Приборы индивидуального дозиметрического контроля: принципы работы и применение

Приборы радиационного и дозиметрического контроля позволяют измерять и оценивать интенсивность ионизирующего излучения. Это единственный способ защиты при оборудовании медицинских учреждений, исследовательских, испытательных центров, лабораторий, производственных цехов, где установлена техника с высоким риском получить дозу облучения, так как оно невидимо и неощутимо.

Компания ИФТП производит приборы радиометрического и дозиметрического контроля широкого спектра. Они используются для измерения интенсивности альфа-, бета-, гамма-облучения на предприятиях и в лабораториях. Все оборудование сертифицировано.

Дозиметрические и радиометрические приборы используют для измерения альфа-, бета-, гамма-, рентгеновского, нейтронного излучения. В зависимости от детектора радиометры и спектрометры различаются размерами, видом и принципом выполнения измерения.

Приборы радиационного и дозиметрического контроля делят на:

• Бытовые
• Профессиональные
• Портативные
• Стационарные

Бытовые приборы просты и компактны. Профессиональные дозиметры устанавливают в лабораториях, на производствах, где есть опасность облучения. Они подбираются по установленным регламентам и отличаются точностью.

ИФТП - один из крупнейших российских производителей радиометрического оборудования. Мы выпускаем широкую номенклатуру измерителей ионизирующих излучений, сотрудничаем с российскими и зарубежными добывающими компаниями, производственными предприятиями, научными лабораториями. Точечно подбираем оборудование для решения конкретных задач. Компания проводит обслуживание, поверку, консультирует по эксплуатации выпускаемой техники.

Основные типы приборов и принципы их работы

Оборудование классифицируют по принципу действия:

• Ионизационный (способность газов под воздействием ионизирующего излучения менять электропроводность).
• Люминесцентный (способность отдельных кристаллов, газов, растворов испускать свет при поглощении энергии ИИ).

Дозиметрия

Дозиметры измеряют дозу излучения или связанные с ней величины. Выпускают модели для измерения одного типа лучей (нейтронные, гамма-дозиметры, альфа-дозиметры) и универсальные. Они либо показывают накапливаемую дозу за промежуток времени, либо превышение безопасной нагрузки.

Дозиметр являет собой устройство, которое измеряет поглощенные дозы гамма - и гамманейтронного излучения, которые получил личный состав в условиях работы в зараженной зоне. Войсковые дозиметры используются командирами и штабами с целью оценки трудоспособности личного состава, боеспособности подразделений и частей. Индивидуальные дозиметры проводят первичную диагностику степени тяжести поражений людей радиацией.

Индивидуальный контроль проводится с целью получения данных о дозах облучения каждого человека и включает в себя определение доз внешнего облучения с использованием индивидуальных дозиметров (измерителей доз), а также контроль поступления радиоактивных веществ в организм или отдельный орган, формирующих дозы внутреннего облучения, который осуществляется в медицинских учреждениях.

Приборы дозиметрического контроля используют для оценки производственной обстановки, для индивидуального контроля на рабочих местах. Анализатор-радиометр часто состоит из отдельного блока детектирования и блока обработки. Блок детектирования подбирается под каждую задачу. Это удобно, если измерения проводят по нескольким направлениям.

Рассмотрим некоторые примеры дозиметров:

• ИД-0,2: Дозиметр гамма-излучения, предназначенный для замера уровня накопленной поглощенной человеком дозы. В индивидуальном дозиметре ИД-0,2 детектором служит ионизированная камера, принадлежащая к конденсаторному типу.
• Комплект ИД-1: Комплект, состоящий из 10-ти штук ИД-1, измеряющих уровень поглощенных доз, используется для того, чтобы контролировать уровень радиации и иметь возможность определить степень зараженности по гамма-излучению объектов. Кроме того дозиметр может обнаружить бета -излучение. В состав данного комплекта входят индивидуальные дозиметры ИД-1, а также зарядное устройство ЗД-6.

Работа дозиметра ИД-1 сходна с принципом работы дозиметров, предназначенных для измерения уровня экспозиционной дозы гамма-излучения (ДКП-50А). Дозиметр ИД-1 имеет вид авторучки, или карандаша, в его состав входят ионизационная камера, электроскоп, конденсатор, микроскоп, контактная группа с алюминиевым корпусом. Зарядное устройство состоит из 4 пьезоэлементов, которые соединены параллельно, механического усилителя, который давит на первые. Давление создается за счет вращения ручки. Заряжают дозиметр через подключение к зарядному устройству контактной группой. Если надавить на дозиметр, то плюс подается на центральный электрод, а минус - на внешний электрод.

Радиометрия

Радиометрические приборы (радиометры альфа-, бета, гамма-излучения) фиксируют интенсивность радиационного воздействия - активность радионуклидов в источниках ионизирующих излучений (жидкость, газ, аэрозоль, загрязненная поверхность) в текущий момент времени.

Рентгенометр - разновидность универсального радиометра-спектрометра, измеряет мощность гамма- и рентгеновского излучения. Большинство выпускаемых дозиметров имеет функцию радиометра.

Схема радиометра

Принципы отбора приборов радиометрического контроля

• Тип излучения (альфа-, бета-, гамма, нейтронное, радиация).
• Пороговое или беспороговое устройство.
• Скорость измерения (время отклика) - от 5 до 40 сек.
• Диапазон измерения мощности излучения, погрешность измерения.

Пороговый анализатор-радиометр при превышении нормы издает звуковой сигнал. Это актуально при индивидуальном измерении радиационной нагрузки в зонах с повышенным радиационным фоном, в зонах техногенных катастроф.

Дозиметр DoseRAE2

Эксплуатация дозиметров

Приборы и методы радиационного контроля жестко контролируются государственными нормами, в том числе эксплуатационными. Бытовые радиометры-спектрометры универсальные проходят тщательный контроль на предприятии-производителе, не нуждаются в специальном обслуживании. Эксплуатация промышленного оборудования подразумевает регулярные проверки приборов радиационного контроля.

Основная задача дозиметрии - оценка степени опасности ионизирующих излучений в разных условиях радиационной обстановки. Приборы и методы радиационного контроля применяются для безопасности человека и окружающей среды, поэтому не допускают неточностей и искажений.

В процессе эксплуатации альфа-, бета радиометры требуют обязательной поверки. Она возможна на предприятии либо с передачей оборудования производителю. Поверка приборов радиационного контроля в ИФТП проводится на основании лицензии. Сроки указаны в сопроводительных документах, в среднем это каждые 1-3 года.

При передаче дозиметра владелец оборудования предоставляет:

• Блок отображения информации (если он в комплекте).
• Блоки детектирования.
• Зарядное устройство.
• Действующее свидетельство о поверке.
• Инструкция по эксплуатации.

Наши инженеры проводят проверку и калибровку оборудования, выпущенного ИФТП, с оформлением всех необходимых документов. Срок работ зависит от типа прибора и сложности методики. Напоминаем, что проверке подлежат только устройства, занесенные в Государственный реестр средств измерений.

Производитель может устанавливать эксплуатационные ограничения по температуре, влажности, запыленности помещений, где установлен дозиметр. Мы рекомендуем ознакомиться с инструкцией, а при появлении сомнений обращаться к производителю.

При работе с дозиметрами ионизирующих излучений необходимо соблюдать следующие правила:

1. Оберегать от сотрясений, переносить только в упаковочных ящиках, хранить в сухом месте.
2. Приступать к работе с дозиметрами ионизирующих излучений только после предварительного изучения инструкции по эксплуатации прибора.
3. Обязательно выключать прибор после работы.
4. Периодически градуировать дозиметры ионизирующих излучений по стандартным эталонам в специальных проверочных лабораториях и результаты градуировки фиксировать в паспорте приборов.

Типы детекторов и регистрирующих устройств

В приборах ионизирующих излучений основной составной частью являются ионизационная камера или газоразрядная трубка с ограниченным объемом газа или воздуха. В стенке камеры или трубки, а также в центре их расположены электроды. В нормальном состоянии молекулы и атомы газа электрически нейтральны, поэтому при приложении разности потенциалов к электродам электрический ток через камеру не проходит.

Если такую камеру поместить в зону действия ионизирующего излучения, то в ней происходит ионизация газа с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов, которые после приложения разности потенциалов будут направленно перемещаться к электродам противоположного знака. Ток, возникающий в результате направленного перемещения ионов в камере, называется ионизационным и может быть измерен специальным прибором - гальванометром или микроамперметром. При определенных условиях ионизационный ток пропорционален числу ионов и зависит от величины дозы излучения, поглощенной в камере.

В газоразрядных трубках, в отличие от ионизационных камер, электроны, образующиеся при воздействии излучений, приобретают большую энергию и в свою очередь вызывают ионизацию других молекул и атомов газа. В связи с этим первичная ионизация газа, обусловленная воздействием излучений, значительно усиливается и, следовательно, имеется возможность регистрации очень малых величин доз ионизирующих излучений.

Датчик может быть смонтирован в одном блоке с преобразующим и регистрирующим устройствами. Некоторые датчики имеют небольшие размеры и предназначаются для введения в полости тела, например в полость рта или мочевого пузыря.

Регистрирующее устройство - стрелочный прибор, градуированный либо в единицах дозы, либо в единицах мощности дозы, т. е. в рентгенах, миллирентгенах, микрорентгенах (р/час, р/мин, мр/час, мкр/сек).

Питающее устройство предназначено для приложения разности потенциалов на электроды. Портативные дозиметры ионизирующих излучений имеют источники питания постоянного тока в виде сухих элементов. Клинические дозиметры ионизирующих излучений включаются в электрическую сеть.

Перед измерениями необходимо хорошо прогреть приборы в течение 20-30 мин., чтобы получить устойчивые показатели измерений.

Дозиметрический контроль

Дозиметрический контроль - это комплекс организационных и технических мероприятий по определению доз облучения людей, проводимых с целью количественной оценки эффекта воздействия на них ионизирующих излучений. Организация дозиметрического контроля предусматривает назначение допустимого времени пребывания (работы) на загрязненной радиоактивными веществами местности или работы с источниками ионизирующих излучений с учетом ранее полученных доз облучения.

Воздействие ионизирующего излучения на организм человека оценивается величиной эффективной дозы (см. Доза эффективная), используемой как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Единица измерения эффективной дозы - Зиверт (Зв). Допустимые пределы доз определяются в соответствии с рекомендациями норм радиационной безопасности (НРБ-99/2009).

Контроль облучения личного состава (персонала), находящегося на загрязненной радиоактивными веществами местности или работающими с источниками ионизирующих излучений, проводится постоянно. Дозиметрический контроль ведется групповым и индивидуальным способами.

Групповой контроль организуется руководителем (начальником) с целью получения данных о средних дозах облучения личного состава, когда отсутствует возможность обеспечения всех работающих в условиях радиоактивного загрязнения индивидуальными дозиметрами (измерителями доз). Для этого формирования обеспечиваются индивидуальными дозиметрами (измерителями доз) из расчета 1-2 дозиметра на группу людей 12-20 человек, действующих в одинаковых условиях обстановки.

Снятие показаний индивидуальных дозиметров (измерителей доз) как при групповом, так и при индивидуальном способе контроля производится руководителем (начальником) или специально назначенным лицом. Измерение показаний индивидуальных дозиметров, расчет эффективной дозы внешнего облучения личного состава, и их регистрация производится сразу после окончания работы и выхода с загрязненной территории (участка).

По результатам измерения или расчета индивидуальных доз внешнего и внутреннего облучения производится определение индивидуальных эффективных доз облучения, и результаты заносятся в журналы регистрации доз облучения. В журналы регистрации доз облучения заносятся только дозы облучения, отличные от нулевых. Эти журналы должны храниться в подразделениях (формированиях) в течение календарного года.

В январе каждого года значения эффективной дозы облучения (внешнего и внутреннего) личного состава на основании записи в журналах регистрации доз вносятся в карточки учета индивидуальных доз облучения, а также в базу данных автоматизированной системы учета индивидуальных доз (при ее наличии). Учет доз производится за последовательные 5 лет и весь период службы (работы). Карточки хранятся в течение 50 лет после прекращения военнослужащим (рабочим, служащим) работы в условиях воздействия ионизирующего излучения. В случае перевода личного состава в другие части или учреждения, где проводятся такие работы, копии карточек должны пересылаться на новое место службы (работы).

Командиры (начальники) подразделений, работающих в условиях ионизирующих излучений, должны принимать все меры к снижению доз облучения личного состава до возможно низкого уровня. Все случаи облучения свыше основных пределов доз, установленных НРБ-99/2009, расследуются комиссией.

Примеры термолюминесцентных дозиметров

• Дозиметры термолюминесцентные DTU-1 с двумя детекторами ДТГ-4 (на основе LiF: Mg, Ti), предназначенные для регистрации индивидуального эквивалента дозы фотонного излучения Hp(10).
• Дозиметры термолюминесцентные ДТЛ-02 с тремя ДТГ-4 (на основе LiF: Mg, Ti), предназначенные для регистрации индивидуального эквивалента дозы фотонного излучения Hp(10).
• Дозиметры термолюминесцентные МКД (тип А). Многослойные кожные дозиметры предназначены для измерения эквивалентной дозы фотонного и бета-излучения Hp(0,07) в коже лица и эквивалентной дозы фотонного и бета-излучения Hp (3) в хрусталике глаза.
• Дозиметр МКД (тип А) представляет собой составную кассету из ударопрочного, химически- и радиационно- устойчивого, тканеэквивалентного материала. Внутри имеются вращающиеся на одной оси подложки-поглотители, на которых размещаются детекторы. Дозиметр может крепиться на шапочке или воротнике спецодежды.
• Дозиметры термолюминесцентные МКД (тип Б). Многослойные кожные дозиметры предназначены для регистрации эквивалентной дозы фотонного и бета-излучения Hp (0,07) в коже пальцев рук. Дозиметр МКД (тип Б) состоит из набора детекторов, разделенных тканеэквивалентными поглотителями. Набор детекторов запаян в полиэтиленовый конверт и помещен на гибкую несущую основу, с помощью которой он крепится на внутренней стороне фаланг пальцев рук.

Как работает дозиметр: принцип действия и применение