/
Text
© 2024 автор Евгений Соловьев
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
© 2024 автор Евгений Соловьев
Содержание
Введение
1
Влияние радиации
5
Радиационные свойства
7
Защита от радиации
11
Выбор дозиметра
13
Интерпретация результатов
15
Особенности дозиметров и ошибки начинающих
16
Вве де ние
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
1
© 2024 автор Евгений Соловьев
Введение
Приветствую тебя юный или не очень любитель радиации! Данное небольшое руководство
разработно специально для тебя! Ознакомившись с ним - ты сможеш ь понять что такое радиация,
зачем тебе нужен дозиметр, что ты с ним можешь сделать, а также поможет определиться с
выбором прибора.
Первое с чем необходимо определиться - с международной путаницей и мифами. Дело в том, что
в английском языке слово "ra diation" переводится как излуче ние . То есть любое
электромагнитное (фотонное, радио, тепловое) излучение можно назвать радиацией. В русском
языке под словом радиация подразумевается именно ионизирующе е излуче ние - такое
излучение, которое способно ионизировать атомы, отрывая у них электроны. Ионизация вызывает
изменение химических свойств вещ еств превращ ая их в ионы или возбужденные молекулы. Зная
это можно сразу же отвергнуть один из мифов:
-Не телефон, не микроволновка, не спутниковая антенна не излучают радиации в нашем
понимании, как бы этого не хотелось некоторому числу людей. То же относится к
ультрафиолету, испускаемому солнцем или батареей, греющей нас темными зимними
вечерами.
Откуда же берется радиация вокруг нас? Есть как минимум 2 типа источников: природные и
техногенные.
Природные находятся, как следует из названия в природе, и встречаются в некоторых
минералах, воде, атмосфере. Например всеми используемый гра нит часто может иметь
повышенный уровень радиоактивности из-за включения в него минералов, содержащ их уран и
торий. К естественным источникам радиации также относятся соли калия, лютеция и тд.
Те х ноге нные радионуклиды (изотопы) - вещ ества искуственно, полученные человеком. Они куда
опа сне е , и в природе не встре ча ются. К ним относят больш ую часть радиоактивных изотопов.
Техногенных радионуклиды можно встретить после ядерных испыта ний, а ва риях на АЭС после
выпадения радиоактивных осадков, а также в различных радиоактивных могильника х .
В бытовых условиях радиоактивные изотопы могут содержаться в светящ ейся кра ске , которую
использовали для покраски стре лок ча сов, во множестве а виа ционных приборов и
переключателях. Еще к техногенным изотопам, с которыми вы можете столкнуться - относятся
ме дицинские изотопы. С их помощ ью исследуют различные органы человека, проводят
радиотерапию и прочее. Людей, которые проходят подобное лечение можно встретить просто на
улице. Пока изотоп внутри них не распадется полностью - они являются источниками
ионизирующ его излучения.
Также различные техногенные радионуклиды используются во множетстве приборов -
дефектоскопах, радиоизотопных генераторах, в виде контрольных источников, датчиках
дыма и много, много где ещ е.
Отдельно стоит упомянуть ре нтге новское излучение, которое используется для диагностики
нашего организма, например при переломах. Думаю все знакомы с такой процедурой как
флюорография. Рентгеновское излучение получается искустве нно с помощ ью рентгеновских
трубок.
Какие же частицы могут вызывать ионизацию и откуда они берутся? Все в мире состоит из атомов,
которые состоят из атомного ядра и электронного облака. Атомные ядра некоторых элементов
не ста бильны и склонны к самопроизвольному случайному ра спа ду. Такие элементы называют
радиоактивными изотопами. Следует заметить что у одного и того же химического элемента
может сущ ествовать несколько изотопов разной степени стабильности. Вспомним физику за 7-й
класс: атомный номер изотопа записывается совместно с его наименованием, например: цезий-137
Вве де ние
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
2
© 2024 автор Евгений Соловьев
(Cs-137). Так вот ядра некоторых атомов стабильны - они не распадаются сами собой за очень
большие промежутки времени, а некоторые нестабильны и при распаде излучают а льфа ( ), бе та
( ) и гамма излучение ( ). При этом все что осталось от ядра называют дочерними продукты
распа да (ДПР), которые также могут быть радиоактивными. Процесс распада будет продолжаться
до тех пор, пока конечное ядро не станет ста бильным. В природе радиоактивные изотопы
встречаются достаточно часто, но в небольших колличествах. Зная это можно высказать
следущее утверждение:
-Радиационный фон существует везде и это абсолютно нормально.
Список природных радиоактивных изотопов можно перечислить небольш им числом: Калий-40,
Уран-238, Уран-235, Радий-226 и его дочерние продукты распада, Торий-232 и его дочерние
продукты распада, Лютеций-176, Лантан-138. В основном они не опасны, так как их концентрации
не велики (если, конечно, вы не живете в урановой ш ахте).
Важное замечание, если мы говорим о изотопах с ДПР, то радиацию будут излучать, как
начальный изотоп, так и все его ДПР. Со временем концентрация ДПР, и радиоактивность
соответственно, растет, пока не приблизится к равновесному состоянию относительно исходного
изотопа, такое состояние называют ве ковым ра внове сие м. После этого активность исходного
вещ ества не будет расти, а будет уменьшаться со временем распада. Для примера можно
привести Уран-238, который слаборадиоактивен и практически не представляет опасности, но со
временем в процессе распада он распадается в радий-226, тот в свою очередь торий-234 и т.д .
Дерево распада можно увидеть на картинке:
Вве де ние
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
3
© 2024 автор Евгений Соловьев
Получается, что урановая руда, которую добывают для получения реакторного урана, гораздо
более радиоактивна, чем итоговое сырье.
Природные изотопы могуть быть источниками как а льф а так и бе та -излучателями, это зависит от
конкретного изотопа. Га мма -излучение порождается возбужденным ядром, после процесса его
распада, его интенсивность зависит от множества факторов.
Исходя из этого важно подчеркнуть следущ ее:
Вве де ние
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
4
© 2024 автор Евгений Соловьев
-Гамма излучение почти всегда сопровождает альфа и бета распад. И наоборот, альфа и бета
излучающие изотопы будут являться источником и гамма-излучения.
К самым распространенным те х ноге нным изотопам относятся: Цезий-137, Стронций-90, Иод-131,
Европий-152, Америций-241 и множество изотопов плутония. Основным загрязнителем после
ядерных инцидентов является Це зий-137, его необходимо запомнить, с ним мы ещ е столкнемся.
Примеры ме дицинских изотопов: Иод-131, Иод-123, Технеций-99м, Ф тор-18, Скандий-44 и
Самарий-153.
Вве де ние
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
5
© 2024 автор Евгений Соловьев
Влияние радиации
Чем опасна радиация? Если говорить простыми словами - влияние радиации может отра влять
организм, повреждая наши клетки и генетический код, вызывая различные болезни и эффекты.
Разберемся более детально.
Ионизация, вызванная ионизирующ им излучением, приводит к изменению химических свойств
вещ еств превращ ая их в ионы или возбужденные молекулы - их называют свободными
радика ла ми. Свободные радикалы очень активные химические вещ ества, и при определенных
концентрациях они вызывают повре ж де ния клеток, препятствуют нормальной работе имунной
системы, вызывают различные за боле ва ния, в том числе онкологические. Также ионизирующ ее
излучение может повреждать молекулы ДНК внутри ядер клеток, и если защ итные механизмы
клетки не отработают корректно - повреждения генетического кода могут привести к
пе рерож де нию клетки в раковую, или, например, такая клетка станет носителем поврежденных
генов, что в конечном счете может отразиться на потомстве. Следует отметить, что за время
эволюции в организме живых сущ еств выработались ме х а низмы, позволяющ ие
восста на влива ть клетки после влияния ионизирующ их излучений, но в любом случае
существуют критические уровни, при которых повреждения столь существенны, что наше
здоровье оказывается бессильным.
Одним из опасных факторов радиации является то, что у живых сущ еств отсутствуют органы
чувств, позволяющ ие чувствовать повышенные уровни радиации.
Что такое доза радиации? Представьте, что вы загораете на пляже. Чем ярче солнце и чем
дольше вы загораете - тем более темным будет ваш загар. То же самое и с радиацией - на дозу
радиации влияют 2 вещ и: время и мощность излучения. Мощ ность излучения зависит от
изотопа и типа излучения, и обычно ее принято измерять в единицах дозы, деленной на время -
этот параметр называется мощностью дозы. Сущ ествует несколько единиц измерения дозы
излучения, их не обязательно знать все. На данный момент основной единицей измерения дозы
является Зиве рт (Зв). А мощности дозы: Зиве рт в ча с (Зв/ч). Это очень большая величина,
поэтому используют приста вки системы СИ, и чащ е используют единицу микро Зиверт и микро
Зиверт в час [мкЗв и мкЗв/ч]. 1 Зв = 1 000 000 мкЗв.
Есте стве нный радиационный фон обычно составляет от 0,01 мкЗв/ч до 0,2мкЗв/ч. А нормальная
накопленная доза излучения за год - не более 3 мЗв.
Опасными дозами считаются дозы от 500 мЗв (500 000 мкЗв). При накоплении дозы в 1 Зв
наступает луче ва я болезнь. А сме рте льной дозой для обычного человека является доза в 5-7
Зв.
Для искушенных читателей приведем список различиных единиц измерения дозы, вот они:
· Грей – единица поглоще нной дозы. Поглощ енная доза равна одному грею, если в результате
поглощ ения ионизирующ его излучения вещ ество получило 1 джоуль на 1 килограмм массы.
1 [Гр] = 1 Дж/кг.
· Зиве рт – единица эквива ле нтной дозы. Равна поглощ ённой дозе в ткани или органе,
умноженной на взвеш ивающ ий коэффициент. Для гамма, рентгеновского и бета излучений
коэффициент равен единице,
1[Зв]=1Гр.
· Ре нтге н – единица экспозиционной дозы. Экспозиционная доза – уста ре вша я характеристика
фотонного излучения, определяется числом образовавш ихся ионов в сухом воздухе на
килограмм,
1[Р]=2,5810 4Кл/кг.
· Рад – внесистемная единица поглоще нной дозы. 1 рад равен поглощ ённой дозе излучения,
при которой облучённому вещ еству массой 1 грамм передаётся энергия ионизирующ его
Влияние радиа ции
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
6
© 2024 автор Евгений Соловьев
излучения 100 эрг,
1 [Рад] = 0,01 Зв.
· БЭР (Биологический Эквивалент Рада) – уста ре вша я единица эквива ле нтной дозы. БЭР
определен как единица дозы излучения с такой же биологической эффективностью, как у
одного рада гамма-излучения,
1[бэр]=1Рад=0,01Зв.
Для гамма и рентгеновского излучения 1 Зв = 114 Р, однако часто это опускают и считают что 1 Зв
= 100 Р. Если мы говорим про влияние радиации на организм, то для упрощ ение расчетов
приведены следующ ие условные равенства:
1Зв=1Гр=100бэр=100Рад=100Р
Влияние радиа ции
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
7
© 2024 автор Евгений Соловьев
Радиационные свойства
Перечислим основные важные для нас свойства радиа ции:
1) Радиацию человеку невозможно увидеть или почувствовать, но можно определить по
ионизирующ ей способности с помощ ью специальных устройств;
2) От типа излучения зависит его "мощ ность" и проникающ ая способность;
3) Частицы , , излучений могут иметь различную энергию;
4) От ионизирующ их излучений можно защ ититься с помощ ью различных материалов;
5) Сама радиация не распространяется, распространяется пыль или объекты содержащ ие
радиоактивные изотопы;
6) Время излучения радиации от изотопов тесно связано с периодом полураспада, и для каждого
изотопа оно свое.
Теперь давайте узнаем подробнее об этих свойствах. Важно знать, что сущ ествует 3 вида
радиационного излучения: альфа, бета и гамма ( , , ). Что они из себя представляют?
При распаде, например при альфа-распаде, ядро разваливается на 2 части: альфа-частицу и все
что осталось от ядра. Поскольку альфа частица обычно существенно легче ядра, то она
приобретает большую скорость. То же самое происходит и при бета распаде - испускается
электрон или позитрон. Исключением подобного механизма является к-захват. При к-захвате
электрон атома падает на ядро и поглощ ается им. Теперь рассмотрим каждый тип излучения
подробнее:
Радиа ционные свойства
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
8
© 2024 автор Евгений Соловьев
Альф а -излучение представляет собой поток -частиц, состоящ ую из 2 протонов и 2 нейтронов -
ядро атома ге лия, обладающ его кинетической энергией. Эти частицы очень тяжелые, и обладают
большой ионизирующей, но ма лой проника ющей способностью. Их может остановить даже
тонкий лист обычной бума ги.
*Забавный мысленный эксперимент: если в идеальный воздушный шарик поместить
радиоактивные альфа активные вещ ества - со временем шарик наполнится гелием и он вероятно
даже сможет взлететь.
Бе та -излучение представляет собой поток эле ктронов или позитронов. Поскольку они куда
меньше -частиц - то и проникают они глубж е , но ионизируют сла бе е . Останавливает бета-
излучение эффективнее всего слой стекла или пластика. Чем больше энергия излучения тем
более толстый слой понадобится.
Га мма -излучение представляет собой электромагнитное излучение - фотоны. и частицы
обладают массой, в то время как -излучение фактически представляет собой свет. Его
ионизрующ ая способность куда ме ньше чем у вышеизложенных излучений, но проникающ ая -
очень высока я. Для защ иты от него уже потребуются очень плотные материалы - например
свине ц или вольфра м.
*Интересный факт: уран является слаборадиоакитвным, но достаточно не дорогим и плотным
элементом. Его используют в качестве биологической защ иты от гамма излучения ввиду
компактности габаритов таких контейнеров.
Ре нтге новское -излуче ние по своим свойствам аналогично гамма-излучению, но отличается от
него более низкой энергией и механизмом возникновения. Гамма-излучение возникает в ядре
распадающ егося изотопа, а рентгеновское-излучение при пе ре стра ива нии электронов в атоме.
Также оно возникает при тормож е нии частиц, так его получают например в ре нтге новских
трубках.
Также сущ ествует нейтронное излучение или например потоки протонов, но с ними обычному
человеку столкнуться практически невозможно, поэтому в этом пособии мы опустим их
упоминание.
Проника юща я и ионизирующа я способность зависит не только от типа излучения, но и он его
эне ргии. Представьте себе если вы стреляете из пневматического пистолета и пробиваете банку с
содовой. А теперь попробуйте просто бросив такую же пульку повторить опыт. Обе пульки будут
иметь разную эне ргию, и то же характерно для излучений. Чем выше энергия излучения, тем
больше этой энергии она сможет оставить в материале мишени, и тем глубж е проникнет внутрь.
Также важным является факт того, что частицы не все гда передают всю свою энергию вещ еству.
Энергию принято измерять в электронвольтах - [эВ].
Говоря о поглощ ении вещ еством энергии излучений мы переходим к теме экра нирова ния
излучения с помощ ью специальных материалов. Если мы говорим о -излуче нии, то оно
пра ктиче ски полностью экранируется например листом бумаги, и расчитывать толщ ину его
экранирующ его слоя не имеет смысла. Если же мы перейдем к разговору о -излучении - тут уже
появляется необходимость в расчете защ иты. Есть такое понятие как ра сстояние пробе га
ча стиц в определенной среде. Например для источников Sr-90+Y-90 с максимальной энергией в 3
МэВ расстояние пробега в аллюминии составляет 5,5 мм, в то время как в воздухе 1100 мм.
Результат экранирования явно выражен.
Если говорить о -излучении, то ввиду его высокой энергии и большей проникающ ей
способностью - принято говорить о слое половинного осла бле ния. Это такой слой, который
экранирует мощ ность дозы от источника в 2 раза. Опять же для разных нуклидов этот слой будет
отличаться, как и экранирующ ие свойства разных материалов. Например для изотопа Co-60
Радиа ционные свойства
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
9
© 2024 автор Евгений Соловьев
(энергии 1173 и 1332 кэВ) толщ ина слоя половинного ослабления аллюминием составляет 9 см, в
то время как свинца потребуется всего ли 1.5 см. Для изотопа Cs-137 (энергия 662 кэВ) слой
половинного ослабления аллюминием составит 7 см, а свинцом 0.7 см.
Выш е было описано что ионизирующ ие излучения представляют собой потоки ча стиц или
фотонов. Они возникают только за счет ядерного распада радиоактивных изотопов. А это
означает что сама по себе радиация не может заражать вещ ества вокруг. Такое возможно только
при наличии потока нейтронов, например, в ядерном реакторе, с которыми в обычной жизни
столкнуться не возмож но. Загрязнение возможно только радиоактивными эле ме нта ми в виде
пыли или х имиче ских сое дине ний.
Очень важный термин, который вы уверен слышали - пе риод полура спа да . Этот параметр
говорит нам о том, сколько пройдет времени, когда распадется половина атомов радиоактивного
вещ ества. Через второй период полураспада от изначального изотопа останется четверть, а
полным распадом условно принято считать, когда прош ло 10 периодов полураспада. На самом же
деле распад будет продолжаться бе сконе чно, и говорить о полном распаде неправильно.
Радиа ционные свойства
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
10
© 2024 автор Евгений Соловьев
Радиа ционные свойства
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
11
© 2024 автор Евгений Соловьев
Защита от радиации
В предыдущ их главах мы написали о том, что такое радиация, какие у нее свойства и какие дозы
представляют опасность. Теперь возникает вопрос: а как ж е от нее защититься?
Как вы можете помнить ранее а льф а -излуче ние можно блокировать обычным листом бума ги,
бе та -излуче ние сте клом или пла стиком, а га мма -излуче ние свинцовыми листа ми. Эти
методы защ иты называют экра нирова ние м излучения. И касаются они только внешнего
излучения. Следует сказать, что наш внеш ний слой кожи достаточно толстый для экранирования от
альфа излучения, поэтому внеш нее альфа-излучение для нас не опасно. Опасны именно бета и
гамма излучения. Пример влияния экранирования и влияние вещ ества на слой половинного
ослабления мы рассмотрели раньше.
Доза излучения зависит от мощ ности дозы и времени. Чем меньш е наши тела будут подвергаться
воздействию излучения, тем меньшую дозу мы получим. Таким образом мы может выделить ещ е
один способ защ иты - время, или иначе - защ ита уменьшением экспонирования.
Третий тип защ иты от радиации - ра сстояние . Гамма излучение распространяется обра тно
пропорциона льно ра сстоянию. Что это значит? Это значит что если мощ ность дозы на 1 см
будет составлять 20 мкЗв/ч, то на 2 см она будет в 4 раза меньше - то есть 5 мкЗв/ч. Бета
излучение распространяется несколько иначе, но общ ий принцип тот же - че м больше
расстояние те м ме ньше буде т мощность дозы от источника радиа ции.
Таким образом мы выделили 3 способа защ иты от внеш него излучения: экра нирова ние , вре мя и
расстояние. Но все они именно касаются внешнего излучения. Если вы съедите, вдохнете или
испачкаетесь радиоактивными изотопами - все эти способы будут для вас не актуальны. Тем более
что внутре нне е облуче ние куда более опасно. Например альфа-излучение, не проходящ ее даже
сквозь кожу, в ваш их внутренних органах сможет повреждать их клетки напрямую. А поскольку
Защита от радиа ции
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
12
© 2024 автор Евгений Соловьев
некоторые изотопы очень похожи на необходимые организму вещ ества - они могут их заменять,
накапливаться и облучать организм годами.
Как защитить себя от внутреннего излучения? Есть несколько способов:
Первый и самый действенный - не допустить попа да ния внутрь организма радиоактивных
вещ еств и пыли. Для этого используются средства индивидуальной защ иты - респираторы,
противогазы, различные перчатки плащ и и прочие средства защ иты.
Второй способ - де за ктива ция. Особенно важным пунктом является чистота и гегиена. Если вы
испачкались в радиоактивной пыли - в первую очередь примите душ с мылом. Промойте желудок
и постарайтесь находиться в максимальной чистой зоне.
Третий способ работает только за бла говре ме нно и при зна нии о возможном изотопном составе.
Ранее мы писали, что некоторые изотопы имеют свойства близкие к химическим элементам внутри
нас. Например в щитовидной железе всегда наблюдается небольшой дифицит иода, и организм
всячески старается его восполнить. Если происходит а ва рия с выбросом радиоа ктивного иода -
он легко усвоится в железе, и вымыть его от туда будет практически невозможно. Поэтому при
зна нии, что может наблюдаться выброс радиоа ктивного иода можно использовать
спе циа льные препараты, содержащ ие иод. Тогда хороший стабильный иод заполнит дефицит в
щ итовидке, а радиоактивный иод усваиваться не будет.
Также есть препараты поднимающ ие тонус организма и подготавливающ ие его к воздействию
излучения. А также препараты, помогающ ие вымыть из организма вредные изотопы. Такие
препараты называют радиопроте ктора ми*.
Важно!: различные виды спиртных напитков по типу водки, коньяка или красного вина не
оказы вают существенного положительного воздействия при облучении или после него. Это
очень ангажирвоанный миф и не более.
*Принимать радиопротекторы следует только в случае крайней необходимости, по показанибю
врачей и при полной уверенности в их уместности. Если вас беспокоит вероятность
пападения внутрь радионуклидов лучше пользуйтесь первы м способом - использование
индивидуальных средств защиты .
Защита от радиа ции
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
13
© 2024 автор Евгений Соловьев
Выбор дозиметра
Ранее мы писали, что радиация невидима, однако человек придумал приборы, способные ее
обнаружить и измерить. Методы обнаружения радиации основаны на ее основном свойстве -
ионизации атомов.
Первый способ, с помощ ью которого и обнаружили радиацию - засвечивание фотопластинки, по
аналогии со старыми пленочными фотоаппаратами. Этот же принцип использовался для
изготовления рентгеновских снимков в рентген лабораториях, в современных реалиях используют
другие аппараты. Ещ е один из методов - конденсационные или пузырьковые камеры. Они
позволяют напрямую увидеть радиацию, точнее так называемые треки - пути пролета частиц в
специальных условиях среды. На пути своего следования частицы оставляют за собой множество
капелек или пузырьков. Однако практически все вышеописанные способы не подходят для
изготовления портативных приборов радиационного контроля.
Приборы позволяющ ие оценивать или измерять параметры радиации называются дозиме тра ми
или индика тора ми ионизирующ его излучения. Сущ ествует также множество других приборов, но
на данный момент на них мы останавливаться не будем. Что же делает такой прибор? С помощ ью
своего датчика он получает данные о влиянии радиации, обрабатывает эти данные и
предоста вляе т пользователю информацию о радиа ционной обста новке .
Важно сказать, что всеми известный Сче тчик-Гейге ра является лишь де та лью прибора, а не
дозиметром. Он не способ дать пользователю информацию о радиационной обстановке.
Опе ра тор дозиметра, в зависимости от модели, может получает информацию о на копле нной
дозе излучения, мощности дозы излучения, о пре выше нии порогов или иных полезных
параметрах. Чащ е всего дозиметры измеряют или оценивают уровень га мма -излуче ния,
поскольку оно сопровож да е т практически все виды распадов, и позволяет наиболее быстро
понять сте пе нь радиоактивной опасности. Также сущ ествуют дозиметры, позволяющ ие измерять
параметры бета излучения, а также определять наличие альфа-частиц. Также сущ ествуют
приборы, позволяющ ие проанализировать полученный сигнал и определить ка кой радиоактиный
изотоп является источником излучения, такие приборы называют спе ктроме тра ми.
Для обывателя, выбирающ его дозиметр, необходимо разреш ить для себя гла вные вопросы:
1) Что вы хотите измерять вашим прибором? Собираетесь ли вы его использовать для
обна руж е ния, мониторинга или сигна лизирова ния?
2) В каких условиях вы будете пользоваться прибором? В домашних, походах, на
предприятии?
3) Нужна ли вам возможность обнаружения альфа/бета излучения?
4) Нужна ли ва м возмож ность иде нтиф ика ции изотопов?
5) Важен ли для вас диапазон измерения? Некоторые приборы при высоких уровнях
уйдут в зашкал, а некоторые могут оказаться недостаточно чувствительными.
6) Сколько вре ме ни а втономной работы ва м мож е т потребова ться? Используе т прибор
батареи или аккумулятор?
7) Нужно ли вам, чтобы показания прибора имели юридическую силу? (прибор состоял в
гос. реестре)
8) В каком ценовом диапазоне вы собираетесь выбирать прибор? Рассматриваете ли вы
БУ рынок?
Многие из этих вопросов тесно связаны между собой, а также существует ещ е очень много тонких
моментов, влияющ их на выбор прибора. Но на них мы останавливаться не будем. Для наглядности
приведем пример выбора прибора, исходя из некоторых изначальных условий.
Выбор дозиме тра
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
14
© 2024 автор Евгений Соловьев
Пример 1: Иванов А.Г. ищ ет себе прибор, для того чтобы убедиться в безопасности радиационного
фона и предметов дома. Проживает в экологически благополучном районе, но хочет это проверить.
Пользоваться прибором он будет не часто, дома или на работе. После проверки интересующ их
мест или предметов - уберет прибор на полку. Обращ аться в органы надзора он не планирует, для
него важны небольшая цена и надежность аппарата.
Для такого запроса можно порекомендовать пользователю прибор начального уровня,
измеряющ ий мощ ность дозы гамма-излучения. Размер прибора должен быть не сильно больш им
как и диапазон диапазон измерения. Изначально хотелось бы порекомендовать Иванову купить
прибор на БУ рынке, однако вследствии его неосведомленности и требовании о надежности - он не
сможет быть уверенным в качестве старых устройств. Поэтому можно порекомендовать данному
пользователю некоторые проверенные приборы, продающ иеся за относительно небольш ие деньги:
Родник-3, недорогие модели (до 10 000р) типа Radex RD-1503/ONE, ДКГ-03Д "Грач" и подобные.
Пример 2: Дурова В.М . работает на предприятии, связанным с атомной промышленностью. Носит с
собой личный производственный дозиметр, однако хочет иметь собственный прибор для контроля
уровня дозы, и загрязнения после рабочего дня. Поверенный прибор ей не столь необходим, но
желателен. А также она хочет иметь возможность обнаружения бета-альфа частиц.
При таком запросе можно порекомендовать прибор на слюдяном датчике-Гейгера с возможностью
измерения накопленной дозы. В ценовоv дипазоне (около 20 000 - 30 000) подходят приборы,
например: RadiaScan-701A , МКС01СА1М и другие от Сниип-Аунис, RADEX 1008. На БУ рынке их
также можно рассмотреть к приобритению.
Пример 3: Хвостов Г.С. занимается исследованием минералов, ездит в различные походы,
связанные с добычей полезных ископаемых. Дозиметр ему требуется для поиска радиоактивных
руд, а также определения безопасности и вида радиоактивных изотопов в составе минералов.
Прибор ему требуется долго работающ ий от аккумуляторных батарей с возможностью зарядки,
компактный и с функциями спектрометра.
Для такого случая можно рассмотреть 2 варианта путей выбора прибора. Естественные
радионуклиды излучают бета и альфа излучения, однако приборы на счетчиках-Гейгера не
обладают спектрометрическими функциями. Если мы говорим про обнаружение альфа и бета
излучений - можно порекомендовать пользователю приборы, аналогичные, предложенные Дуровой
В.М . , однако если больше интересует функция спектрометрии можно порекомендовать устройства
средне-высокого ценового диапазона (30 000 - 80 000): RadiaCode-101/102/103, приборы серии
Atom-Nano. Также на БУ рынке иногда можно найти приборы серии Polimaster PM1403K-3.
Посчитаем что данных примеров достаточно, для формирования понимания о выборе устройств.
При выборе рекомендуем руководствоваться консультацией магазина дозиметров
https://mydozimetr.ru/, а также прочитать небольш ую статью о характеристиках приборов:
https://dzen.ru/a/ZJwyNJb7imTQU2M-
Выбор дозиме тра
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
15
© 2024 автор Евгений Соловьев
Интерпретация результатов
В первых главах мы рассмотрели основы, необходимые для понимая воздействия радиации и ее
основных свойствах, теперь давайте остановимся на пра ктиче ских вопросах и ответах на них.
Если вы производите исследования или замеры в потенциально радиоактивном месте -
используйте средства индивидуальной защ иты. Дозиметр помещ айте с в защ итный пакет, для
предотвращ ения загрязнения. В противном случае загрязненный дозиметр станет показывать
завышенные значения и потеряет чувствительность.
*Соблюдайте технику безопасности при обращении с радиоактивными веществами!
Очень ва ж ным является корректное измерения излучений. Если принебрегать этим правильном -
от приборов можно добиться показаний, очень да ле ких от ре а льности. Например измерение
гамма-излучений с помощ ью приборов, оборудова нных фильтрами, необходимо производить
обязательно с их на личие м. Измерение а льф а/бе та излучений в зивертах или рентгенах не
является корректным. Также на устройствах часто находится метка, обозначающ ая какой
стороной прибор необходимо на пра вить в сторону источника, чтобы провести замер. Если прибор
не производит автоматический сброс измерения - производите сброс только после установки
прибора непосредственно перед началом замера, чтобы не получить заниженный результат.
Как писалось ранее - радиация процесс случа йный, а значит нам не обх одимо каким-то образом
оце нить уровень случайности, для получения повторяемых результатов измерений. В
современных приборах для этого на дисплей выводится значение случа йной погре шности.
Случайная погрешность - величина, показывающ ая, какому диа па зону соответствует измеренный
уровень радиации.
К примеру на экране дозиметра отображается 0.10 мкЗв/ч ±20%. 20% от 0,10мкЗв/ч это
0,02мкЗв/ч, что означает: изме ре нное значение радиации лежит в пределах от 0,08мкЗв/ч до
0,12мкЗв/ч. Чем ме не е чувствите льный датчик используется в приборе, тем дольше вре ме ни
ему необходимо для измерения*. А за время измерения радиационная обстановка может
измениться. Если прибор не оборудован отображением уровня погрешности - снизить ее можно
несколькими результатами измерения и нахождения среднего. Особенно это касается старых
приборах, произведенных в СССР.
*Обращайте внимание на случайную погрешность измерения! При больших значениях
погрешности показания могут отличаться от реальных в несколько раз.
При замерах для понима ния данных измерения коллегами-дозиметристами, а так же вами - очень
полезным будет ука за ние ра сстояния измерения до объекта. Дело в том, что уровни излучения
падают очень быстро, а детекторы могут оказаться крупнее источника или наоборот. В этом
случае измерения необходимо производить на расстоянии как минимум в 10 раз больше размеров
источника или да тчика дозиметра, чтобы сформировать однородное поле . Исключением
является только обна руж е ние источников.
Обна руж е ние м источников считается такой за ме р, при котором оценивается только на личие
радиоактивных излучений с условными замерами в произвольных единицах. Чащ е всего именно
такие замеры производят любители-энтузиасты. Для этого они сна ча ла измеряют уровень
фонового излучения, после чего кладут прибор открытым датчиком на ве роятный источник
излучения и радуются или огорчаются полученным цифрам.
При поиске радиоактивных источников можно пользоваться не сколькими вариантами сце на рие в,
зависящ их от вашей конкретной цели. Если например вы изучаете распределение радиоактивных
пород на большем участке ме стности - вам естественно будет недостаточно одного замера, в
Инте рпре та ция ре зульта тов
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
16
© 2024 автор Евгений Соловьев
этом случае лучше всего использовать прибор с функцией ка ртирова ния, или же отмечать
каждую измеренную точку на карте вручную.
Если вы занимаетесь контроле м наличия радиоактивных материалов или иных точечных
источников на местности - лучше воспользоваться сигнализатором настроенным на максимально
чувствите льный уровень, после чего производить поиск объектов с помощ ью дополните льных
элементов отображения или звука .
При анализе ма лоа ктивных , вероятно зараженных проб, лучш е всего в первую очередь изучить
литературу о накопительной способности, подготовить лабораторное место и спектрометрическое
или радиометрическое оборудование.
Для каждого сценария необходимо понимать какой результат может быть получен, как в
положительную, так и в отрицательную сторону. Не стоит думать, что в любом из вариантов вы
поймете как действовать дальше, без этого понимания до проведения измерений. Основной
чертой специалиста является полное понима ние при проведении исследования.
Особенности дозиметров и ошибки начинающих
Часто после покупки прибора начинающ ий любитель сталкивается с несостыковками, отличиями
показаний, а также иных аспектах дозиметриии, о которых не говорится в руководстве по
эксплуатации. В этом разделе я постараюсь привести перечень особенностей, которые
необходимо учитывать, а также некоторые основные ош ибки измерений, которые допускают
новички.
В первую очередь коснемся таких важных особенностей, которые присущ и абсолютно любому
прибору. О наличии подобных эффектов и проблем необходимо выяснять у производителя или на
профильных сайтах.
1) Дозиметры, на основе трубки гейгера-мюллера могут иметь, или не иметь, компенсацию
собственного фона детектора. Ф изический принцип работы счетчика-гейгера вызывает эффект
периодического срабатывания его, вне зависимости от радиационного фона. Часто этот эффект
называют собственным фоном счетчика. Он определяется как материалами счетчика, так и
условиями его работы. В профессиональных приборах его могут учитывать, а в бытовых чащ е
всего нет. Обычно данный паразитный фон счетчика близок к уровню фона и индивидуален для
каждого детектора. Поэтому если взять несколько приборов, у которых не учитывается
собственный фон - показания в одном и том же месте могут отличаться, больше заявленной
точности измерения.
2) Бытовые приборы при высоких уровнях могут занижать показания или отображать нули.
Большинство дешевых приборов лишены коррекции мертвого времени детектора, это такое время
пока счетчик срабатывает, в этот момент он становится не чувствителен. Если знать это время, то
можно легко скорректировать показания, при излишне больш ой загрузке датчика. Однако если
прибор лишен такого расчета - он будеит сущ ественно занижать в уровнях, высоких к его
максимальным уровням измерений. Также сущ ествует такой эффект как обратный ход. Ранее этот
эффект наблюдался у стрелочных приборов, когда при приближении к источнику стрелка
отклонялась в обратную сторону - потому и такое название. При перегрузке детектора переменная
составляющ ая стремиться к нулю и в итоге прибор показывает нулевое значение. Поэтому
желательно чтобы устройство могло сигнализировать о зашкале, или иным способом сохранять
работоспособность при высоких уровнях полей.
3) Дозиметры могут быть чувствительны к электромагнитным излучениям телефонов, роутеров,
радиостанций. Радиоволны не являются источником ионизирующ его излучения, но их
электрическая или магнитная составляющ ая может влиять на схему и вносить ош ибки при
Особе нности дозиме тров и ошибки на чина ющих
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
17
© 2024 автор Евгений Соловьев
измерении. Обычно производитель пишет о том, каким излучениям желательно не подвергать
прибор, однако множество случаев очень индивидуальны и необходимо понимать как данные
помехи будут восприняты устройством. Обычно помехи характеризуются быстрым и
скачкообразным изменением показаний с таким же быстрым спадом до нормальных значений.
4) Дозиметры могут быть чувствительны к ударам и статическим разрядам. Как и в прош лом
пункте необходимо понимать, что удары (особенно дозиметров на полупроводниковых датчиках)
или статические разряды могут вносить резкие скачкообразные показания. Реальные
радиационные аномалии, если мы не говорим про рентгеновские излучения, представляют собой
постоянный поток частиц или фотонов.
5) Также на приборы могут влиять температура, давление и влажность. Необходимо обязательно
понимать в каких условиях можно эксплуатировать прибор.
6) Некоторые приборы необходимо время от времени проверять на качество калибровки по
энергии, речь конечно же о спектрометрах. Для корректной калибровки необходимо пользоваться
документацией, которую представляет производитель. Также у некоторых приборов имеются
специальные функции проверки работоспособности, с помощ ью которых, необходимо
периодически проверять прибор.
7) Разные типы датчиков определяют разные требования к механическим воздействиям. Так
например военный прибор в металлическом кожухе может выдержать удар молоком, в то время
как прибор на слюдяном датчике выйдет из строя, при попытке почистить тонкую поверхность
слюды иголкой. Обязательно ознакомьтесь с требованиями по обращ ению с прибором.
Теперь коснемся основных ош ибок начинающ их дозиметристов, в этом списке не будет ошибок,
связанных с вышеперечисленными эффектами:
1) Неправильная конфигурация прибора. У многих приборов чувствительных к бете или альфе и
бете на корпусе имеется специальная крыш ка-фильтр. В инструкции указано в каких положениях
ее необходимо использовать. Однако до сих пор постоянно встречаются замеры без этой крышки
в мкЗв/ч. Не делайте так.
-излуче ние измеряется в Зивертах, Рентгенах, Греях или Радах. /
-излуче ние измеряется в
распадах на сантиметр квадратный в минуту [расп*см-2
*мин
- 1]. Активность измеряется в
Беккерелях [Бк] или Кюри [Ки]. Скорость счета является собственной величиной счета детектора и
измеряется в имп/с или имп/мин. То есть это некоторые попугаи для конкретной модели прибора с
конкретной конфигурацией крыш ки-фильтра.
2) Неправильное положение прибора или источника. Обычно на дозиметре имеется метка,
обозначающ ая геометрический центра детектора, то есть та точка, в которой чувствительность
максимальна, а показания наиболее корректны. Если производится измерение небольшого
объекта, то для измерения его необходимо размещ ать так, чтобы эта метка была направлена в
сторону этого источника. Также для корректного измерения объекта, расстояние должно быть
больше чем
размер датчика и источника минимум в 10 раз, после чего расстояние желательно записать. В
этом случае можно оценить какой уровень излучения вокруг данного объекта будет на разном
расстоянии.
3) Измерение импульсных источников приборами, не предназначенными для этого. Речь идет о
рентгеновских аппаратах. Чащ е всего для измерения прибору необходимо некоторое минимальное
время. Если источник импульсного излучения, да ещ е и высокой мощ ности - для него потребуется
Особе нности дозиме тров и ошибки на чина ющих
Пособие для на чина ющих дозиме тристов
18
© 2024 автор Евгений Соловьев
совершенно другой прибор, специально предназначенный для таких целей. При применении
большинства приборов для таких случаев - уровни дозы будут многократно занижены.
4) Игнорирование погрешности измерения. Выш е уже было описано о том, что такое случайная
погреш ность измерения, это диапазон в котором находятся значения, измеренные прибором. При
этом уровни могут меняться в течении всего времени измерения, и показания, особенно на
высоких уровнях погрешности, не будут одинаковыми.
5) Погоня за "Точностью". Большинство начинающ их дозиметристов спраш ивают "Какой прибор
самый точный?" - при этом они не понимают и не учитывают множество нюансов. В первую
очередь, как было написано выше, речь идет об учете статистической погрешности и правильной
геометрии замера. Во вторых приборы обычно калибруются с помощ ью определенного
контрольного источника, в определенном диапазоне мощ ностей и энергий. И именно для таких
условий у приборов, указываются уровни точности измерений. При этом ещ е необходимо
учитывать, что для каждого конкретного экзмепляра может быть характерен свой собственный
разброс показаний.
6) Попытки усмотреть превышения там, где их нет, или если они статистически не отличимы. Часто
после покупки дозиметра начинающ ий может разочароваться, потому что в большинстве мест
прибор показывает практически одинаковые или близкие значения. При этом пользователь
пытается усмотреть в этих случайных флуктуациях реальные отклонения значенией. То же
касается и спектрального анализа на уровне фона. Люди склонны наблюдать то, что им хотелось
бы наблюдать, и к сожалению для многих в дозиметрии это не самый полезный навык человека.
7) Попытки использовать прибор не по назначению. Иногда дозиметры покупают люди,
работающ ие в областях, в которых дозиметр не может обеспечить измерений тех величин, которые
их интересуют. Например большинство дозимеров не способны к адекватной оценке уровней
мощ ности дозы от мюонов во время полета на самолете. То же относится и к измерению
активности радона. В большинстве случаев такие действия совершаются или по незнанию о том, в
каких условиях может работать прибор, или какие сами условия. А также в случае указанном в
предыдущ ем пункте, когда при малой реальной необходимости хочется расширить функционал
прибора.