Дозиметр радиации — это прибор, измеряющий поглощенную дозу внешнего ионизирующего излучения . Его носит лицо, за которым ведется наблюдение, при использовании в качестве индивидуального дозиметра, и он служит для регистрации полученной дозы радиации. Современные электронные персональные дозиметры могут непрерывно считывать кумулятивную дозу и текущую мощность дозы, а также предупреждать пользователя звуковым сигналом при превышении заданной мощности дозы или кумулятивной дозы. Другие дозиметры, такие как термолюминесцентные или пленочные, требуют обработки после использования для определения полученной кумулятивной дозы и не могут давать текущие показания дозы во время ношения.
Персональный дозиметр ионизирующего излучения имеет фундаментальное значение в дисциплинах радиационной дозиметрии и радиационной физики и в основном используется для оценки дозы радиации, получаемой человеком, носящим это устройство.
Повреждение организма человека ионизирующим излучением является кумулятивным и связано с общей полученной дозой , единицей которой в системе СИ является зиверт . Радиографам , работникам атомных электростанций , врачам, использующим лучевую терапию , работникам HAZMAT и другим людям, работающим с радионуклидами, часто приходится носить дозиметры, чтобы можно было вести учет профессионального облучения. Такие устройства известны как «легальные дозиметры», если они одобрены для использования при регистрации доз персонала в целях регулирования.
Дозиметры обычно носят снаружи одежды, дозиметр «всего тела» носят на груди или туловище, чтобы отобразить дозу, воздействующую на все тело. Это место контролирует воздействие большинства жизненно важных органов и представляет собой основную массу тела. Дополнительные дозиметры можно носить для оценки дозы на конечностях или в полях излучения, которые значительно различаются в зависимости от ориентации тела на источник.
Электронный персональный дозиметр, наиболее часто используемый тип, представляет собой электронное устройство, имеющее ряд сложных функций, таких как непрерывный мониторинг, который позволяет выдавать тревожные предупреждения на заданных уровнях и оперативное считывание накопленной дозы. Они особенно полезны в зонах с высокими дозами, где время пребывания пользователя ограничено из-за ограничений по дозе. Дозиметр можно сбросить, обычно после снятия показаний для целей записи, и, таким образом, повторно использовать его несколько раз.
Дозиметры на полевых транзисторах металл-оксид-полупроводник [1] в настоящее время используются в качестве клинических дозиметров пучков лучевого излучения. Основными преимуществами устройств MOSFET являются:
1. Дозиметр MOSFET имеет прямое считывание с очень тонкой активной областью (менее 2 мкм [ необходимо разъяснение ] ).
2. Физический размер МОП-транзистора в упаковке составляет менее 4 мм.
3. Постирадиационный сигнал сохраняется постоянно и не зависит от мощности дозы.
Оксид затвора МОП -транзистора , который обычно представляет собой диоксид кремния, является активным чувствительным материалом в дозиметрах МОП-транзисторов. Излучение создает дефекты (действуют как электронно-дырочные пары) в оксиде, что, в свою очередь, влияет на пороговое напряжение МОП-транзистора. Это изменение порогового напряжения пропорционально дозе радиации. Альтернативные диэлектрики затвора с высоким k, такие как диоксид гафния [2] и оксиды алюминия, также предлагаются в качестве дозиметров радиации.
Термолюминесцентный дозиметр измеряет воздействие ионизирующего излучения путем измерения интенсивности света, излучаемого кристаллом, легированным Dy или B, в детекторе при нагревании. Интенсивность излучаемого света зависит от радиационного воздействия. Когда-то они продавались излишками, а один формат, когда-то использовавшийся подводниками и атомщиками, напоминал темно-зеленые наручные часы, содержащие активные компоненты и высокочувствительный ИК-диод на конце провода, прикрепленный к легированному стеклянному чипу LiF2, который при сборке точно нагревается (следовательно, термолюминесцентно). излучает накопленное излучение в виде узкополосного инфракрасного света до тех пор, пока оно не исчерпается [3] . Основное преимущество заключается в том, что чип пассивно записывает дозировку до тех пор, пока он не подвергнется воздействию света или тепла, поэтому даже использованный образец, хранящийся в темноте, может предоставить ценные научные данные. [4]
Пленочные дозиметры предназначены только для одноразового использования. На уровень поглощения излучения указывает изменение эмульсии пленки, которое проявляется при проявлении пленки. В настоящее время их в основном вытесняют электронные персональные дозиметры и термолюминесцентные дозиметры.
Они используют свойство кварцевого волокна для измерения статического электричества, удерживаемого на волокне. Перед использованием пользователем дозиметр заряжается до высокого напряжения, что приводит к отклонению волокна из-за электростатического отталкивания. Когда газ в камере дозиметра ионизируется радиацией , заряд утекает, заставляя волокно выпрямляться и тем самым указывать величину полученной дозы на градуированную шкалу, которую можно увидеть с помощью небольшого встроенного микроскопа. [5] Они используются только в течение короткого времени, например, в течение дня или смены, поскольку могут страдать от утечки заряда, что приводит к ложно высоким показаниям. Однако они невосприимчивы к ЭМИ, поэтому использовались во время холодной войны как надежный метод определения радиационного воздействия.
В настоящее время их в значительной степени вытесняют электронные персональные дозиметры для краткосрочного мониторинга.
В них используется обычная трубка Гейгера-Мюллера, обычно ZP1301 или аналогичная трубка с энергокомпенсацией, требующая напряжение от 600 до 700 В и компоненты обнаружения импульсов. Дисплей в большинстве случаев представляет собой пузырьковый или миниатюрный ЖК-дисплей с 4 цифрами и встроенным чипом дискретного счетчика , например 74C925/6. [ нужна ссылка ] Светодиодные устройства обычно имеют кнопку для включения и выключения дисплея для увеличения срока службы батареи, а также инфракрасный излучатель для проверки и калибровки счетчика. Напряжение поступает от отдельного модуля с выводами или проводами, в котором часто используется однопереходный транзистор, управляющий небольшой повышающей катушкой и каскадом умножителя. Несмотря на то, что он дорогой, он надежен с течением времени, особенно в средах с высоким уровнем радиации, разделяя эту особенность с туннельными диодами, хотя известно, что герметики, катушки индуктивности и конденсаторы со временем выходят из строя. [ нужна цитата ] Их недостаток заключается в том, что накопленная доза в беккерелях или микрозивертах нестабильна и исчезает при отключении источника питания, хотя может быть установлен конденсатор с малой утечкой для сохранения памяти на короткие периоды времени без батареи. По этой причине в большинстве устройств используются долговечные аккумуляторы и качественные контакты. Недавно разработанные устройства регистрируют дозу с течением времени в энергонезависимой памяти, такой как микросхема 24C256, чтобы ее можно было считывать через последовательный порт.
Рабочей величиной для индивидуальной дозиметрии является индивидуальный эквивалент дозы, который определяется Международной комиссией по радиологической защите как эквивалент дозы в мягких тканях на соответствующей глубине ниже определенной точки на теле человека. Указанная точка обычно определяется местом ношения индивидуального дозиметра. [6]
Это фактические показания, полученные, например, с помощью гамма -монитора амбиентной дозы или персонального дозиметра. Дозиметр калибруется в известном поле радиации, чтобы обеспечить отображение точных рабочих величин и обеспечить связь с известным воздействием на здоровье. Эквивалент индивидуальной дозы используется для оценки поглощения дозы и обеспечения соблюдения нормативных пределов. Это цифра, обычно вносимая в учетные данные о дозах внешнего облучения работников профессионального облучения.
Дозиметр играет важную роль в международной системе радиационной защиты, разработанной Международной комиссией по радиологической защите и Международной комиссией по радиационным единицам и измерениям . Это показано на прилагаемой диаграмме.
Фантом «плита» используется для изображения туловища человека при калибровке дозиметров всего тела. Это повторяет эффекты рассеяния и поглощения излучения человеческим туловищем. Международное агентство по атомной энергии заявляет: «Фантом-плита имеет размеры 300 × 300 × 150 мм и представляет собой человеческий торс». [7]
В производственных процессах, при которых продукты подвергаются воздействию ионизирующего излучения, например, при облучении пищевых продуктов , используются дозиметры для калибровки доз, попадающих в облучаемый материал. Обычно они должны иметь более широкий диапазон доз, чем персональные дозиметры, и дозы обычно измеряются в единице поглощенной дозы : грее (Гр). Дозиметр располагается на предметах, облучаемых во время процесса, или рядом с ними для проверки полученных уровней дозы.
.jpg/1280px-Chernobyl_and_Pripyat_(4854347168).jpg)
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )