Дозиметры-радиометры: описание и принцип работы

Что такое дозиметр и для чего он нужен

Человек постоянно подвергается воздействию излучения в форме солнечного света, некоторые его виды более вредны для организма. Слишком много ультрафиолета может привести к солнечному ожогу или раку кожи, а рентгеновские, гамма-лучи и некоторые радиоактивные частицы к слепоте и серьезному повреждению клеток, вплоть до смерти.

Чтобы предотвратить это, каждый человек, работающий с радиоактивными веществами или окружающей средой, носит дозиметр — это прибор, предназначенный для измерения радиации.

Это простое устройство позволяют пользователям отслеживать излучение, которое они поглощают, чтобы предотвратить заболевания и определить, насколько опасной может быть радиоактивная среда

Дозиметр для измерения радиации обычно используют в виде значка или браслета, есть портативные и карманные модели. Они содержат кристаллы люминофора, способные улавливать электроны, освобожденные вредным ионизирующим излучением

Внимание! Измеритель радиации дозиметр не может обнаружить низкоэнергетическое бета-излучение от некоторых изотопов. Также углерод-14, тритий или серу-35.

Назначение для ношения индивидуальных дозиметров дается работникам, имеющим дело с рентгеновскими аппаратами, флуороскопическими установками. Также их должны использовать лица, работающие в промышленных зонах.

Дозиметры радиации устанавливают самостоятельно в радиоактивных средах для отслеживания среднего количества выделяемого излучения, но чаще всего их носят исследователи, обслуживающий персонал и другие должностные лица, работающие с радиацией или вокруг нее. Сотрудники многих кафедр университета носят их с собой, как и сотрудники атомных электростанций и некоторых больниц. Пациенты химиотерапии часто их используют во время лечения, чтобы гарантировать, что количество радиации, которой они подвергаются, остается в полезном диапазоне, а не входит в потенциально смертельный.

Виды дозиметров

Бытовые и профессиональные дозиметры

Бытовые дозиметры являются более компактными по размеру (некоторые можно носить в кармане) и обычно имеют относительно небольшую стоимость. Принцип действия их основан на количественном анализе попавших в аппарат из внешней среды ионизирующих частиц. Важная особенность бытовых дозиметров – мгновенное оповещение о повышении допустимого уровня радиации, что очень важно при непредвиденном попадании в зараженную зону. Однако бытовые дозиметры не способны определять дозы радиации, полученные человеком ранее, и не учитывают накопленные излучения при анализе окружающей среды.

Профессиональные дозиметры не такие компактные и имеют высокую стоимость. Это обусловлено их высокой точностью измерения и возможностью точного определения накопившейся дозы излучения в теле человека. Такие приборы используются в основном при работе в опасной зоне, а также узкоспециализированными специалистами.

Классификация по функциональным особенностям

Индикаторы – устройства, определяющие наличие радиоактивного заражения. При определении наличия радиации, срабатывает звуковой или световой сигнал. Данные приборы пользуются большим спросом при необходимости выявления радиоактивно зараженных объектов, хоть и не обладают высокой точностью и чувствительностью.

Сигнализаторы – аппараты похожие на индикаторы, но способные различать колебания радиационного фона. Данные устройства имеют возможность установки заданного порога излучения, при превышении которого срабатывает сигнализационное оповещение.

Измерители – устройства, способные проводить измерения радиационного излучения как окружающей среды, так и конкретного предмета. Измерители обладают высокой точностью измерения и на данные замеры тратят немного больше времени, чем более простые дозиметры.

Радиометры (или поисковики) – приборы, обладающие высокой скоростью реакции на изменение радиационного фона, хоть и характеризующиеся небольшой точностью измерений. Используются такого рода дозиметры чаще для обнаружений источников радиоактивного излучения.

Принцип работы дозиметра

Ионизирующее излучение, вызванное воздействием рентгеновских лучей, гамма-лучей и некоторых радиоактивных частиц, является типом излучения, которое несет достаточно энергии, чтобы выбить электроны из нормально стабильных молекул. Когда это происходит в живой ткани, потеря электронов может привести к повреждению клетки, но те же самые освобожденные электроны могут быть захвачены и измерены при правильных условиях. Радиационная дозиметрия работает, используя это преимущество.

Принцип действия дозиметра основан на захвате ионизирующего излучения электронами, они захватываются кристаллами люминофора. Когда последние нагреваются, выпускают эти захваченные электроны в виде света, чтобы точно определить количество излучения, которому подвергался прибор.

Некоторые модели заполняются аргоном, к которому подают напряжение с двух электродов. Бета-частицы проходят через камеру датчика, начинается ионизация газа, это приводит к повышению токопроводящих способностей аргона. Итог — электрический разряд, снижающий напряжение в электродах до 0. Затем камера с аргоном быстро восстанавливается и готова к новому измерению радиации.

Внимание! В выключенном состоянии схема дозиметра радиации находится в микропотребляющем режиме работы. В нем поддерживается только процесс отсчета реального времени процессором.

Измеренный уровень регистрируется в микропроцессорной плате, которая превращает их в цифровые значения

В чем измеряется радиация дозиметром

Действие основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Радиоактивное излучение измеряется в микроРентген/час.

Для оценки воздействия на человеческий организм используется понятие эквивалентная доза и ее мощность. Измерение происходит в Зивертах (Зв). 1 Зв = 100 Рентген.

Коэффициент качества эквивалентной дозы дозиметра является характеристикой излучения и показывает биологическую активность, то есть способность вносить повреждения в биологическую ткань

Из чего состоит дозиметр

Корпус — ударопрочный. Выполнен и высококачественного пластика. На передней панели располагаются кнопки и матричный ЖКИ. С торцевой части устанавливается USB разъем для удобного считывания результатов с помощью смартфона или персонального компьютера. Также есть светодиодный индикатор и отверстие звуковой сигнализации.

На задней части корпуса производитель указывает серийный номер модели и другие условные обозначения

Устройство дозиметра может включать:

• несколько детекторов для измерения разных типов излучения;
• съемные фильтры;
• счетное устройство;
• систему индикации дозы.

Главной деталью метрологического прибора считается детектор излучения. Он наделен особенностью преобразовывать излучение в электрический сигнал, который удобно обрабатывать.

Также устройство может иметь умножитель напряжения, разделительные конденсаторы, одновибраторы, преобразователи, модуляторы, резонаторы, электронные и управляющие блоки. Газонаполненная камера чаще представляет собой счетчик Гейгера-Мюллера. Он отличается простотой и малой стоимостью.

Кристаллы могут быть органическими и неорганическими. Устройство дозиметра включает твердотельные полупроводниковые детекторы. Главные плюс — компактность, использование для контроля излучения любого вида. Но точность, которой обладает твердотельный дозиметр радиации, — низкая.

Как пользоваться дозиметром радиации

Прежде чем определить дозу радиации с помощью индивидуального дозиметра, необходимо обнулить предыдущие показания. Положить включенное устройство в карман. Чтобы работать с дозиметром, не нужно специальных знаний, все описывается в инструкции к устройству.

Как быстро найти радиоактивный предмет

Прежде всего, прибор необходимо включить. В меню выбрать нужный режим измерения, например, СРМ (специальный режим измерения, который не делает пересчеты и не рассчитывает среднее значение). Затем выбранный параметр подтвердить, нажав на кнопку «выбор» или «пуск».

Дозиметр радиации медленно перемещать над предполагаемыми источниками радиации

Важно! Чем ближе устройство к объекту, тем быстрее возрастает частота звуковых сигналов, а по мере удаления — убывает.

Измерение радиационного фона дозиметром в доме или квартире

Источником радиации в жилом помещении может выступать стройматериал, мебель, бытовая техника, измерительные устройства, предметы из гранита и хрусталя. Обследование квартиры позволяет своевременно выявить источник опасного радиационного излучения.

Внимание! Ее измерение необходимо для обеспечения жильцам экологичного и безопасного пространства для жизни.

Инструкция по применению дозиметра в квартире:

1. Включить устройство, нажав на соответствующую кнопку.
2. Проверить заряд модели.
3. Выждать 2-3 минуты. Прибор должен адаптироваться, чтобы выдать максимально точный результат. Если использовать показания, появившиеся в первые секунды измерения, будет очень большая погрешность замера.
4. Передвигаться по квартире, иногда задерживаясь возле предметов, которые считаются радиационными. До получения достоверной статически обработанной информации цифровой индикатор на дозиметре радиации будет мигать. Продолжительность обработки данных зависит от интенсивности излучения.
5. Максимально близко подносить к стенам, батареям центрального отопления, кафельной плитке, мраморным и гранитным столешницам.

Показания индивидуального дозиметра в квартире должны быть в пределах 10-30 мкР/ч. При этом для человека считается безопасным радиоактивность до 50 мкР/ч.

Измерение уровня радиации дозиметром на улице

При измерении следует держать прибор горизонтально, примерно на уровне 1 м от земли. Перед началом работы нажать кнопку «Пуск» и после звукового сигнала записать показания прибора.

Совет! Рекомендуют проводить измерения на одном месте 5 раз, чтобы получить более точные значения.

Если на улице дозиметр радиации показывает высокие значения, нужно отойти на несколько шагов влево или вправо, повторить измерения радиационного фона. Нужно найти точку с максимальным значением.

Затем положить дозиметр радиации на разных точках на улице. Например, рядом с домом, на грядке, клумбе, возле подвального помещения

Не класть на грязные поверхности. Под дозиметр положить кусочек полиэтиленовой пленки. Рассчитывать среднее значение после 4 измерений.

Дозиметр: как им пользоваться и где он может пригодиться?

Если вы думаете, что радиация — это на атомных подлодках и в диких лесах Чернобыля, то вы серьезно ошибаетесь. Она везде. Ионизирующее излучение испускают телефоны, микроволновки, телевизоры, компьютеры, стены вашего дома и даже вы сами. Поэтому даже у живущего в самой экологически чистой местности есть шанс поймать шальной нейтрон, который выбьет атом из ДНК и спровоцирует появление раковой опухоли.

Но этот шанс растет в геометрической прогрессии по мере увеличения интенсивности излучения. А ведь достаточно порой одного сувенирчика сомнительного происхождения, чтобы уровень радиации вырос в сотни и тысячи раз.

Особенность излучения в том, что его не видно, оно не имеет запаха и вкуса, на него не реагируют канарейки или тараканы. Без специального устройства вы не можете чувствовать себя в безопасности.

Удивительный факт: в нашей стране, где в свое время проводились разнообразные испытания, где живут ликвидаторы катастрофы на ЧАЭС, бытовые радиометры и дозиметры не пользуются популярностью, в то же время в более благополучной Европе такой прибор есть почти в каждой второй семье.

Но чтобы покупка не была напрасной, стоит узнать, как правильно пользоваться этим устройством.

Использование

Вначале стоит твердо запомнить, что радиационная безопасность требует отслеживать два важных показателя — уровень ионизирующего излучения (единица измерения — электронвольт, кюри, беккерель, рад/с, рентген/с) и доза облучения (рентген, грей, рад, зиверт, бэр).

Если говорить простым языком, то уровень излучения — это мощность, интенсивность, «яркость» свечения источника радиации. А доза — это количество нейтронов и прочих частиц, которые были поглощены телом или выделены источником. Чтобы узнать дозу, нужно яркость умножить еще на время воздействия. Чем дольше вы находитесь рядом с источником, тем больше доза.

Для измерения уровня используют радиометры или рентгенометры, дозиметры измеряют дозу. В частности, всем известный трескотливый счетчик Гейгера — это радиометр, дозу он не покажет. Однако о данном различии не стоит сильно переживать, так как современные бытовые приборы — комбинированные, они способны отслеживать и уровень, и дозу.

При использовании дозиметра следует обращать внимание на оба показателя. Вашему организму куда важнее доза, но при оценке безопасности того или иного прибора (места, продукта и пр.), придется изучать уровень излучения.

При измерениях стоит помнить, что все предметы в мире излучают радиацию, соответственно есть такое понятие, как естественный фон. Он колеблется в пределах 8-12 микрорентген/час на улице, 15-20 мкР/час в помещении. Для Москвы нормальный фон принят на уровне 30 мкР/час. Санитарными нормами допускается проживание при фоне до 60 мкР/час.

Чтобы получить точные сведения, одного замера недостаточно. Желательно сделать не менее трех замеров.

Где будет полезен?

Бытовой дозиметр станет верным помощником на всю вашу жизнь, рядом с термометром и барометром. Самые типичные примеры его использования:

• оценка радиационного фона арендуемого или покупаемого жилья;
• проверка безопасности продуктов питания, воды;
• оценка уровня радиации техники, механизмов, автомобиля;
• проверка безопасности строительных материалов, мебели;
• контроль уровня излучения в местах отдыха, учебы детей, в общественных местах;
• оценка получаемой дозы, контроль эффективности мероприятий по ее снижению.

Радиация не только способна подпортить здоровье вам, излучение может повлиять на генетическую информацию, передаваемую детям. Поэтому дозиметр — это забота о всем своем роде.

Что делать, если показания дозиметра высокие

Если дозиметр показал высокий уровень радиации, необходимо подальше уйти от источника. Чем дальше находится предмет, излучающий радиоактивный фон, тем меньше доза облучения для человека.

Обнаруженный предмет нельзя выбрасывать в мусор, трогать руками или продавать. В такой ситуации обращаются в центр, который занимается утилизацией радиационных отходов. В Москве это ФГУП «Радон». Также необходимо прийти в Центр гигиены и эпидемиологии. Специалисты обязаны отреагировать на поступивший сигнал, сообщить в соответствующий орган, чтобы они проверили уровень радиации с помощью профессиональных устройств.

Внимание! До прибытия полиция или других органов следовать их указаниям.

Как правильно выбрать дозиметр

Как измерить уровень радиации без дозиметра? Мощность радиации – это способность ионизирующих веществ проникать и двигаться в пространстве под воздействием своего заряда. Из этого вытекает истина – мощность ионов является их зарядом, то есть силой, с которой они выталкиваются и перемещаются по воздуху. Очевидно, что получить достоверные данные об уровне радиации без дозиметра невозможно.

Как измерить радиацию с помощью телефона? Телефон также не является подходящим средством когда речь идет о таком мероприятии, как измерение радиации. Гарантировать получение достоверных данных может только специализированный прибор.

Мощность является системной единицей измерения и обозначается в Зивертах. Она позволяет вычислить, насколько опасной может являться для человеческого организма та или иная радиация, в зависимости от источника ее возникновения и силы, с которой двигаются частицы.

Как измерить уровень радиации? В процессе измерения мощности радиации каждый человек должен помнить о том, что такое явление, как радиация, может иметь цикличный характер и меняться на протяжении определенного отрезка времени. Этот феномен зависит от заряженности ионов и от других условий, в которых производятся измерения.

Чтобы показатели мощности радиационного фона были максимально качественными и точными, следует осуществлять измерения дозиметром несколько раз, при этом учитывая средний показатель на экране устройства.

Определение мощности радиации и методы измерения радиации позволяют точно определить, насколько тот или иной поток ионизирующих веществ является опасным для человеческого организма и как быстро произойдет реакция клеток на такое искусственное радиационное вмешательство в их структуру.

Стоит сказать о том, что все современные дозиметры оборудованы специальным звуковым датчиком, который помогает определить повышенный уровень радиационного поля и четко реагирует на малейшие изменения в показаниях в процессе проведения аналитической работы.

При выборе устройства учитывают определенные параметры прибора. Для выявления гамма-излучений применяют дозиметры, для альфа- и бета-излучений – радиометры. Есть аппараты оснащенные двумя функциями. Бытовой дозиметр выбирают, по многим показателям.

На что смотреть:

• Тип устройства. Лучше выбирать газоразрядный, нежели полупроводниковый. Параметр влияет на точность устройства и его работу.
• Виды радиации. Прибор измеряет один либо несколько показателей. Лучше выбирать универсальные модели. Результат появляется одновременно либо по очереди.
• Погрешность. Важная величина, ее обязательно учитывают при выборе. Чем ниже погрешность, тем точнее показатели радиации и выше цена дозиметра.
• Диапазон. Это наименьшие и наибольшие показатели радиационных частиц, улавливаемых прибором.
• Проверка. В паспорте устройства требуется наличие печатей и отметок о проверке исправной работы и соответствия заявленным характеристикам.

К выбору дозиметра необходимо подходить ответственно, учитывать все показатели перед покупкой.

Понравится статья: «Вред телевизора для здоровья человека — детей и взрослых