Что такое дозиметр и для чего он нужен
Дозиметр
Дози́метр — прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени. Само измерение называется дозиметрией.
Иногда «дозиметром» не совсем точно называют радиометр — прибор для измерения активности радионуклида в источнике или образце (в объёме жидкости, газа, аэрозоля, на загрязненных поверхностях) или плотности потока ионизирующих излучений для проверки на радиоактивность подозрительных предметов и оценки радиационной обстановки в данном месте в данный момент.
Измерение вышеописанных величин называется радиометрией.
Рентгенметр — разновидность радиометра для измерения мощности гамма-излучения.
Бытовые приборы, как правило, комбинированные, имеют оба режима работы с переключением «дозиметр» — «радиометр», световую и (или) звуковую сигнализацию и дисплей для отсчёта измерений. Масса бытовых приборов от 400 до нескольких десятков граммов, размер позволяет положить их в карман. Некоторые современные модели можно надевать на запястье, как часы. Время непрерывной работы от одной батареи от нескольких суток до нескольких месяцев.
Диапазон измерения бытовых радиометров, как правило, от 10 до 10 тысяч микрорентген в час (0,1 — 100 микрозиверт в час), погрешность измерения ±30 %.
Детектором (чувствительным элементом дозиметра или радиометра, служащим для преобразования явлений, вызываемых ионизирующими излучениями в электрический или другой сигнал, легко доступный для измерения) может являться ионизационная камера (прямопоказывающий индивидуальный дозиметр «ДДГН-02» или «ДДГ-01Д», похож на авторучку с окошком в торце), сцинтиллятор (геологический поисковый радиометр «СРП-88»), счётчик Гейгера (военный радиометр «ДП-12», бытовые комбинированные «Белла», «Сосна», «Эксперт», «Припять» (позволяет измерять мягкое бета-излучение), «РКСБ-104» (радиометр с возможностью работы в дежурном режиме, подаёт сигнал при превышении установленного пользователем уровня), «Мастер» (маленький экономичный рентгенметр) и так далее) или же специальный полупроводниковый диод.
В СССР бытовые дозиметры получили наибольшее распространение после Чернобыльской аварии 1986 года. До этого времени дозиметры использовались только в научных или военных целях.
Содержание
Счётчики для дозиметрии всего организма
BOMAB
Bomab (The BOttle MAnikin Absober) — фантом, разработанный в 1949 году и с тех пор принятый в Северной Америке, если не во всем мире, как отраслевой стандарт (ANSI 1995) для калибровки дозиметров, использующихся для дозиметрии всего организма (whole body counting).
Фантом состоит из 10 полиэтиленовых бутылок, либо цилиндров или эллиптических баллонов, являющихся его головой, шеей, грудной клеткой, животом, бедрами, ногами и руками. Каждая секция заполнена радиоактивным раствором в воде, радиоактивность которого пропорциональна объёму каждой секции. Это имитирует однородное распределение материала по всему организму.
Примеры радиоактивных изотопов, использующихся для калибровки эффективности калибровки: править] Лёгочный счетчик
Лёгочный счетчик (en:Lung Counter) — система, предназначенная для измерения и подсчета излучения от радиоактивных газов и аэрозолей, вдыхаемых человеком и достаточно нерастворимых в тканях тела, чтобы покинуть лёгкие в течение нескольких недель, месяцев или лет. Состоит из детектора или детекторов излучения и связанной с ними электронной части. Детекторы имитируют по форме, плотности и химическому составу ткани лёгких и окружающих органов. Полости в детекторах заполняются исследуемым радиоактивным газом или аэрозолем. Часто такая система размещается в нижних этажах помещений (для защиты от адронной компоненты космического фона) и окружена защитой от фонового гамма-излучения (толстые стенки из стали, свинца и других тяжёлых материалов) и нейтронного излучения (кадмий, бор, полиэтилен).
Так как лёгочный счетчик в основном используется для измерения радиоактивных веществ, излучающих низкоэнергетичные гамма- или рентгеновские лучи, фантом, используемый для калибровки системы, должен быть антропометрическим. Такой фантом человеческого туловища разработан, например, в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Torso Phantom).
Принцип работы дозиметра: что показывает и для чего нужен
Бытовой дозиметр — полезное устройство, если знать, как правильно его использовать. При выборе устройства важно учитывать потребности пользователя, цель применения — от этого зависит, какая модель подойдет. Перед тем, как проверить на практике, нужно знать, как дозиметр радиации работает.
Что такое дозиметр и для чего он нужен
Человек постоянно подвергается воздействию излучения в форме солнечного света, некоторые его виды более вредны для организма. Слишком много ультрафиолета может привести к солнечному ожогу или раку кожи, а рентгеновские, гамма-лучи и некоторые радиоактивные частицы к слепоте и серьезному повреждению клеток, вплоть до смерти.
Чтобы предотвратить это, каждый человек, работающий с радиоактивными веществами или окружающей средой, носит дозиметр — это прибор, предназначенный для измерения радиации.
Это простое устройство позволяют пользователям отслеживать излучение, которое они поглощают, чтобы предотвратить заболевания и определить, насколько опасной может быть радиоактивная среда
Дозиметр для измерения радиации обычно используют в виде значка или браслета, есть портативные и карманные модели. Они содержат кристаллы люминофора, способные улавливать электроны, освобожденные вредным ионизирующим излучением
Внимание! Измеритель радиации дозиметр не может обнаружить низкоэнергетическое бета-излучение от некоторых изотопов. Также углерод-14, тритий или серу-35.
Назначение для ношения индивидуальных дозиметров дается работникам, имеющим дело с рентгеновскими аппаратами, флуороскопическими установками. Также их должны использовать лица, работающие в промышленных зонах.
Принцип работы дозиметра
Ионизирующее излучение, вызванное воздействием рентгеновских лучей, гамма-лучей и некоторых радиоактивных частиц, является типом излучения, которое несет достаточно энергии, чтобы выбить электроны из нормально стабильных молекул. Когда это происходит в живой ткани, потеря электронов может привести к повреждению клетки, но те же самые освобожденные электроны могут быть захвачены и измерены при правильных условиях. Радиационная дозиметрия работает, используя это преимущество.
Принцип действия дозиметра основан на захвате ионизирующего излучения электронами, они захватываются кристаллами люминофора. Когда последние нагреваются, выпускают эти захваченные электроны в виде света, чтобы точно определить количество излучения, которому подвергался прибор.
Некоторые модели заполняются аргоном, к которому подают напряжение с двух электродов. Бета-частицы проходят через камеру датчика, начинается ионизация газа, это приводит к повышению токопроводящих способностей аргона. Итог — электрический разряд, снижающий напряжение в электродах до 0. Затем камера с аргоном быстро восстанавливается и готова к новому измерению радиации.
Внимание! В выключенном состоянии схема дозиметра радиации находится в микропотребляющем режиме работы. В нем поддерживается только процесс отсчета реального времени процессором.
В чем измеряется радиация дозиметром
Действие основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Радиоактивное излучение измеряется в микроРентген/час.
Для оценки воздействия на человеческий организм используется понятие эквивалентная доза и ее мощность. Измерение происходит в Зивертах (Зв). 1 Зв = 100 Рентген.
Коэффициент качества эквивалентной дозы дозиметра является характеристикой излучения и показывает биологическую активность, то есть способность вносить повреждения в биологическую ткань
Из чего состоит дозиметр
Корпус — ударопрочный. Выполнен и высококачественного пластика. На передней панели располагаются кнопки и матричный ЖКИ. С торцевой части устанавливается USB разъем для удобного считывания результатов с помощью смартфона или персонального компьютера. Также есть светодиодный индикатор и отверстие звуковой сигнализации.
На задней части корпуса производитель указывает серийный номер модели и другие условные обозначения
Устройство дозиметра может включать:
Главной деталью метрологического прибора считается детектор излучения. Он наделен особенностью преобразовывать излучение в электрический сигнал, который удобно обрабатывать.
Также устройство может иметь умножитель напряжения, разделительные конденсаторы, одновибраторы, преобразователи, модуляторы, резонаторы, электронные и управляющие блоки. Газонаполненная камера чаще представляет собой счетчик Гейгера-Мюллера. Он отличается простотой и малой стоимостью.
Кристаллы могут быть органическими и неорганическими. Устройство дозиметра включает твердотельные полупроводниковые детекторы. Главные плюс — компактность, использование для контроля излучения любого вида. Но точность, которой обладает твердотельный дозиметр радиации, — низкая.
Как проверить дозиметр в домашних условиях
После покупки нужно проверить устройство. Сделать это можно в медицинском центре, где имеется позитронно-эмиссионная томография.
Можно сравнить показания прибора с радиационной обстановкой местности. Делать замеры несколько дней подряд. Средний фон на местности должен быть 12-15 мкРГ/ч. В домашних условиях устройство подносят к хрустальным вещам, они дают небольшой уровень излучения, максимум до 0,3 мкЗв/ч.
Как пользоваться дозиметром радиации
Прежде чем определить дозу радиации с помощью индивидуального дозиметра, необходимо обнулить предыдущие показания. Положить включенное устройство в карман. Чтобы работать с дозиметром, не нужно специальных знаний, все описывается в инструкции к устройству.
Как быстро найти радиоактивный предмет
Прежде всего, прибор необходимо включить. В меню выбрать нужный режим измерения, например, СРМ (специальный режим измерения, который не делает пересчеты и не рассчитывает среднее значение). Затем выбранный параметр подтвердить, нажав на кнопку «выбор» или «пуск».
Дозиметр радиации медленно перемещать над предполагаемыми источниками радиации
Важно! Чем ближе устройство к объекту, тем быстрее возрастает частота звуковых сигналов, а по мере удаления — убывает.
Измерение радиационного фона дозиметром в доме или квартире
Источником радиации в жилом помещении может выступать стройматериал, мебель, бытовая техника, измерительные устройства, предметы из гранита и хрусталя. Обследование квартиры позволяет своевременно выявить источник опасного радиационного излучения.
Внимание! Ее измерение необходимо для обеспечения жильцам экологичного и безопасного пространства для жизни.
Инструкция по применению дозиметра в квартире:
Показания индивидуального дозиметра в квартире должны быть в пределах 10-30 мкР/ч. При этом для человека считается безопасным радиоактивность до 50 мкР/ч.
Измерение уровня радиации дозиметром на улице
При измерении следует держать прибор горизонтально, примерно на уровне 1 м от земли. Перед началом работы нажать кнопку «Пуск» и после звукового сигнала записать показания прибора.
Совет! Рекомендуют проводить измерения на одном месте 5 раз, чтобы получить более точные значения.
Если на улице дозиметр радиации показывает высокие значения, нужно отойти на несколько шагов влево или вправо, повторить измерения радиационного фона. Нужно найти точку с максимальным значением.
Затем положить дозиметр радиации на разных точках на улице. Например, рядом с домом, на грядке, клумбе, возле подвального помещения
Не класть на грязные поверхности. Под дозиметр положить кусочек полиэтиленовой пленки. Рассчитывать среднее значение после 4 измерений.
Что делать, если показания дозиметра высокие
Если дозиметр показал высокий уровень радиации, необходимо подальше уйти от источника. Чем дальше находится предмет, излучающий радиоактивный фон, тем меньше доза облучения для человека.
Обнаруженный предмет нельзя выбрасывать в мусор, трогать руками или продавать. В такой ситуации обращаются в центр, который занимается утилизацией радиационных отходов. В Москве это ФГУП «Радон». Также необходимо прийти в Центр гигиены и эпидемиологии. Специалисты обязаны отреагировать на поступивший сигнал, сообщить в соответствующий орган, чтобы они проверили уровень радиации с помощью профессиональных устройств.
Внимание! До прибытия полиция или других органов следовать их указаниям.
Заключение
Дозиметр радиации работает достаточно просто. Нужно лишь вставить батарейки или проверить заряд, затем нажать на кнопку, которая запускает процесс измерения. Чтобы не ошибиться в показателях и измерить уровень радиации с доскональной точностью, требуется следовать инструкции по применению.
Дозиметр: принцип работы, что показывает, для чего нужен и что это такое
Какую радиацию замеряют дозиметры
Радиация делится на разные виды излучения, а также ее воздействие зависит от силы и времени. Все эти нюансы фиксируют дозиметры, но по-разному.
Радиация – это процесс излучения разных элементарных частиц: протонов, нейтронов, электронов, фотонов, которые разрушают собой другие атомы или молекулы.
От видов частиц зависит и вид радиации:
Бытовые дозиметры чаще всего замеряют излучение с высокой проникающей способностью: гамма или бета. Существуют дозиметры, которые также фиксируют и альфа-потоки.
Альфа-излучение измерить сложнее всего, так как оно распространяется только на небольшом расстоянии от источника. Его замеряют в 2-3 см от предмета. Такие счетчики имеют отдельный, дополнительный датчик в виде окошечка, защищенного шторкой.
Важно! Альфа, бета и гамма-виды – это излучения, которые наиболее часто встречаются в повседневной жизни и природе. Поэтому их замерять наиболее важно.
Рентгеновское излучение не замеряют, так как оно обладает наименьшей вредностью. Профессиональные устройства могут различать все виды излучений и фиксировать изменение их интенсивности.
Как делаются замеры дозиметром
Воздействие радиации на человека помимо вида излучения зависит еще от трех моментов:
Суть радиоактивного воздействия заключается в потоке частиц, которые являются нестабильными и распадаются. В процессе распада их остатки либо повреждают другие частицы, либо соединяются с ним.
В любом случае это приводит к дестабилизации всех молекул и более крупных соединений. Эти частицы называются радионуклидами. Они могут накапливаться в организме и причинять ему вред долгое время в течение нескольких лет, даже если человек давно уже не находится рядом с источником радиации.
Именно поэтому измеряются сразу два параметра. То есть если человек подвергался слабому радиоактивному облучению, но продолжительно время – то вред ему может быть нанесен такой же, как если бы он подвергся сильному облучению за несколько минут.
В природе существуют и естественные, слабые источники радиации: солнце, минералы, газы. Вместе они не должны превышать нормы в 30 микрорентген в час или 0,3 микрозивертов в час.
Большинство дозиметров замеряют интенсивность излучения от какого-либо источника. Существует модели, которые могут учитывать дополнительно еще и накопленную радиацию для нескольких человек. Естественная накопленная доза радиации составляет 3-4 микрозиверта в год или 300-400 микрорентген.
В чем измеряется радиация
Измеряется радиация в разных величинах в зависимости от особенностей излучения:
Большинство дозиметров замеряют уровень радиации в рентгенах, это значит, что они показывают мощность источника радиации. Дорогие модели показывают излучение в рентгенах и зивертах.
GREENTEST ECO 6
GREENTEST ECO 6 – многофункциональный прибор, который включает в себя дозиметр, нитрат-тестер и измеритель жесткости воды. Модель способна измерять уровень радиационного фона на местности и от конкретных предметов по гамма- и рентгеновскому излучению. Аппарат характеризуется удобным и понятным меню и выбором команд, высоким быстродействием, ярким современным дисплеем, а также точностью работы дозиметра радиации.
Источником питания служит встроенный литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мА*ч. Этого достаточно для шести часов беспрерывной работы. Корпус аппарата выполнен из ударопрочного пластика. Стоит обратить внимание, что степень устойчивости корпуса к проникновению пыли и влаги соответствует классу IP-20. Аппарат нельзя использовать под дождем, а также на объектах с высокой запыленностью. К относительным недостаткам можно отнести невозможность подключения устройства к компьютеру. Средний срок службы, при соблюдении правил эксплуатации, составляет пять лет. На модель распространяется официальная гарантия от производителя, которая действует на протяжении одного года.
Соэкс-112
Соэкс-112 – компактный бытовой дозиметр, предназначенный для незаметного измерения радиационного излучения. Благодаря счетчику Гейгера и новейшему алгоритму подсчета импульсов, модель характеризуется высокой точностью измерений. Прибор идеально подходит для проверки строительных материалов и продуктов питания. Аппарат отличается простотой исполнения – для управления используется всего две кнопки. Результаты измерений отображаются на монохромном экране. Для ожидания результата владельцу придется подождать всего 20 секунд. Также для оповещения пользователя разработчики предусмотрели звуковой сигнал и светодиодный индикатор.
Дозиметр Родник 3
Дозиметр Родник 3 – еще один компактный дозиметр, оснащенный чувствительным датчиком радиации, который гарантирует высокую точность измерений. Стоит заметить, что прибор полностью разработан и изготовлен в России. Это позволило существенно снизить стоимость модели, по сравнению с аналогичными изделиями. При этом надежность прибора не пострадала – все электронные компоненты дозиметра жестко установлены на одну печатную плату без использования внешних проводников.
Постоянная работа в фоновом режиме гарантирует мгновенное срабатывание звуковой сигнализации. Производители позаботились о сохранении настроек, снабдив аппарат встроенными часами и энергонезависимой памятью. Также стоит отметить рекордно низкое потребление энергии – производитель гарантирует, что дозиметр способен прослужить до десяти лет без замены элементов питания.
На корпусе дозиметра имеется два отверстия для крепления ремешка, который позволит избежать случайного падения устройства при выскальзывании из руки. Внутри корпуса дозиметра установлено два мощных неодимовых магнита, при помощи которых прибор можно надежно закрепить на различных металлических поверхностях, например, на двери холодильника и использовать его в качестве стационарных часов и индикатора радиации.
МКС-01СА1М
МКС-01СА1М – карманный профессиональный дозиметр-радиометр с речевым выводом. Результаты измерений уточняются ежесекундно с речевым и звуковым сопровождением. Прибор способен работать в режиме мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, плотности потока альфа и бета-частиц, а также поиска источников ионизирующего излучения. Погрешность измерений во всех режимах не превышает 25 %.
Компактные размеры и оптимальный алгоритм определения радиационного фона обеспечивают удобство в эксплуатации устройства. Результаты измерений отображаются на жидкокристаллическом экране. Управление аппаратом осуществляется с помощью двух кнопок.
По желанию пользователя можно настроить периодичность звуковой и визуальной сигнализации интенсивности излучения. При смене элементов питания устройство запоминает текущий уровень накопленной дозы радиации. Стандартным источником питания служат две батарейки размера «АА». При необходимости можно дополнительно заказать адаптер для подключения устройства к бытовой сети переменного тока с напряжением 220В.
Виды дозиметров
Дозиметры различают между собой по степени сложности устройства. Одни просто замеряют уровень радиации, другие могут даже анализировать его.
На что обратить внимание при выборе
При вопросе как выбрать дозиметр следует учитывать несколько важных нюансов:
Даже простые, бытовые дозиметры помогут определить уровень радиации от стройматериалов, старых часов или других устройств с радиоактивными компонентами и обезопасить себя.
RADEX RD1503
RADEX RD1503 – простой в управлении дозиметр радиации, предназначенный для широкого круга пользователей. Модель отличается широкими функциональными возможностями. Стоит особо выделить режим «Фон», который позволяет обследовать здания с настройкой ступенчатого изменения порога сигнализации. Для оповещения владельца используются звуковые или вибросигналы, в зависимости от потребностей пользователя. Индикация показаний осуществляется непрерывно.
Результаты измерений отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Управление аппаратом осуществляется всего тремя кнопками. Также необходимо отметить большое количество индивидуальных настроек – выбор единиц измерения, установка различных пороговых значений срабатывания сигнализации, индикация разряда батареи и подсветка дисплея. Источником питания служит одна или две батарейки типа «ААА». При использовании двух элементов питания емкостью 1350 мА*ч, время непрерывной работы дозиметра составит 550 часов.
Дозиметр радиации. Виды и применение. Как выбрать и пользоваться
Дозиметр радиации — это инструмент для измерения радиоактивного излучения. Он позволяет замерять радиационный фон в помещениях, а также общее количество радиоактивных веществ в любых окружающих предметах. Их использование обязательно на потенциально опасных производствах: на атомных станциях, на оружейных заводах и фабриках по производству медтехники.
В быту этот прибор тоже может быть очень полезным. Ведь уровень радиации очень сильно влияет на здоровье человека. Она имеет свойство накапливаться в организме и способна вызывать различные болезни, в том числе онкологические. Безопасным принято считать радиационный фон до 50 микрорентген в час.
Бытового дозиметра вполне достаточно, чтобы определить уровень радиоактивного заражения. И если датчик показывает, что допустимая норма превышена, лучше покинуть место нахождения или устранить из своего окружения предмет-источник заражения.
Конструкция дозиметра радиации и принцип работы
Главной рабочей деталью аппарата является датчик радиации. Именно от него зависит, как быстро можно получить данные и насколько они будут точны. Под действием альфа-, бета- и гамма-излучения в датчике происходят скачки напряжения, которые преобразуются в числовые данные.
Датчики отличаются друг от друга чувствительностью и бывают:
Другим составным элементом дозиметра выступает система оповещения. В бюджетных бытовых устройствах она представляет собой светодиоды и звук. Чем выше радиационный фон, тем интенсивнее мерцание и характерное потрескивание прибора. Более новые дозиметры, а также профессиональные модификации оснащены преобразователем данных и экраном для их отображения.
Дозиметр радиации может иметь и дополнительные функции, например, выносной детектор, настройку режимов измерения и подключение к ПК или планшету для анализа данных. Наиболее подходящая модель подбирается с учетом требований потребителя и условий применения.
Классификация приборов
По своему назначению дозиметры подразделяются на:
Среди бытовых устройств выделяют персональные, карманные и портативные.
Персональные по размеру напоминают обычный брелок. Могут регистрировать бета-, гамма-частицы, поток нейтронов и фотонов. Реагируют на превышение допустимого порога звуком или вибрацией. Некоторые приборы обладают световым сигналом. Дисплей у такого устройства отсутствует, и числовые данные можно получить только при подключении к компьютеру. Предназначены они для информирования своего хозяина о его нахождении в потенциально опасной зоне.
Карманный дозиметр радиации позволяет не только выявлять повышение допустимого фона бета- и гамма-излучения, но и запечатлевать полученные данные. Они имеют небольшие размеры, питаются от аккумулятора или батареек, имеют экран и несложное меню.
Есть и более оснащенные варианты, которые подключаются к телефону и/или планшету и имеют больший функционал.
Портативные совмещают в себе дозиметр и радиометр. В их функции входит еще и поиск зараженного предмета или объекта. Реагируют на гамма-излучение, используют разные виды оповещения (свет, звук), отображают данные на дисплее и имеют возможность подключения к ПК для анализа данных.
Как выбрать дозиметр радиации
Для того, чтобы определиться с моделью устройства, нужно прежде всего разобраться в том, для каких целей оно будет применяться. Установить, что окружающий радиационный фон превышает допустимые значения, в состоянии любой прибор. Если требуется только получать подобную информацию, подойдет обычный сигнализатор.
Для получения подробных данных об излучении требуются более чувствительные измерители, например МКС-03СА. Для обнаружения источника заражения применяются устройства поиска — они определяют направление к объекту излучения по колебаниям фона.
Если наряду с источником нужно установить тип изотопа, потребуются спектрометры, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.
При выборе прибора для применения в домашних условиях, следует обращать внимание и на другие характеристики:
Дозиметр радиации с пин-диодами в практическом применении показал себя просто бесполезным, поэтому от него лучше отказаться.
Как правило, эксплуатация бытовых дозиметров не вызывает затруднений у пользователя. К тому же, к ним прилагается подробная инструкция. Проверить исправность тоже довольно просто — достаточно посмотреть на показания.
Интересные факты о радиации
О вреде радиации известно всем. Но есть и более интересные факты, позволяющие узнать о ней что-то новое:
