§ 12. Приборы радиационной разведки

Приборы радиационной разведки (их называют также дозиметрическими приборами) предназначены для измерения мощности ионизирующих излучений (уровня радиации) на радиоактивно зараженной местности и степени радиоактивного заражения различных предметов. К ним относятся измерители мощности дозы ионизирующих излучений (рентгенометры) ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В.

Основы ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ

В современных дозиметрических приборах наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений. Он основан на использовании одного из свойств радиоактивных веществ - их способности ионизировать среду, в которой они распространяются (то есть расщеплять нейтральные молекулы или атомы на пары: положительные - ионы и отрицательные - электроны). Если взять замкнутый объем газа и приложить к нему электрическое напряжение, то образующиеся в нем при облучении электроны и ионы придут в упорядоченное движение: первые будут перемещаться к аноду, вторые - к катоду. В результате между электродами (анодом и катодом) возникает так называемый ионизационный ток, величина которого прямо пропорциональна мощности дозы ионизирующего излучения. По силе ионизационного тока можно судить об интенсивности излучений.

Ионизационные камеры и газоразрядные счетчики. Принцип их работы

Воспринимающими устройствами дозиметрических приборов являются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.

Рис. 118. Схема ионизационной камеры: 1 - внутренняя поверхность и сердечник камеры (положительный электрод); 2 - металлическое кольцо (отрицательный электрод); 3 - днище камеры; 4 - янтарный изолятор; 5 - охранное кольцо

Ионизационная камера (рис. 118) представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, в котором помещены положительный и отрицательный электроды. Анодом в ней служит токо-проводящий слой, катодом - металлический стержень. К электродам подводится напряжение от источника питания, создающее в камере электрическое поле. Если ионизирующих излучений нет, то воздух в камере не ионизирован и не проводит электрический ток. Под воздействием излучений воздух ионизируется, цепь замыкается и по ней проходит ионизационный ток. Он поступает в электрическую схему прибора (рис. 119), усиливается, преобразуется и измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в рентгенах в час или миллирентгенах в час. Подобные ионизационные камеры применяются в приборах, которыми измеряют мощность дозы гамма-излучений (уровень радиации) на местности.

Рис. 119. Структурная схема устройства дозиметрических приборов: 1 - детектор излучения; 2 - ионизирующие излучения; 3 - микроамперметр; 4 - источники питания

Газоразрядный счетчик (рис. 120) представляет собой металлический (или стеклянный) цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов с небольшими добавками, улучшающими его работу. Анодом служит тонкая металлическая нить, натянутая внутри корпуса, который является катодом (у счетчиков из стекла катод - тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность корпуса).

Рис. 120. Газоразрядный счетчик с металлическим корпусом: 1 - корпус счетчика (катод); 2 - нить счетчика (анод); 3 - выводы; 4 - изоляторы

Газоразрядное счетчики применяются в приборах, предназначенных для обнаружения и измерения степени зараженности различных поверхностей радиоактивными веществами. Они могут также использоваться для измерения мощности дозы гамма-излучений (уровня радиации).

Рис. 121. Рентгенометр ДП-5А: 1 - кабель телефоной; 2 - футляр; 3 - крышка футляра, 4 - измерительный пульт; 5 - контрольный препарат; 6 - зонд; 7 - кабель зонда; 8 - удлинительная штанга

Измеритель мощности дозы (рентгенометр), его назначения тактико-технические данные и устройство

Измерители мощности дозы (рентгенометры) ДП-5А (рис. 121), ДП-5Б и ДП-5В являются основными дозиметрическими приборами для измерения мощности дозы излучения (уровня радиации) и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Диапазон измерений ДП-5А разбит на шесть поддиапазонов (табл. 13).

Таблица 13

Основные части прибора - измерительный пульт и зонд, соединенный с пультом с помощью гибкого кабеля длиной 1,2 м. Кроме того, в комплект измерителя мощности дозы (рентгено-метра) входят: телефон, удлинительная штанга, аккумуляторная колодка для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока, футляр с ремнями и контрольным препаратом (радиоактивным источником), запасное имущество.

Рис. 122. Измерительный пульт ДП-5А: 1 - кожух; 2 - панель; 3 - кнопка сброса показаний микроамперметра; 4 - гнездо включения телефонов; 5 - ручка потенциометра регулировки режима работы; 6 - микроамперметр; 7 - тумблер подсвета шкал; 8 - переключатель поддиапазонов; 9 - разъемное соединение для подключения кабеля зонда; 10 - пробка корректора механической установки нуля

На панели измерительного пульта (рис. 122) размещаются: микроамперметр, переключатель поддиапазонов, ручка потенциометра регулировки режима работы, кнопка сброса показаний, тумблер подсвета шкал, гнездо включения телефонов.

Зонд (рис. 123) герметичен. В нем размещены два газоразрядных счетчика и другие элементы электрической схемы, имеется окно для индикации бета-излучения, заклеенное водостойкой пленкой, а также поворотный экран, который фиксируется в двух положениях - "Б" и "Г".

Рис. 123. Зонд со снятым корпусом: 1 - стальной корпус; 2 - поворотный экран; 3 - окно; 4 - опорный выступ; 5 - газоразрядный счетчик СИ-ЗБГ; 6 - газоразрядный счетчик СТС-5: 7 - плата; 8 - накидная гайка; 9 - ручка

Питается прибор от трех элементов, которые обеспечивают его непрерывную работу в течение 40 часов, или от посторонних источников постоянного тока напряжением 3, 6 или 12 В. Масса прибора 2,1 кг.

Подготовка прибора к работе

При подготовке прибора к работе нужно установить стрелку микроамперметра на ноль, ручку "Режим" повернуть против хода часовой стрелки до упора, ручку переключателя поддиапазонов установить в положение "Выкл.", вскрыть отсек питания и подсоединить сухие элементы, соблюдая при этом полярность. Затем включить прибор, поставив переключатель в положение "Реж.", и, плавно вращая ручку "Режим" по ходу часовой стрелки, установить стрелку микроамперметра на треугольную метку шкалы. После этого надо проверить работоспособность прибора по контрольному препарату - установить экран головки зонда в положение "Б" и поднести его к радиоактивному источнику, предварительно открыв его, вращая защитную пластинку вокруг оси и подключив телефон. Затем переключатель последовательно устанавливают в положения: "X lOOO", "X lOO", "X lO", "X l", "Х 0,1". При этом в телефоне должны прослушиваться щелчки, на поддиапазоне "Х 10" стрелка прибора отклонится примерно до середины шкалы, а на поддиапазонах "Х 1" и "Х 0,1" - за пределы шкалы.

Измерение мощности дозы излучения (уровня радиации) на местности и радиоактивного заражения различных поверхностей и воды

Измерение мощности дозы излучения (уровня радиации) на местности производится по шкале "0 - 5" (при мощности дозы излучения до 5 Р/ч) при положении переключателя "Х 1000", а при более высокой мощности - по шкале "0 - 200" при положении переключателя "200". Пульт прибора с зондом должен находиться на уровне груди; зонд должен быть уложен в чехол.

Определение степени заражения кожных покровов людей, одежды, техники, транспорта, продовольствия, воды и других предметов производят на поддиапазонах "Х 100", "Х 100", "Х 10", "Х 1", "Х 0,1", снимая показания по верхней шкале ("0 - 5") прибора и умножая их на коэффициент, соответствующий положению переключателя поддиапазонов. Так, если при измерении степени заражения кожного покрова человека показания по верхней шкале прибора составят 2,5 мР/ч, а переключатель поддиапазонов находится в положении "Х 10", степень заражения составит 25 мР/ч.

Перед измерениями степени заражения определяют величину гамма-фона, для этого измеряют мощность дозы излучения (уровень радиации) на расстоянии 15 - 20 м от зараженного объекта. Затем зонд прибора подносят к поверхности зараженного объекта и перемещением вдоль нее по частоте щелчков в телефонах отыскивают наиболее зараженный участок. Зонд устанавливают на высоте 1 - 1,5 см над местом максимального заражения, переключатель ставят в положение, при котором стрелка прибора дает показания в пределах шкалы, и снимают показания. Из полученных показаний вычитают значение гамма-фона. Например, если при измерении величина гамма-фона составит 200 мР/ч, а величина суммарной зараженности объекта 250 мР/ч, то величина зараженности объекта составит 50 мР/ч.

Уход за приборами

Устройство приборов ДП-5Б и ДП-5В и работа с ними в основном аналогичны устройству прибора ДП-5А и работе с ним. Дозиметрические приборы хранятся в помещениях, температура воздуха в которых поддерживается от 10 до 25°С, относительная влажность - от 50 до 65%. Они размещаются в шкафах на полках.

При хранений приборов более десяти суток источники питания необходимо отключить, вынуть из приборов и хранить отдельно в сухом прохладном (температура воздуха от 4 - 5 до -6° С) и затемненном помещении. Выводы источников питания должны быть тщательно изолированы.

При эксплуатации приборов необходимо обращаться с ними осторожно и правильно использовать. Нельзя, например, подвергать приборы длительному воздействию прямых солнечных лучей, дождя или снега, следует защищать их от грязи и пыли, от ударов и сотрясений, при перевозках в автомобилях не ставить на дно кузова. Запрещается вскрывать контрольные радиоактивные препараты, прикасаться к их поверхности голой рукой.

Вопросы

1. В чем сущность ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ и измерения ионизирующих излучений?

3. Расскажите о требованиях по уходу за дозиметрическими приборами.