Класификация на устройствата за измерване на радиацията
На съвременния пазар има много модели, които измерват нивата на радиация. Условно те се разделят на три големи класа:
- Радиометри, които следят нивото на активност на излъчващ
- Домакински – евтин и компактен, предназначен да информира лице, страдащо от радиофобия, за превишаване на допустимото ниво на радиоактивно лъчение на определено място, което му позволява бързо да напусне замърсената зона. Въпреки че измерват нивото на замърсяване в околността, домашните уреди не са в състояние да измерят вече натрупаната от човека доза радиация;
- Професионалните уреди са по-големи и по-скъпи от домашните, но имат висока чувствителност, широк обхват и точност, която позволява да се определи с по-голяма сигурност реалната опасност. Те се използват за наблюдение на околната среда и за контрол на движението на радиоактивни вещества, а също така могат да определят дозата на радиация, получена от човек с течение на времето. Професионалните инструменти могат да бъдат преносими с тегло до 1,5 кг, а лабораторните – с тегло до 10 кг.
При безразрушително изпитване на материали, продукти, конструкции с радиографски методи за наблюдение на радиационната среда най-често се използват преносими професионални дозиметри, радиометри и комбинирани детектори на радиация-дозиметри.
В каква единица се измерва радиоактивността?
Мярката за радиоактивност на даден радионуклид в измервателната система SI е неговата активност, която се измерва в бекерели (Bq). Един Bq се равнява на 1 ядрена трансформация в секунда. Несистемната стойност на Кюри (Ci) и нейните производни (миликюри, микрокюри и др.) също се използват често като мярка за радиоактивност.д.). Числено 1 Кюри = 3.7*1010 Bq и 1 Bq = 0.027 nCi (нанокури). Съдържанието на активност в единица маса на дадено вещество се обозначава със специфичната активност, която се измерва в Bq/kg (l).
Каква е мерната единица за йонизиращо лъчение (рентгенови и гама лъчи)?
Дозата на облъчване е мярката за излагане на йонизиращо лъчение и се измерва в рентгенови лъчи (R) и производните им (mlR, µR), а количествената ѝ страна е скоростта на облъчване, която се измерва в рентгенови лъчи/сек (R/сек).) и неговите производни (mlR/час, μR/час, μR/сек).
Рентгеново лъчение е дозата рентгенови или гама лъчи във въздуха, при която 0.001293 g въздух произвежда йони с общ заряд от една електростатична единица електричество от всеки знак.
Еквивалентна доза – тя е равна на произведението от погълнатата доза и средния коефициент на качество на йонизиращото лъчение (напр.: коефициентът на качество на гама лъчението е 1, а на алфа лъчението е 20).
Единицата за измерване на еквивалентната доза е rem (биологичен еквивалент на Рентген) и нейните подединици: millibur (mBur) microburst (µur) и т.н.д., 1 rem = 0,01 J/kg-1. Единицата за еквивалентна доза по SI е сиверт, Sv,
1 Sv=1J/kg-1=100 rem.
1 mRem = 1*10-3 rem; 1 µRem = 1*10-6 rem
Погълнатата доза е количеството енергия на йонизиращото лъчение, което се поглъща в елементарен обем, разделено на масата на веществото в този обем.
Единицата за погълната доза е rad, а дробните й стойности – 1 rad = 0,01 J/kg.
Единицата SI за погълнатата доза е грей, Gy, 1Gy=100rad=1J/kg-1
Дозата е съкращение на еквивалентна доза, която представлява мощността на дозата, умножена по времето на експозиция, и се измерва в реми.
Мощност на дозата – съкращение на мощността на еквивалентната доза.
Мощността на еквивалентната доза е съотношението между нарастването на еквивалентната доза през даден интервал от време и този интервал от време, като мерната единица е rem/hour, Sv/hour.
В какви единици се измерва алфа- и бета-радиацията?
Количеството алфа и бета радиация се определя като стойност на плътността на потока частици от единица площ, в единица време a-частици*min/cm2, b-частици*min/cm2.
Необходимост от дозиметри в безразрушителното изпитване
Когато се използват радиографски методи за безразрушителен контрол на различни видове материали и продукти, в повечето случаи се използват преносими измервателни уреди, тъй като качеството на заварките или липсата на кухини и каверни в насипната част може да се провери само на място. Когато извършва мониторинг, операторът е изложен на радиационно облъчване от радиографски детектор за дефекти, чието количество е регулирано и не трябва да надвишава 20 mSv за всеки 5 последователни години, но във всеки случай годишната доза не може да надвишава прага от 50 mSv. Професионалните дозиметри и дозиметри/радиометри се използват за измерване на скоростта и дозата, получавана от оператора по време на операции по радиографска дефектоскопия.
Основният компонент на дозиметъра или радиометъра е детекторът на йонизиращо лъчение. Радиационните кванти, пристигащи в детектора, се преобразуват в електрически импулси, които от своя страна се обработват от аналогово-цифров преобразувател, след което се цифровизират и подават към микропроцесора на устройството. Резултатите от измерванията и изчисленията се показват на екрана на дозиметъра, което позволява бърза оценка на радиационната обстановка и степента на замърсяване с няколко вида радиация. Тези показания са основа за определяне на допустимото работно време на оператора на радиографския дефектоскоп.
Какво представлява радиацията и защо я измерваме?
Механизмът за създаване на заредена частица е съвсем прост: когато ядрото се разрушава, излишните неутрони, протони и електрони се изхвърлят във външната среда. Някои от тях са опасни за човешкия организъм, а останалите не са опасни и дори могат да бъдат полезни. Всичко зависи от това колко дълго сте били изложени на светлината.
Фигура 2. Според създателите на комиксите радиацията дава на обикновените хора суперсила, но в живота, за съжаление, нещата не са толкова розови
Има много видове радиация, които могат да бъдат открити с помощта на измервателния уред:
- Алфа лъчение или потокът от атомни ядра на хелий без електронни орбитали. Самото тегло и обем на частиците намалява тяхната подвижност. Поради тази особеност максималният път, който може да измине една частица, е 7 см във въздуха и една стотна от милиметъра през кожата. Трудностите при преминаване през органична тъкан се дължат на по-плътното запълване на средата с атоми на материята в сравнение с газ. Опасност само при поглъщане
Това ще позволи:
- Избягвайте неприятностите, свързани с радиационната болест (Фигура 3), когато се намирате в близост до радиоактивен обект;
- Регулиране на радиационната доза, получавана от организма по време на престой в заразената зона;
- Извършване на измервания за целите на фоновото разузнаване и картографиране на замърсяването.
Но всичко това е възможно само ако знаем какво излъчване се измерва и какви системни единици се използват за определянето му.
Рентгенографски детектори за дефекти
От предложената на пазара номенклатура от устройства за измерване на нивата на радиация не всички отговарят на регулаторните изисквания, определени за устройствата, използвани при безразрушителен контрол на сглобки, части, конструкции и материали чрез методите за радиографско откриване на дефекти. Според експертното мнение на научноизследователската и производствена компания „Литас“, водеща организация в областта на производството на оборудване за радиографска дефектоскопия, професионалните дозиметри, произвеждани от научноизследователското и производствено унитарно предприятие „Атомтех“ от Минск, отговарят на спецификата на този метод в по-голяма степен от останалите:
- дозиметри модели DCS-AT-1121, 1123 и DKR-AT1103M за измерване на въздействието на рентгенови и γ-лъчи;
- дозиметри – радиометри модели MKS-AT1117M, MKS-AT1125, 1125A.
Как да измерваме: стандарти за радиация
Първо се запознайте с инструкциите стъпка по стъпка за измерване на радиацията (включени). Не забравяйте да нулирате предишните показания и да избършете инструмента, ако е необходимо, преди да започнете работа. Съществуват три нормативни стойности, които ще ви помогнат да се ориентирате в числата:
Дози, които оказват неблагоприятно въздействие върху човека;
Радиационният фон в дадена област може да се промени няколко пъти. Винаги спазвайте предписаните разпоредби:
Не се допускат повече от 50 микрорентгена (или 0,5 микросиверта) на час;
20 микрорентгена (0,2 микросиверта) на час е абсолютно безопасна доза за хората;
100-700 mSv е максимално допустимият праг на радиация, натрупана през целия живот.
Дозиметрите се различават по вида на измерваното лъчение. Модели за определяне на алфа, бета и гама радиация. Рядко се произвеждат универсални устройства с няколко вида измервателни уреди, предназначени за измерване и на трите вида радиация. Кой инструмент измерва всеки вид радиация – следната информация.
Как се измерва β и γ излъчване
Универсален дозиметър с два Гайгерови брояча за измерване на три вида радиация – бета/гама/рентгенови лъчи
RADEX ONE.
Гама лъчите се считат за най-опасни, но са по-лесни за откриване. Приближете уреда възможно най-близо до обекта. Уверете се, че върху машината не попада прах: чуждите фини частици ще повлияят на резултатите. Няма да е правилно.Как се измерва алфа
Радиометър за измерване на трите вида радиация – RADEX RD1008. Вземете обикновен лист хартия, покрийте с него повърхността, която ще се тества. При втория цикъл направете измервания без хартия. Ако параметрите са много различни, тогава
Радиация в храните
Опасни дози радиация може да има във всички видове храни. Гъбите, горските плодове, дивите растения, плодовете и месото са по-често заразени. Когато отивате в гората, на пазар или да пазарувате, е препоръчително да носите джобен дозиметър. Как се измерва нивото на радиация? – Проверката на безопасността на храните е лесна – доближете устройството до храната, която купувате
Как да проверите нивата на радиация в дома
За настоящите и бъдещите нови наематели е добре да знаят как да измерват нивата на радиация в апартамента. За да направите това, разходете се с устройството в ръка върху целия обект. Ако уредът показва увеличение на дозата с около 0,3 µ3v/час, опитайте да преместите дозиметъра по-близо до заподозряното лице
Измерване на радиацията по време на къмпинг
Какво измерва нивата на радиация в околната среда? – Със същия радиометър. Вземете го със себе си, когато отивате на къмпинг, на екскурзии. Радиацията може да се излъчва от вода, земя, скали. Понякога причината за увеличението е вятърът от промишлен обект или минералите в планините. Преди да разпънете палатките, да къмпингувате или да си направите пикник, направете измервания. Защитете себе си и близките си.
Навигация в статия:
Дозиметри
Радиацията (йонизиращо лъчение) може да се измерва с измервателни уреди, наречени дозиметри.
В зависимост от конструкцията и вида на дозиметъра той може да измерва няколко вида радиация или само един вид – алфа, бета, гама, рентгенови или неутронни лъчи. Дозиметрите, които могат да измерват няколко вида радиация, имат по-сложна структура, доста скъпи са и се отнасят предимно към професионалните измервателни инструменти. Битовите уреди за измерване на радиация обикновено се използват за измерване на един или два вида радиация – гама, бета, понякога алфа. Домакинските дозиметри имат по-малък обхват на измерване и по-голяма неопределеност на измерването, което означава, че домакинските дозиметри имат по-малка точност.
Коя е най-лошата радиация?
Струва си да се отбележи, че домашното устройство за измерване на радиацията, дозиметърът, в някои случаи може да бъде сбъркан с радиометър, друг инструмент за измерване на радиацията, който обаче работи на малко по-различен принцип. Как работят дозиметрите? Докато дозиметърът измерва точното количество йонизиращи вещества във въздуха за определен период от време, радиометърът се използва за проверка на степента на заряд на радиационните частици в дадена проба.
Пробата може да бъде течност, газ, спрей, повърхност и т.н. Съвременните измервателни уреди и радиометри се използват за изчисляване на количеството и енергията на подозрителни радиочастици в дадена област, на дадена повърхност или на даден обект.
Структура на дозиметъра
Работата на всеки дозиметър се основава на едни и същи принципи на работа. Основният елемент на всички дозиметри е радиационният детектор. В зависимост от принципа на действие радиационните детектори се разделят на:
- Йонизационни камери – това са детектори, които са конструирани с различни видове камери, пълни с газ. Принцип на действие, основан на регистрирането на електрически смущения, създадени в газоразрядната камера при преминаването на различни заредени частици през нея. Трябва да се използва предимно за откриване на бета- и гама-лъчение.Детекторите за газови разряди са с проста конструкция и ниска цена. Слабо пригоден за откриване на алфа-радиация.
Най-разпространеният дизайн на детектор за газови разряди, броячът на Гайгер-Мюлер, се използва в повечето домакински и професионални дозиметри.
- Сцинтилационните кристали са с неорганичен или органичен произход. Принципът се основава на откриването на фотони, които се генерират в кристал при преминаването през него на заредени частици (електрони, протони, неутрони, алфа частици). Може да се използва за откриване на всички видове радиация. Използват се предимно в инструменти за търсене, тъй като са много чувствителни и точни. Те са доста големи и скъпи.
- Полупроводникови детектори в твърдо състояние – състоят се от кристали и полупроводников материал. Принципът се основава на промяната в електропроводимостта на даден материал при преминаването на заредени частици (електрони, протони, неутрони) през него. Може да се използва за откриване на всички видове радиация. Ниска степен на достоверност, но с малък размер и ниска цена.
Какво представлява радиоактивността?
Радиоактивност – спонтанно превръщане на атомни ядра в ядра на други елементи. Свързани с йонизиращо лъчение. Известни са четири вида радиоактивност:
- Алфа разпад – радиоактивно преобразуване на атомното ядро, при което се излъчват алфа частици;
- Бета-разпад – радиоактивна трансформация на атомни ядра, при която се излъчват бета-частици, т.е. от техните заредени частици.e електрони или позитрони;
- Спонтанно делене на атомни ядра – спонтанно делене на тежки атомни ядра (торий, уран, нептуний, плутоний и други изотопи на трансуранови елементи). Периодите на полуразпад на спонтанно разпадащите се ядра варират от няколко секунди до 1020 за Тория-232;
- Протонна радиоактивност – радиоактивно превръщане на атомно ядро, при което се отделят нуклеони (протони и неутрони).
Какво представляват изотопите?
Изотопите са варианти на атоми на един и същ химичен елемент, които имат различни масови числа, но имат еднакъв електрически заряд на атомните ядра и следователно заемат D.И. Менделеев. Например: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Разграничават се стабилни изотопи и нестабилни изотопи, които се разпадат бурно чрез радиоактивен разпад. Известни са около 250 стабилни и около 50 естествено срещащи се радиоактивни изотопи. Пример за стабилен изотоп е Pb206, Pb208 е крайният продукт от разпадането на радиоактивните елементи U235, U238 и Th232.
Брояч на Гайгер-Мюлер
Броячът на Мюлер представлява запечатан стъклен цилиндър, пълен с инертен газ. Във вътрешността на цилиндъра има тънка проводяща жица, която действа като анод. На стените на крушката е закрепен тънък метален филм, който е катод.
При нормални условия газът, разделящ катода и анода, не провежда електрически ток. Когато замърсените частици (радиация) преминават през колбата, те се сблъскват с молекулите на газа, като ги йонизират. Това прави газа проводим и между катода и електрода започва да тече електричество. Това е моментът, в който инструментът регистрира. Наличието на електричество между катода и електрода на детектора показва, че радиоактивните частици преминават през детектора.
Схематична схема на брояч на Гайгер-Мюлер:
1 – херметически затворена стъклена тръба; 2 – катод (тънък слой мед вътре в крушката); 3 – катоден изход; 4 – анод (тънка жичка)
Това, което е около нас, е радиоактивно?
Почти всичко около нас и дори самият човек. Радиоактивността до известна степен е естествена среда за хората, стига да не се отклонява от естествените нива. На планетата има райони със значително повишени нива на радиационния фон, както го разбираме, но няма сериозни нарушения на здравето, тъй като това е естественото им местообитание. Такъв район е например щатът Керала в Индия.
За правилното разбиране и, което е по-важно, за правилната оценка на понякога плашещите цифри, които се появяват в печата, трябва да се прави разлика между :
- Естествена, естествено срещаща се радиоактивност;
- Technogenic, t.е. Промени в радиоактивността на местообитанието, дължащи се на човешкото влияние (минно дело, промишлени емисии и изхвърляния и др.).
По правило е почти невъзможно да се отървем от елементите на естествената радиоактивност. Как можем да се отървем от K40, Ra226, Th232, които се срещат навсякъде в земната кора и присъстват в почти всичко около нас и в самите нас?? И ние сме в състояние да намалим въздействието на тези фактори върху човека.
Като нагледен пример за въздействието на радиационните фактори (радиоактивността) върху човека могат да послужат данните за приноса на различните фактори към общата годишна доза за човека, дадени в книгата на А.П. Павлов.Г. Зеленкова „Сравнителни ефекти на различни източници на радиация върху хората“
Основните източници на радий-226 в природната среда са компаниите, занимаващи се с добив и преработка на различни изкопаеми материали:
- извличане и преработка на уранови руди
- Добив на нефт и газ; Добив на въглища;
- производството на строителни материали;
- Енергийна индустрия и др.
Радий-226 лесно се извлича от минерали, съдържащи уран, като това свойство обяснява наличието на значителни количества радий в някои видове подземни води (радонова вода, използвана в медицинската практика), в минни води. Съдържанието на радий в подземните води варира от няколко до десетки хиляди Bq/L. Съдържанието на радий в повърхностните природни води е значително по-ниско и може да варира от 0.до 1-2 Bq/l. Значителен компонент на естествената радиоактивност е продукт на разпада на радий-226-радий-222 (радон). Радонът е инертен, радиоактивен газ с най-дълъг живот (период на полуразпад от 3 до 4 години).82) еманация на изотопа *, алфа. Той е в 7.пет пъти по-тежък от въздуха, поради което се натрупва предимно в мазета, сутерени, подземия на сгради, минни изработки и др.д. * еманация – свойство на веществата, съдържащи изотопи на радий (Ra226, Ra224, Ra223), да излъчват еманации (радиоактивни благородни газове) в резултат на радиоактивен разпад.
Смята се, че до 70% от вредите за населението са свързани с радон в жилищни сгради (вж. крива). Основен
- чешмяна вода и битова газ;
- Строителни материали (трошен камък, глина, шлака, пепел и шлака и др.).);
- Почва под сгради.
Радонът не се разпространява много равномерно в земните недра. Обикновено се натрупва в тектоничните разломи, където навлиза през системите от пукнатини от порите и микропукнатините в скалите. Той навлиза в порите и пукнатините вследствие на процеса на излъчване, образуван в скалното вещество при разпадането на радий-226.
Изпускането на радионуклиди в почвата се определя от радиоактивността на скалите, тяхното излъчване и свойствата на колектора. Така сравнително слабо радиоактивните скали, основи на сгради и съоръжения, могат да бъдат по-опасни от по-радиоактивните, ако се характеризират с висока еманация или са разсечени от тектонски разломи, които натрупват радон. Поради начина, по който Земята „диша“, радонът се отделя от скалите в атмосферата. И в най-голямо количество – от участъци с колектори на радон (разломи, пукнатини, пукнатини и др.).), т.е. геоложки смущения. Собствените ни наблюдения на радиационните условия във въглищните мини в Донбас показаха, че в мините, които се характеризират със сложни минно-геоложки условия (наличие на множество пукнатини и разломи в скалите, в които се намират въглищата, голямо проникване на вода и т.н.), средните концентрации на радий в скалите са много по-високи, отколкото в самите мини.) като правило концентрацията на радон във въздуха в минните изкопи е значително по-висока от предписаните норми.
Изграждането на жилищни и обществени сгради непосредствено над пукнатини и разломи в скалите без предварителна оценка на отделянето на радон от почвата води до ситуация, при която приземен въздух, съдържащ високи концентрации на радон, навлиза от земните недра, натрупва се във въздуха на помещенията и създава радиационна опасност.
Радиоактивността, причинена от човека, възниква в резултат на човешка дейност, в процеса на която се извършва преразпределение и концентрация на радионуклиди. Радиоактивността, причинена от човека, включва добив и преработка на минерали, изгаряне на въглища и въглеводороди, натрупване на промишлени отпадъци и др. Нивата на излагане на хората на различни антропогенни фактори са показани в таблицата по-долу 2 (A.Г. Зеленков „Сравнителни ефекти върху хората на различни
Какво представляват „черните пясъци“ и какви са опасностите от тях?
Черните пясъци са минерал монацит – безводен фосфат на елементи от ториевата група, главно церий и лантан (Ce, La)PO4, които са заменени с торий. Монацитът съдържа до 50-60 % оксиди на редкоземни елементи: итриев оксид Y2O3 до 5 %, ториев оксид ThO2 до 5-10 %, понякога до 28 %. Специфичната тежест на монацита е 4.9-5.5. С увеличаване на съдържанието на торий уд. увеличаване на теглото. Среща се в пегматити, понякога в гранити и гнайси. Когато се разпадне в скала, включително в монацит, той се натрупва в пластери, които представляват големи находища на монацит.
Такива находища се наблюдават и в южната част на Донецка област.
Монацитовите пясъчни находища, разположени на сушата, обикновено не променят значително съществуващите радиологични условия. Находищата на монацит, разположени в близост до крайбрежната ивица на Азовско море (на територията на Донецка област), създават редица проблеми, особено с настъпването на сезона за къпане.
Факт е, че в резултат на морския прибой през есенно-пролетния период по крайбрежието се натрупва значително количество „черен пясък“, характеризиращ се с високо съдържание на торий-232 (до 15-20 хил. тона), в резултат на естествена флотация. Bq*kg-1 и повече), което създава в местните райони нива на гама-лъчение от порядъка на 300 и повече μR*h-1. Естествено е рисковано да се прекарва почивка в такива райони, затова всяка година този пясък се събира и се поставят предупредителни табели, а някои части от брега се затварят. Но всичко това не предотвратява ново натрупване на „черен пясък“.
Ще дам личното си мнение по въпроса. Причината за „черния пясък“ на брега може да е фактът, че във фарватера на Мариуполското морско пристанище постоянно работят багери, които разчистват плавателния канал. Материалът, изкопан от дъното на канала, се депонира на запад от корабоплавателния канал, на 1-3 км от брега (вж. Таблица 3.3). Картата на местата за депониране на отпадъци), а когато морето е много бурно, с преобръщане на крайбрежната ивица, почвата, съдържаща монацитов пясък, се отнася към брега, където се обогатява и натрупва. Но всичко това изисква задълбочена проверка и проучване. Ако случаят е такъв, натрупването на черен пясък по крайбрежието може да се намали, като просто се премести мястото на изхвърляне на отпадъци на друго място.
Основни правила за дозиметрични измервания.
При извършване на дозиметрични измервания е необходимо преди всичко да се спазват стриктно препоръките, посочени в техническата документация на устройството.
При измерването на мощността на дозата на облъчване с гама лъчи или на еквивалентната доза трябва да се спазват следните правила
- при провеждане на дозиметрични измервания, ако се предполага, че те се извършват постоянно за целите на радиационния мониторинг, е необходимо стриктно да се спазва геометрията на измерването;
- За да се повиши надеждността на резултатите от дозиметричния контрол, се провеждат няколко измервания (но не по-малко от 3) и се изчислява средната аритметична стойност;
- Когато измервате на място, изберете зони, отдалечени от сгради и съоръжения (2 до 3 височини); – Измервания на две нива, на височина 0.1 и 1.0 m от земната повърхност;
- при измерване в жилищни или обществени помещения измерването трябва да се извърши в центъра на помещението, на височина 1.0 m от пода.
Когато се измерват нивата на замърсяване на различни повърхности с радионуклиди, е необходимо дистанционният сензор или цялото устройство, ако няма дистанционен сензор, да се постави в пластмасова торбичка (за да се предотврати евентуално замърсяване) и да се измерва възможно най-близо до измерваната повърхност.
Какви инструменти се използват за измерване и определяне на радиационните нива в едно пространство или среда?