев или лет. Состоит из детектора или детекторов излучения и связанной с ними электронной части.

Часто такая система размещается в нижних этажах помещений (для защиты от адронной компоненты космического фона) и окружена защитой от фонового гамма-излучения (толстые стенки из стали, свинца и других тяжёлых материалов) и нейтронного излучения (кадмий, бор, полиэтилен).

Общий принцип измерения

Внутри дозиметра «Мастер-1» (структурная схема принципа измерения)

В качестве регистрирующего элемента излучения в дозиметрах применяются газоразрядные индикаторы ионизирующего излучения, основанные на эффекте лавинного пробоя ионизированного пространства, при напряжённости поля, близкой к критической, но не превышающей её. Для этого в межэлектродном пространстве счётчика Гейгера поддерживается напряжённость поля в состоянии насыщения, но ниже границы самостоятельного пробоя (тлеющего разряда). Это и есть границы плато Гейгера — горизонтального участка на вольт-амперной характеристике этих датчиков.
В этом состоянии в пространстве датчика поддерживается напряжённость поля, предельная для данного расстояния между электродами, но недостаточная для возникновения между ними самостоятельного пробоя, и датчик удерживается в запертом пограничном состоянии.

При попадании в пространство датчика ионизирующего излучения, под его воздействием возникает вынужденная ионизация (появление свободных носителей заряда) и в заряженном электрическом поле по треку возникает лавинный пробой, ориентированный в направлении «катод-анод» электростатическим полем, под воздействием которого попадают эти свободные носители заряда и привлечённые цепной ионизацией носители заряда зоны пролёта. А поскольку собственная ёмкость (C_гаш) датчика минимальна, при правильно подобранном сопротивлении R_н происходит полный разряд электростатического потенциала датчика, по истощении которого пробой затухает, полностью сбрасывая потенциал до нижнего края плато. Таким образом датчик на время пробоя переходит в замкнутое состояние, чем формирует импульс, пропускаемый конденсатором C_э, который при этом тоже разряжается, благодаря чему импульс, соответствующий частице или гамма-кванту количественно, поступает на вход аттенюатора, а у датчика при этом наступает мёртвое время измерения (время перезаряда пространственного конденсатора до нижнего края плато, в которое он не способен регистрировать излучение).

Аттенюатор выравнивает импульс по амплитуде и фронтам до прямоугольного и передаёт в таком виде на счётчик импульсов, воспринимающий эти импульсы как счётные строго определённое время, определяемое таймером и заданное в зависимости от рабочего объёма датчика/датчиков таким образом, чтобы результат измерения соответствовал фактическому значению дозы излучения в заявленных величинах. То есть фактически счётчик считает количество импульсов (зарегистрированных квантов) за единицу времени в рабочем объёме датчика, либо (в случае однодетекторной схемы) «подтормаживая» отсчёт времени на единицу мёртвого времени (от фронта до спада фактического счётного импульса приостанавливая таймер) тем же аттенюатором, либо (в случае многодетекторной схемы) на время перезаряда регистрирует импульсы оставшимися в ждущем режиме датчиками. Начальное общее (предзаданное) время измерения инженерно задаётся жёстко (кварцованным таймером), как калиброванная постоянная величина, непосредственно связанная с суммарным рабочим объёмом датчиков. По окончании времени измерения отсчёт и высоковольтный генератор питания датчиков запираются, и выдаётся сигнал (если это конструктивно возможно) об окончании измерительного цикла.

Поскольку фактическое время цикла измерения составляет, в зависимости от схемы датчиков от одной (АНРИ 01 02 с системой датчиков 4+2) до пяти минут (тот же Мастер-1, на примере которого показана базовая структурная схема с одним датчиком), данные приборы практически не применимы для поисковых целей и предназначены именно для измерения дозы фонового излучения всенаправленной системой датчиков, приведённой к их рабочему объёму, либо уровня излучения стационарно размещённого относительно прибора источника излучения всё время экспозиции.

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 дозиметр 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.

ОписаниеПравить

Дозиметр представляет собой прибор, необходимый для измерения радиоактивного фона и некоторых других излучений. Прибор, как правило, имеет световую и (или) звуковую сигнализацию, а также дисплей для отсчёта измерений. Размер и исполнение варьирует от наручного браслета до «карманного» исполнения. Время непрерывной работы от одной батареи от нескольких часов до нескольких месяцев. Обычно дозиметры не позволяют оценить дозу, полученную при контакте с нейтронными источниками. Оценка фотонного, альфа и бета-излучения зависит от наличия дополнительных фильтров и характера используемых датчиков. Например, приборы сконструированные на датчике СБМ-20, и выполненные в сплошном пластиковом корпусе, настроены на измерение только одного вида ИИ — фотонного (жесткого γ-излучения). Диапазон измерения бытовых дозиметров зависит от характера используемых в приборе датчиков. Например, для датчика СБМ-20 предел 4*103 имп/сек, где 60 имп/мкР пределом измерения будет около 66 мкР/сек вне зависимости от градуировки на экране. При подходе к пороговым значениям возникнет срыв детекции, что обусловлено образованием тлеющего разряда в детекторе. Значения мощности дозы на экране будут резко уменьшаться. Дозиметр измеряет радиацию в микрорентгенах и рентгенах. Чем выше рентген, тем сильнее радиация и, соответственно, опаснее. Данный прибор заслуженно может считаться одной из самых полезных и необходимых вещей в инвентаре выжившего в постапокалипсисе, оттого и обладающей высокой ценностью.

Устройство

Измеритель мощности дозы ИМД-7 (дозиметр-радиометр МКС-07Н). Измерение мощности амбиентной эквивалентной дозы и эквивалентной дозы рентгеновского и γ-излучения, плотности потока α-, β-частиц

Дозиметр может включать в себя:[источник не указан 388 дней]

один или несколько детекторов на разные типы излучения
съемные фильтры для оценки структуры излучения
систему индикации дозы
счётное устройство
контрольный источник ионизирующего излучения для калибровки детектора сцинтилляционного типа

Примером может служить химический дозиметр ИД-11 (алюмофосатное стекло, активированное серебром), регистрирующий воздействие гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения. Измерение зарегистрированной дозы производится с помощью измерительного устройства ИУ-1 (или ГО-32) в диапазоне от 10 до 1500 рад. Доза излучения суммируется при периодическом облучении и сохраняется в дозиметре в течение 12 месяцев. Масса ИД-11 равна 25 г. Масса ИУ-1 – 18 кг.

Детекторами ионизирующих излучений (чувствительными элементами дозиметра, служащими для преобразования явлений, вызываемых ионизирующими излучениями в электрический или другой измеряемый сигнал) могут являться различные по устройству и принципам работы датчики:

Газоразрядные детекторы ионизирующих излучений
- ионизационная камера (прямопоказывающий индивидуальный дозиметр «ДКС-101» или «ДДГ-01Д»
- датчики Гейгера — Мюллера (например, «бета-1» для α,β,γ-излучения или «СБМ-20» для β,γ-излучения или СНМ-50 для нейтронного излучения)
Сцинтилляционные детекторы и счетчики
Полупроводниковые детекторы излучений
Детекторы на основе алмаза
Фотодиодные детекторы
Интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии
- Фотопленочные
- Камерно-ионизационные
- Термолюминесцентные
- Радиофотолюминесцентные
- Электретные
- Трековые

В СССР бытовые дозиметры получили наибольшее распространение после Чернобыльской аварии 1986 года. До этого времени дозиметры использовались только в научных или военных целях.

Комплектность

В комплект комплекса должны входить изделия и эксплуатационная документация, приведенные в таблице 2.

Таблица 2 — Комплект поставки комплекса

Обозначение	Наименование	Кол-во	Приме чание
ФВКМ.468169.003	Считыватель термолюминесцентный СТ-01 Д	1
	Монитор
	Клавиатура
	Манипулятор мышь
	Коврик для мыши
	Принтер
	Кабель сетевой компьютерный	1
	Сетевой фильтр
ЖБИТ2.805.006	Дозиметр термолюминесцентный ДТЛ-02
	Приспособление для разборки дозиметров
ДТТТД5.182.021	Дозиметр термолюминесцентный DXU-1

ДШД5.182.022	Дозиметр термолюминесцентный DXU-2
ФВКМ.412111.004	Дозиметр термолюминесцентный МКД (тип А)
Дозиметр термолюминесцентный МКД (тип Б)
ФВКМ.412113.004	Дозиметр индивидуальный нейтронного и фотонного излучения ДВНГ-М
ФВКМ.301171.005	Устройство для открывания дозиметров МКД (тип А)
418243001.06-01	Вкладыш кварцевый
412118006.06	Пластина промежуточная
	Пинцет
	Пинцет вакуумный 1 РК-122
412118006.04	Пластина для отжига детекторов ТЛД-500К
ФВКМ.301354.015	Кассета для облучения ТЛД
ФВКМ.301255.008	Кассета для отжига детекторов
412118006.01	Подложка для нагрева детекторов
	Переключатель KVM-switch
ФВКМ.004016-01		1
ФВКМ.412118.010РЭ	Руководство по эксплуатации	1
ФВКМ.412118.010ПС	Паспорт	1
ФВКМ.004016-01 34 01	Программное обеспечение DVG. Руководство пользователя	1
ФВКМ.412118.010ИС	Инструкция по техническому обслуживанию комплекса «ДОЗА-ТЛД»	1
	Свидетельство о поверке	1
	Методические указания. Измерение индивидуального эквивалента дозы нейтронного излучения с использованием альбедных дозиметров из состава комплекта дозиметрического термолюминесцентного «ДОЗА-ТЛД»
Свид. №4009.1 П603	Методика измерений индивидуального эквивалента дозы фотонного излучения с использованием дозиметров из состава дозиметрической установки ДВГ-02М.
Свид. №4009.1 П602	Методика измерений амбиентного эквивалента дозы фотонного излучения в окружающей среде с использованием дозиметров из состава комплекта дозиметрического термолюминесцентного «ДО-ЗА-ТЛД».
Свид. №4009.2Г082	Методика измерений доз фотонного и бета-излучения в коже пальцев рук, лица и хруста-лика глаза у персонала с использованием дозиметров из состава комплекта дозиметрического термолюминесцентного «ДОЗА-ТЛД»
	ЗИП в составе:
	— вставка плавкая ВП2Б-1В 3,15А	1
ФВКМ.305179.025	— воздушный фильтр	4
ФВКМ.412915.098	Упаковка	1
* Поставляется в соответствии с условиями поставки

Поверка

осуществляется в соответствии с разделом 4 «Методика поверки» руководства по эксплуатации ФВКМ.412118.010РЭ, утверждённым ГЦИ СИ ФБУ «ЦСМ Московской области» 27 июля 2012 г.

Основное поверочное оборудование:

— установка поверочная гамма-излучения УПГД-2М-Д по ТУ 4362-064-31867313-2006. Диапазон воспроизведения МАЭД от 5 10-7 до 5 10-2 Звч-1, ПГ ±5 %;

— установка поверочная нейтронного излучения УКПН-2М-Д по ТУ 4362-052-318673132005. Диапазон воспроизведения МАЭД от 20 до 800 мкЗвч-1, ПГ ±15 %;

— тканеэквивалентный фантом типа ISO (300*300×150) мм;

— тканеэквивалентный фантом (400*300*200) мм;

— тканеэквивалентный материал толщиной (3 — 5) мм.

Сведения о методах измерений

Сведения о методиках/методах измерений изложены в разделе 2 «Использование по назначению» руководства по эксплуатации ФВКМ.412118.010 РЭ.

Нормативные документы, устанавливающие требования к комплексам дозиметрическим термолюминесцентным «ДОЗА-ТЛД»

1. ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические

условия.

2. ГОСТ 28271-89 Приборы радиометрические и дозиметрические носимые. Общие технические требования и методы испытаний.

3. ГОСТ Р МЭК 1066-93 Системы дозиметрические термолюминесцентные для индивидуального контроля и мониторинга окружающей среды.

4. ГОСТ 8.070-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений поглощенной и эквивалентной доз и мощности поглощенной и эквивалентной доз фотонного и электронного излучений.

5. ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

Доза и индикация дозиметра

амбиентный эквивалент дозы H*(10);
направленный эквивалент дозы H'(0.07,Ω);
индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d).

Описание бытовых дозиметров

Бытовые приборы, как правило, имеют световую и (или) звуковую сигнализацию и дисплей для отсчёта измерений. Размер и исполнение варьирует от наручного браслета до «карманного» исполнения. Время непрерывной работы от одной батареи от нескольких часов до нескольких месяцев.

Как правило, бытовые приборы не позволяют оценить дозу, полученную при контакте с нейтронными источниками. Оценка фотонного, α и β-излучения зависит от наличия дополнительных фильтров и характера используемых датчиков. Например, приборы сконструированные на датчике СБМ-20, и выполненные в сплошном пластиковом корпусе, настроены на измерение только одного вида ИИ — фотонного (жесткого γ-излучения).

Диапазон измерения бытовых дозиметров, как правило, зависит от характера используемых в приборе датчиков. Например, для датчика СБМ-20 предел 4*103 имп/сек, где 60 имп/мкР пределом измерения будет ~66 мкР/сек вне зависимости от градуировки на экране. При подходе к пороговым значениям возникнет срыв детекции, что обусловлено образованием тлеющего разряда в детекторе. Значения мощности дозы на экране будут резко уменьшаться.