Меню

Диапазон мощности дозы гамма излучения



Диапазон мощности дозы гамма излучения

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ДОЗЫ
ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ НА МЕСТНОСТИ

Опыт использования в 1997-99 гг. “Временной учебной методики измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на местности ВУМ-1-96” [1] подтвердил ее полезность при организации и проведении практических занятий с учащимися средней школы, интересующимися радиоэкологическими проблемами. Помимо закрепления азов метрологической культуры, методика гармонизировала процесс выполнения измерений, обработки результатов и использования полученной радиоэкологической информации.

Представленная ниже методика измерения МИ-2000 – это частично переработанная и дополненная с учетом норм радиационной безопасности (НРБ-99) [2] ВУМ-1-96, ориентированная на бытовой дозиметр-радиометр АНРИ-01 [3]. Последнее – вынужденный шаг, вызванный тем, что дозиметры ИРД-02Б1, на которые, в основном, была рассчитана ВУМ-1-96, серийно уже не выпускаются, а имевшиеся экземпляры, использовавшиеся в школах г. Гатчины и района, пришли в полную негодность.

Примечание. Дозиметр-радиометр АНРИ-01 “Сосна” выпускается серийно. Приобрести его можно через предприятие “ИЗОТОП” (191002, СПб, Загородный пр., д. 13)

2. Основные термины и определения

Доверительный интервал – доверительные границы случайной погрешности результата измерения – это тот интервал, в который с заданной (принятой исследователем) вероятностью должно попасть среднее арифметическое значение при бесконечном (теоретическом) увеличении количества единичных наблюдений.

Доза поглощенная (D) – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

где de – средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме. Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленному на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название – грей (Гр).

Доза эквивалентная – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR :

где DT,R – поглощенная доза в органе или ткани T, WR – взвешивающий коэффициент для излучения R. Для фотонов и электронов WR, т.е. W g и We равны 1. Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж/ кг, имеющий в этом случае специальное наименование зиверт (Зв). Используют дольные единицы: миллизиверт, мЗв, 1 мЗв = 10 -3 Зв; микрозиверт, мкЗв, 1 мкЗв = 10 -6 Зв.

Естественный радиационный фон, сокращенно естественный фон – мощность дозы, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в поверхностных слоях Земли, приземной атмосфере, в воде.

Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разных знаков.

Кроки (в топографии) – наскоро набросанный по глазомерной съемке план местности, выражающий ее общий характер и выделяющий наиболее важные местные предметы (дороги, здания и т.п.).

Мощность дозы – доза излучения за единицу времени (секунду, минуту, час). Единица измерения мощности эквивалентной дозы является Зв/с, а дольная единица – микрозиверт в час (мкЗв/ч).

Примечание. При использовании дозиметров, шкалы которых размечены в единицах, так называемой, экспозиционной дозы(или мощности дозы), т.е. в рентгенах (Р) или Р/ч, мР/ч, мкР/ч, для интерпретации их показаний в зивертах и соответствующих дольных единицах, следует помнить, что экспозиционной дозе (в воздухе) 1Р соответствует эквивалентная доза (в биологической ткани) 9,6 мЗв, и при показаниях такого дозиметра, например, 15 мкР/ч, с небольшой погрешностью

4 % можно считать, что для биологической ткани это соответствует 0,15 мкЗв/ч. В частности, при использовании АНРИ-01 его показания в мР/ч следует умножать на 10, чтобы получать значения мощности эквивалентной дозы в мкЗв/ч.

Читайте также:  Как выбрать мощность мотора автомобиля

Нуклид – вид атомов с данным числом протонов и нейтронов в ядре, характеризующийся массовым числом А (атомной массой) и атомным номером Z.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида (радионуклида) в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения.

Фотон, фотонное излучение – квант (частица) гамма- и рентгеновского излучений. Фотонное излучение – собирательное название для гамма- и рентгеновского излучений.

Электронвольт, мегаэлектронвольт (МэВ) – внесистемная единица энергии ионизирующей частицы: 1 эВ = 1,602 10 -19 Дж; 1 МэВ = 1,602 10 -13 Дж.

3. Методика измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на местности МИ-2000

Методика устанавливает порядок выполнения измерений, обработки и оформления результатов измерений в учебно-практических целях. Методика рассчитана на учащихся старших классов средней школы.

Для выполнения измерений используется дозиметр АНРИ-01 (далее дозиметр). Дозиметр предназначен для измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Дозиметр позволяет оперативно обнаружить загрязненность радионуклидами или найти источник ионизирующего излучения.

Технические характеристики и описание дозиметра изложены в руководстве по его эксплуатации. В частности, дозиметр обеспечивает измерение мощности эквивалентной дозы от 0,1 до 99,99 мкЗв/ч при энергии фотонов гамма-излучения в диапазоне от 0,06 до 1,25 МэВ.

Дозиметр должен иметь свидетельство о государственной поверке, выданное органами Госстандарта.

Погрешность методики измерений определяется погрешностью дозиметра АНРИ-01. МИ-2000 обеспечивает выполнение измерений для 95% доверительного интервала с погрешностью, не превышающей 43%.

Изменение чувствительности дозиметра при постоянной мощности дозы в зависимости от энергии регистрируемого излучения в диапазоне от 0,06 до 1,25 МэВ не более чем ± 30% от значения, полученного от источника ионизирующего излучения – цезия-137 (энергия излучения 0,66 МэВ).

Измерение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на местности выполняют методом измерения скорости счета импульсов, возникающих в газоразрядных счетчиках (СБМ-20) под действием гамма-излучения.

Измерения могут производиться: при температуре окружающего воздуха от — 5 до + 40°С; при относительной влажности воздуха до 98%.

При выполнении измерений мощности эквивалентной дозы на местности необходимо соблюдать требования «Норм радиационной безопасности НРБ-99» и «Основных санитарных правил ОСП-72/87» [4].

Требования к квалификации операторов

К самостоятельному выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, имеющие образование в объеме физико-математической программы старших классов средней школы, прошедшие учебно-тренировочные занятия под руководством специалистов-профессионалов в области дозиметрии и радиометрии ионизирующих излучений.

Подготовка к выполнению измерений

Изучить до начала работы руководство по эксплуатации дозиметра АНРИ-01, принцип работы дозиметра и назначение органов управления дозиметром.

Произвести внешний осмотр дозиметра. Установить выключатель питания в положение «выключено», открыть крышку отсека питания и установить элемент “Корунд” (или аналогичный). Закрыть крышку отсека питания.

Экран — заднюю крышку дозиметра не снимать, проверить правильность положения ее фиксатора.

Включить дозиметр, установив выключатель питания в положение «ВКЛ», а переключатель режима работы в положение “МД”.

При правильном функционировании дозиметра на цифровом табло должна появиться индикация 0,000, сопровождаемая коротким звуковым сигналом.

Проверить исправность электронной пересчетной схемы и таймера дозиметра, для чего нажать и удерживать до окончания тестирования кнопку “КОНТР.” Кратковременно нажать кнопку “ПУСК”. На табло между цифрами должны появиться три точки и начаться отсчет чисел. Через (20±5) секунд отсчет чисел должен прекратиться, а на табло должно появиться число 1.024 или 0.512 в зависимости от модификации дозиметра, сопровождаемое коротким звуковым сигналом.

Проверить работоспособность преобразователя напряжения и счетчиков дозиметра, нажав кнопку “ПУСК”. Через (20±5) секунд, при естественном, неизмененном фоне гамма-излучения от 0.05 до 0.20 мкЗв/ч, на табло должно появиться число от 0.005 до 0.02, сопровождаемое коротким звуковым сигналом.

Читайте также:  Как определить мощность однофазного потребителя

Примечание. Если при проведении проверок индицируются числа, отличные от указанных выше, или число, меньшее 0.005, то дозиметр неисправен, и его следует отправить в ремонт; если при первичном включении дозиметр издает постоянный звуковой сигнал, то необходимо установить новый элемент питания.

Разместить дозиметр на высоте 1 м от поверхности грунта в выбранной точке измерений экраном вниз, к земле.

Через 25 секунд снять показания на цифровом табло в микрозивертах в час, умножив для этого исходные показания на 10.

Пример: Показания на цифровом табло 0,014 означают, что мощность эквивалентной дозы составляет 0,14 мкЗв/ч.

Снять (записывая) пять показаний в данной точке измерения.

При поиске местонахождения источника ионизирующего излучения следует медленно перемещать дозиметр в направлении повышения показаний, делая 25-секундные паузы. При перемещениях дозиметр следует держать таким образом, чтобы экран был направлен в сторону предполагаемого источника.

Примечание. В тех случаях, когда радиационный фон значительно выше естественного, дозиметр можно использовать в режиме “ПОИСК”. Для этого переключатель режима работы ставят в положение “Т” и контроль уровня гамма-излучения ведут на слух, по частоте следования звуковых сигналов. При естественном, неизмененном фоне гамма-излучения дозиметр подает 1-6 или 3-12 звуковых сигналов в минуту, в зависимости от модификации.

Обработка и оформление результатов измерений

Показания дозиметра записывают в карточку регистрации (форма карточки приведена в Приложении).

Вычисляют среднее значение показаний , записывают его в соответствующую графу карточки.

Вычисляют полную погрешность измерений D по формуле:

где d — основная погрешность, принимаемая равной 30%; d э — погрешность, связанная с энергетической зависимостью показаний дозиметра, принимаемая равной 60% при неизвестной энергии регистрируемого гамма-излучения и равной, если энергия Еg регистрируемого излучения известна, 50|Е g –0,66|% при 0,06 g техногенном облучении населения.

Мощность дозы естественного фона составляет 0,15 мкЗв/ч и, в зависимости от местных условий, может меняться в два раза. Некоторые горные породы, например, гранит, радиоактивны и поэтому создают повышенный естественный фон. Вплотную к гранитной поверхности мощность дозы может возрасти на 0,15 мкЗв/ч.

Для населения, проживающего вблизи атомных электростанций и предприятий установлен предел годовой дозы 5 мЗв. Этой величине соответствует постоянная в течение года мощность дозы на открытой местности 0,6 мкЗв/ч. С учетом того, что часть времени человек находится внутри зданий, которые ослабляют излучение в два и более раз, мощность дозы на открытой местности может быть 1,2 мкЗв/ч.

Если мощность дозы превышает 1,2 мкЗв/ч, рекомендуется покинуть данное место или, если есть необходимость находиться на нем, то пребывание следует ограничить шестью месяцами в год; при мощности дозы 2,5 мкЗв/ч, – тремя месяцами в год, а при 7 мкЗв/ч, – одним месяцем.

Эффективность усвоения МИ-2000 может быть достаточно высокой, если при изучении ее и использовании не ограничиваться имитационной игрой на радиационно-чистой местности, а проводить занятия в учебном лагере на своеобразном метрологическом полигоне, например, на участках местности, сохранивших Чернобыльский след, с хорошо изученными радиационными характеристиками [5] или на специальной учебной площадке типа гаммадрома [6].

Карточка регистрации мощности дозы гамма-излучения

    Миронов Ю.Т. Временная учебная методика измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на местности ВУМ-1-96. В сб. “Экология. Безопасность. Жизнь”. Вып.4. Гатчина. 1997 г. с.70.

Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).М. Минздрав России, 1999 г.

Читайте также:  Led лампа мощность аналоги

Дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01 “Сосна”. Руководство по эксплуатации, 1993 г.

Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП-72/87). М. Энергоатомиздат. 1988 г.

Юдин М.Ф. и др. Измерение активности радионуклидов.. СПб. ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. 1997 г. с. 328.

Источник

Мощность экспозицион­ной дозы гамма излучения

Мощность экспозиционной дозы гамма излучения

Мощность экспозиционной дозы, рассчитанной по гамма-излучению — устаревший критерий. Интенсивность потока ионов (собственно, физическая суть радиации) теперь считают иначе. По современным критериям применяют мощность эквивалентной дозы. Ее основа — замер биологических последствий ионизирующего излучения на организм за темпоральный промежуток (час, сутки и т. д.). МЭД считается более адекватным нуждам медицины, нежели более абстрактный замер «гаммы», не учитывающий многих параметров. Современные же требования экологии и радиобезопасности по работе в местах с повышенным излучением намного строже и должны быть направленными на отслеживание и ликвидацию возможных последствий превышения значений ионизирующего излучения.

Старые методики замеров до 1990 года

Существенным отличием от МЭД, основой «чернобыльских» нормативов, была экспозиционная доза, считавшая поток фотонов, ионизирующих воздух. Физиками этот процесс отлично исчисляется, однако данные сведения не могли точно покрыть требования по медицинским анализам.

В формуле дозу рассчитывали в качестве электрозаряда ионов, которые образуются тормозящим излучением в сухом воздухе при делении на массу объема воздуха. В физических величинах это ампер в секунду, т. е. обоснование количества энергии, поглощенной объектом под потоком радиации.

В качестве же хрестоматийной системной единицы используется рентген в секунду. Рентген — устаревшая мера излучения, в наше время используют зиверты. Причина, почему именно с 1990 года совершена реформа — выход новых комплексных методичек по дозиметрам. Тем самым полностью обновлен модельный ряд детекторов и внедрены более современные стандарты радиобезопасности. На основе кумулятивного опыта радиационных аварий были установлены фундаментальные изъяны использования рентгенов в час в качестве единиц измерения:

  • Слишком грубые замеры. «Формально» ионизирующий поток по формуле просчитан корректно. Однако недостаточно раскрыты второстепенные физические явления, показывающие изменения в итоговых масштабах облучения.
  • Нет соотношения с воздействием в биологическом плане: экспозиционная доза в разных условиях плотности ионизации имеет весьма вариативные последствия.
  • Старым методом было нереально проверить накопленное облучение за определенный период, также упускались многие биологические параметры.

Каковы современные методы, чтобы проверить мощность дозы гамма излучения?

Современная оценка ионизации базируется на измерении мощности дозы гамма излучения в виде эквивалентной дозы за фиксированный темпоральный промежуток. Именно так исследователи оценивают долгосрочные биологические изменения от ионизирующего излучения. Суммарная мощность складывается из суммы бета-фона, гамма-излучения, рентгеновских лучей, соответственно, принятым поправочным коэффициентам.

Измеряется зивертами в единицу времени. Один зиверт — гигантская величина (например, шесть зивертов — это летальная лучевая болезнь), поэтому для расчета практики постоянного и временного облучения практикуют миллизиверты.

Однако даже новейший подход не справляется со всеми факторами, касающимися человеческого метаболизма под ионизирующим облучением. Ткани разной плотности и химического состава, кости, жидкости внутри организма по-разному радиопроницаемы и выводят нуклиды также специфически. Радиобиология сегодня учитывает как направление пучка лучей, так и расположение их внешнего источника, возрастные показатели, метеорологию и так далее.

Компания «Радэк» занимается дифференцированной дозиметрией и тем самым помогает определять мощность дозы согласно современным рекомендациям. В компании представлены наиболее чувствительные измерительные приборы, а также опытный персонал, занимающийся постановкой точных диагнозов. Заказать услуги инженеров «Радэк» можно по номеру телефона, указанному на сайте.

Источник