Измерители радиационной безопасности — это ручные приборы для измерения ионизирующего излучения, используемые для проверки персонала, оборудования и окружающей среды на предмет радиоактивного загрязнения и окружающего излучения. Ручной измеритель радиации , вероятно, является наиболее известным прибором для измерения радиации благодаря своему широкому и заметному использованию.
Наиболее часто используемыми ручными измерительными приборами являются сцинтилляционный счетчик , который используется для измерения альфа- , бета- и нейтронных частиц; счетчик Гейгера , широко используемый для измерения уровней альфа-, бета- и гамма-излучения ; и ионная камера , которая используется для измерений бета-, гамма- и рентгеновского излучения .
Приборы предназначены для ручного использования, питаются от батареи и имеют небольшую массу, что позволяет легко манипулировать ими. Другие функции включают легко читаемый дисплей, в отсчетах или дозе радиации , и звуковую индикацию скорости счета. Обычно это «щелчок», связанный с прибором типа Гейгера, а также может быть предупреждающим звуком, когда скорость подсчета радиации или дозы превышена. Для двухканальных детекторов, таких как сцинтилляционный детектор, нормально генерировать разные звуки для альфа и бета. Это дает оператору быструю обратную связь как по уровню радиации, так и по типу обнаруживаемой частицы. Эти функции позволяют пользователю сосредоточиться на манипулировании счетчиком, одновременно имея звуковую обратную связь по скорости обнаруженной радиации. [1]
Счетчики могут быть полностью интегрированы с зондом и обрабатывающей электроникой в одном корпусе, что позволяет использовать их одной рукой, или иметь отдельные корпуса зонда детектора и электроники, соединенные сигнальным кабелем. Последнее предпочтительнее для проверки извилистых поверхностей на радиоактивное загрязнение из-за простоты манипулирования зондом.
Показания для альфа- и бета-излучения обычно выражены в отсчетах , в то время как для гамма- и рентгеновского излучения обычно выражены в показаниях дозы облучения. Единицей СИ для последнего является зиверт . Не существует простого универсального преобразования скорости счета в мощность дозы, поскольку она зависит от типа частицы, ее энергии и характеристик датчика. Поэтому скорость счета, как правило, используется как значение, которое было рассчитано для конкретного приложения для использования в качестве компаратора или относительно абсолютного порога тревоги. Дозовый прибор может быть впоследствии использован, если требуется показание дозы. Чтобы помочь с этим, некоторые приборы имеют как дозу, так и скорость счета.
Счетчики, работающие от батареек, обычно имеют функцию проверки уровня заряда батареи.
Измерительные приборы могут быть интенсиметрами или масштабирующими устройствами.
В радиационной защите прибор, который считывает скорость обнаруженных событий, обычно называется интенсиметром , который был впервые разработан Н. С. Гингричем и др. в 1936 году. [2] Он обеспечивал динамическую индикацию скорости радиации в реальном времени, и этот принцип нашел широкое применение в медицинской физике и в качестве измерителя радиационного контроля.
Инструмент, суммирующий события, обнаруженные за определенный период времени, называется масштабирующим устройством . Это разговорное название происходит от ранних дней автоматического счета, когда требовалась схема масштабирования для деления высокой скорости счета до скорости, которую могли регистрировать механические счетчики. Эта техника была разработана CE Wynn-Williams в Кавендишской лаборатории и впервые опубликована в 1932 году. Первоначальные счетчики использовали схему «делителя Экклза-Джордана», сегодня известную как триггер . [ 3] Это было до эры электронных индикаторов, которая началась с появлением трубки Dekatron в 1950-х годах. [3] [4]
Пользователь должен знать типы излучения, с которыми придется столкнуться, чтобы использовать правильный прибор. Еще одной сложностью является возможное наличие «смешанных полей излучения», где присутствует более одной формы излучения. Многие приборы чувствительны к более чем одному типу излучения; например, альфа и бета или бета и гамма, и оператор должен знать, как различать их. Необходимые навыки использования ручного прибора заключаются не только в манипулировании прибором, но и в интерпретации результатов скорости воздействия излучения и типа обнаруживаемого излучения.
Например, прибор Гейгера с торцевым окном не может различать альфа и бета, но перемещение детектора от источника излучения покажет падение альфа, поскольку трубка детектора обычно должна находиться в пределах 10 мм от источника альфа, чтобы получить разумную эффективность счета. Теперь оператор может сделать вывод, что присутствуют как альфа, так и бета. Аналогично для прибора Гейгера бета/гамма бета может оказывать влияние на расстоянии порядка метров, в зависимости от энергии бета, что может привести к ложному предположению, что обнаруживается только гамма, но если используется детектор с раздвижным экраном, бета можно экранировать вручную, оставив только показания гамма.
По этой причине такой инструмент, как двойной фосфорный сцинтилляционный зонд, который будет различать альфа и бета, используется там, где рутинная проверка будет сталкиваться с альфа и бета излучателями одновременно. Этот тип счетчика известен как «двойной канал» и может различать типы излучения и давать отдельные показания для каждого.
Однако сцинтилляционные зонды могут быть подвержены влиянию высоких уровней гамма-фона, поэтому их должен проверять опытный оператор, чтобы прибор мог компенсировать это. Распространенный метод заключается в том, чтобы убрать счетчик из любой близости от альфа- и бета-излучателей и позволить вести "фоновый" подсчет гамма-излучения. Затем прибор может вычесть это в последующих показаниях.
При проведении дозиметрических исследований счетчики Гейгера часто используются только для обнаружения источников радиации, а затем для получения более точных измерений применяется ионизационный прибор, обладающий большей точностью и способностью подсчитывать более высокие мощности дозы.
Подводя итог, можно сказать, что существует множество функций и методов прибора, помогающих оператору работать правильно, но для обеспечения надежных результатов необходимо использование прибора опытным оператором. Исполнительный комитет по охране труда и технике безопасности Великобритании выпустил руководство по выбору правильного прибора для соответствующего применения, а также по уходу за такими приборами и их использованию. [1]
Руководство по выбору, использованию и обслуживанию портативного оборудования для радиационного контроля. - Национальный совет по радиационной защите - Великобритания, май 2001 г.