Что измеряют при помощи радиометров тесты
Что измеряют при помощи радиометров тесты
Прочитав и изучив этот раздел Вы должны:
Для измерения активности радиоактивных веществ используются радиометры и гамма-спектрометры.
В радиометрических измерениях находят применение переносные и стационарные радиометры. Переносные радиометры в основном применяют для оперативного контроля. Стационарные радиометры используют для контроля отдельных точек или с блоками детектирования со стандартным интерфейсом в составе систем радиационного контроля.
В данном разделе рассматриваются переносные радиометры.
С помошью радиометров этого типа обеспечивается:
Измеряемой физической величиной является объемная активность радиоактивного аэрозоля в Бк/м 3 (ранее Ки/л, Ки/м 3 ). Эта величина, с учетом других характеристик радиоактивного аэрозоля (дисперсность, нуклидный состав) позволяет определить поступление радионуклидов в организм человека с учетом объема вдыхаемого им воздуха и времени пребывания в рабочем помещении и вклад от этого поступления в ожидаемую дозу внутреннего облучения человека.
Контроль выброса радиоактивных аэрозолей в атмосферу важен также для технологического контроля и для прогнозирования загрязнений объектов окружающей среды.
Традиционно к радиометрии аэрозолей относят и задачи по контролю радиоактивного йода, в том числе и паров йода.
Работа на радиометрах выполняется по разработанной методике выполнения измерений, где определены:
Для контроля радиоактивных газоаэрозольных выбросов на АС используются радиометры семейства РК «Калина» и установки типа РКС.
В качестве примера рассмотрим радиометр 20046, применяемый на Калининской АС для измерения бета-активных препаратов с подложки диаметром 22 мм, приготовленных из проб объектов внешней среды.
В состав радиометра входит свинцовая защита, блок детектирования с газоразрядным счетчиком СБТ-13, пульт измерительный 20046.
Защита свинцовая предназначена для уменьшения влияния внешнего радиационного фона на счетчик и состоит из свинцовых колец, в собранном виде образующих защитную стенку толщиной 10 см. В защите расположено устройство перемещения проб, которое служит для подачи пробы под счетчик для регистрации бета-излучения.
Блок детектирования состоит из газоразрядного счетчика СБТ-13 с электронной схемой согласования, помещенного в цилиндрический корпус. Газоразрядный счетчик представляет собой торцевой самогасящийся счетчик Гейгера-Мюллера, работающий в области самостоятельного разряда, состоящий из цилиндрического эбонитового корпуса с размещенным в нем металлическим чашечным катодом и анодом в виде кольца из стальной проволоки.
Пульт измерительный (см рисунок Рис.11.5.1) представляет собой самостоятельное устройство, состоящее из:
-высоковольтного блока, вырабатывающего напряжение, необходимое для работы газоразрядного счетчика;
линейного усилителя, усиливающего входные импульсы до необходимой амплитуды;
амплитудного анализатора, позволяющего производить селекцию входных импульсов по амплитуде;
измерителя скорости счета, позволяющего наблюдать за скоростью счета в аналоговой форме;
— каскада управления, вырабатывающего сигналы управления работой пульта;
— счетчика с цифровым индикатором текущих значений времени или импульсов.
Назначение органов управления радиометра приведено в таблице 11.5.1
Таблице 11.5.1 Назначение органов управления радиометра
Радиометрические приборы и измерения
 |
Рис. 10.13. Типовая структурная схема радиометра
Основные задачи, которые решаются при радиометрических измерениях, – определение параметров поля излучения и характеристик источника излучения.
Источником излучения при радиометрических измерениях может быть специально отобранная проба. В этом случае измеряемой величиной (измерительной информацией) является
– удельная массовая и объемная активность изотопа при измерениях жидких технологических сред (теплоноситель, трапные воды и т.п.);
– удельная объемная активность аэрозолей при измерениях аэрозольных фильтров, через которые прокачивается содержащий радиоактивные аэрозоли воздух;
– удельная поверхностная активность при измерениях мазков с поверхностей оборудования;
– удельная объемная активность газов при прокачке газовой среды через некоторый объем.
Вместо пробы можно проводить и так называемые беспробоотборные измерения, устанавливая детектор радиометра напротив трубопроводов, по которым проходит технологическая среда. Измеряемые величины здесь практически те же, что и при пробоотборных измерениях, кроме аэрозолей.
Вторая задача – определение характеристик поля излучения. Здесь измеряемая величина – поток или плотность потока ионизирующих частиц или фотонов в точке расположения детектора, а также временное или пространственное распределение активности излучателей или плотности потока излучения.
Регистрируемое излучение при определении характеристик поля излучения может быть и a-, и b-, и g-излучением, а также и нейтронным излучением. Радиометры могут измерять только один вид излучения, а могут быть приспособлены и к комбинированному излучению, т.е. определять раздельно в одном измерении плотность потока нейтронов и g-излучения и одновременно измерять объемную активность a- и b-радиоактивных изотопов.
Функциональная связь между числом испускаемых источником частиц или характеристиками поля излучения с параметрами сигнала детектора различны. Например, радиометр может работать в режиме, когда каждая частица, попадающая в чувствительную область детектора, регистрируется, и можно подсчитать число фактов регистрации. Это будет счетчиковый режим работы радиометра. Если же частица оставляет в чувствительном объеме детектора энергию, пропорциональную своей энергии, и оставленная энергия линейно преобразуется в амплитуду сигнала на выходе детектора, то при большом потоке регистрируемых частиц суммарная переданная энергия в единицу времени будет практически постоянной и пропорциональной потоку регистрируемых частиц. Тогда на выходе ток детектора будет пропорционален потоку регистрируемых частиц; такой режим измерений называется токовым. Возможны измерения, при которых амплитуда каждого импульса на выходе детектора пропорциональна энергии частицы, потерянной в детекторе; измеряя амплитуду, можно судить об энергии исходной частицы. Такой детектор называют дискретным пропорциональным и наиболее часто его используют при спектрометрических измерениях. В радиометрах такой режим измерений также может быть использован.
Реальная задача определения активности или плотности потока усложняется тем, что помимо измеряемого излучения на детектор действует фоновое излучение («мешающее»), обусловленное посторонними источниками, или сопутствующее измеряемому излучению. Поэтому для радиометров очень важным является такое качество как избирательность к измеряемому излучению по отношению к «мешающему». Эта избирательность достигается различными методами, чаще всего отбором по какому-либо признаку (рис. 10.13). Например, при измерении тонким детектором легких и тяжелых заряженных частиц одновременно, тяжелые частицы передадут значительно большую энергию чувствительному объему детектора и, следовательно, амплитуды импульсов на выходе детектора будут большими. Если подключить к выходу детектора дискриминатор амплитуд (устройство, пропускающее импульсы, превышающие некоторый выбранный порог), то регистрируемые числа событий будут принадлежать только тяжелым частицам. Это так называемый отбор по амплитуде.
В некоторых детекторах легкие и тяжелые заряженные частицы создают импульсы различной формы. Например, трек тяжелой a-частицы в веществе детектора достаточно плотно ионизован, а вдоль трека легкой заряженной частицы (электрона) акты ионизации редки. Поэтому возврат вещества детектора в исходное состояние, при котором и формируется импульс тока или напряжение на выходе детектора, будет различным. С помощью электронных схем такие импульсы можно разделить и это будет отбор по форме импульса.
Таким образом, при проведении радиометрических измерений нужно очень четко представлять, что измеряет данный конкретный радиометр и какие возможны помехи при измерениях.