Дозиметрические приборы для измерения ионизирующих излучений (виды дозиметров)

Отредактировано 1.11.2024

Дозиметрические приборы для измерения ионизирующих излучений (ИИ) бывают нескольких видов:

• Радиометры - используются для измерения плотности потока и мощности доз ионизирующего излучения, а так же активности радионуклидов. То есть, для отображения вреда, получаемого на данный момент и в данном месте в единицу времени.
  Единица измерения Рентген/час, Рад/час, Грей/час, БЭР/час, Зиверт/час. В знаменателе допускаются и другие интервалы времени - в минуту, в секунду.
  Радиометр показывает активность помещенного под датчик материала.
  Мощность дозы усредняется самим прибором, а изменение мощности дозы прибор показывает мгновенно. Радиометры очень удобны для любых измерений и экономят кучу времени. 
• Спектрометры - предназначены для изучения распределения излучений по энергиям, заряду, массам частиц ионизирующего излучения, то есть для детального анализа образцов каких-либо материалов, источников ионизирующего излучения.
• Дозиметры - применяют для измерения индивидуальной эквивалентной (накопленной) дозы и мощности доз рентгеновского, бета- и гамма-излучения в диапазоне энергий от 50 кэВ до 2-3 МэВ. То есть, для количественного отображения полученного вреда здоровью от ионизирующего излучения (радиации).
  Единица измерения Рентген, Рад, Грей, БЭР, Зиверт.
  К тому же "Дозиметрами" не специалисты называют любой дозиметрический прибор.
  
• Рентгенометры - прибор для измерения активности (числа актов радиоактивного распада в единицу времени) радиоактивных источников.
• Измерители мощности дозы применяется для обнаружения радиоактивного загрязнения местности и конкретных объектов.
  Измерители мощности дозы примется для оценки радиационной обстановки (для определения уровня радиации) с целью прогнозирования доз облучения людей, загрязнения техники, различных объектов и их поверхностей, продуктов питания, воды и т.п..
  Измерители отличаются высокой точностью измерений (имеют чувствительные датчики), но для получения результата им требуется больше времени, чем простым дозиметрам.
• Многоцелевые (универсальные) - несколько дозиметрических приборов объединены в одном устройстве, что описывается в названии или описании паспорта прибора. Например, это может быть дозиметр-радиометр.
• Индикатор радиоактивности - простейшие измерительно-сигнальные приборы, позволяющие обнаружить факт наличия радиации и ориентировочно оценить некоторые характеристики излучений.
  Его показания являются ориентировочными.
  Индикатор подойдёт, если вам нужно просто проверить предметы на повышенный радиационный фон.
  Индикатор является самым распространённый тип приборов для поиска источников радиации, и для большинства пользователей его возможностей вполне достаточно.
• Сигнализаторы - это, по сути, разновидность индикаторов, реагирующая на резкие изменения радиационного фона.
  У сигнализаторов есть 3 ключевых особенности: настраиваемый порог срабатывания сигнализации, длительное время работы от батареи и компактный размер.
  При превышении установленного порога сигнализатор подаёт звуковой или световой сигнал, предупреждая об опасности.
  Часто сигнализаторы сочетают в себе функции простейших измерителей и индикаторов.
  Если вы собираетесь посетить места с потенциальной радиационной опасностью, сигнализатор то вам нужен именно сигнализатор: он незаметно будет находиться в кармане и оповестит вас звуком или вибрацией при попадании в зону повышенного излучения.
• Поисковики - это, как правило, радиометры с низкой точностью измерения, но очень высокой чувствительностью и быстрой реакцией на изменение радиационного фона. Они предназначены для поиска радиоактивных аномалий, предметов, рудных минералов и т.п.
  Поисковики служат, например, для поиска радиоактивных источников в металлоломе или для обнаружения радиоактивных руд.

Все дозиметрические приборы отличаются по классу точности и опциям, количеству и типу детекторов, конструкции (переносные или стационарные) и т.д.

Бытовые и профессиональные дозиметры

Бытовые дозиметры - это компактные и доступные устройства, которые можно носить с собой, например, в кармане.

Главное преимущество бытовых дозиметров - ими может пользоваться любой человек, не обладающий специальными навыками. 

Бытовые дозиметры предназначены для измерения уровня радиационного фона в окружающей среде (на открытой местности или в отдельно взятом помещении), а также для определения уровня опасного излучения, исходящего от конкретных предметов и поверхностей. 

Профессиональные дозиметры, в отличие от бытовых, отличаются большими размерами и высокой стоимостью. Это обусловлено их высокой точностью измерений и возможностью точно определить накопленную дозу радиации в теле человека.

Профессиональные дозиметры используются для измерения уровня радиационной активности в окружающей среде, определения уровня опасного гамма-излучения, исходящего от конкретных предметов и поверхностей, бета-частиц, а также для измерения дозы радиации, полученной специалистами при работе в условиях повышенной радиационной опасности.

Профессиональные дозиметры используются, в основном, обученными специалистами, работающими в опасных зонах, а также узкоспециализированными экспертами. Да и цена у них значительно выше, чем у бытовых моделей.

Также профессиональные дозиметры должны быть включенные в Государственный реестр средств измерений (ГРСИ РФ).

Правила эксплуатации дозиметрических приборов

Не ронять и беречь от попадания внутрь корпуса пыли, влаги и агрессивных газов, иначе собьются настройки и прибор выйдет из строя (это касается и внешних блоков детектирования). 

Промышленные, профессионального класса радиомерты и дозиметры могут работать при высокой влажности (до 90-100%, при +25 градусов), а вот недорогие бытовые приборы - только до 70-80% и их надо как-то защищать от воды и конденсата водяного пара (помещать в мягкий полиэтилен, герметично под плёнку, через которую можно было бы включать тумблеры и нажимать на кнопки).

Не разбирать, не ломать пломбу... только в этом случае будет точность.

Время на установление рабочего режима ("прогрев прибора") - приблизительно 10 секунд.

Точность измерений дозиметрических приборов

Для радиометрических приборов характерен значительный разброс отсчётов (до плюс/минус 20-40%). В этих устройствах велика и длительность времени на измерение. Для улучшения сходимости результатов, хотя бы до +/- 10...15% - увеличивают количество и время измерений (в том числе - используют дублирующие аппараты).

Производители уменьшают приборную погрешность, повышая чувствительность - наращивая количество и качество детекторов ионизирующего излучения (газоразрядных счётчиков или различных видов сцинтилляторов из кристаллов, специальной пластмассы или керамики) в радиометрических устройствах, что ощутимо сказывается на стоимости комплекта.

Дополнительные погрешности дозиметрических приборов

Дополнительные погрешности (разброс показаний) прибора вызывают следующие причины:

• температура, отличная от комнатной, меняет параметры электрической схемы - до +/- 15%
• повышенная влажность и конденсат - до +/- 10%
• разряд батареи - до +/- 10%
• вариации (короткопериодные) космического излучения и рентгеновского - сотые-десятые доли микрозиверта в час

И все эти погрешности действуют совместно (в общей сумме)

Периодическая поверка и калибровка проводится раз в год - это стандартный межповерочный интервал для аппаратуры. Бытовые радиометры, дозиметры - можно сверить по новым, недавно купленным или только что поверенным приборам, проведя параллельные замеры в режиме повышенной точности, "на ровном поле".

Результаты измерений, полученные с помощью бытового прибора (даже с преемлемой, достаточно высокой точностью), не могут быть использованы для официальных заключений государственными органами. Для этого нужна профессиональная, сертифицированная аппаратура, прошедшая госповерку и, собственно, квалифицированный специалист, оператор, который правильно проведёт измерения, выполнит расчёты и оформит результаты исследований.

Пример расчета
В определённом месте зафиксирован радиактивный фон от гамма-излучения равный 50 мкР/час (50 мкрад/час; 0.5 мкГр/час; 0.5 мкЗв/час)
Находясь там 1 час - человек получит эквивалентную дозу (ЭД) в 50 мкБэр (соотв. 0.5 микрозиверт).
За год это составит: ЭД = 50 мкР/час * 8760 час = 438000 мкБэр = 438 мБэр = 4.48 мЗв/год - почти на пределе допустимой поглощенной дозы (должно быть "не более 5 миллизиверт в отдельный год из любого пятилетнего интервала времени").