Что измеряет дозиметр радиации
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.
Дозиметры
Навигация по статье:
Для измерения уровня радиации (ионизирующего излучения) применяют измерительные приборы, называемые дозиметрами.
Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:
Устройство дозиметра
Работа любого дозиметра базируется на основе одних и тех же принципах работы. Базовым элементом всех дозиметров является датчик радиации. В зависимости от принципа работы, датчики радиации делятся на:
Наиболее распространенной конструкцией газоразрядного датчика, является счетчик Гейгера-Мюллера, который применяется в большинстве бытовых и профессиональных дозиметрах.
Счетчик Гейгера-Мюллера
В нормальных условиях газ, разделяющий катод и анод, не проводит электрический ток. При прохождении сквозь колбу зараженных частиц (радиации), они сталкиваются с молекулами газа, ионизируя их. Это делает газ проводящим ток и между катодом и электродом начинает течь электричество. Этот момент и регистрируется прибором. Наличие электричества между катодом и электродом датчика, говорит о том, что в данный момент сквозь датчик проходят частицы радиоактивного излучения.
Схема счетчика Гейгера-Мюллера:
1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди внутри колбы); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить)
Рассмотренная конструкция счетчика Гейгера-Мюллера является типовой. Но существуют другие исполнения датчика, например, с металлической колбой взамен стеклянной. При этом принцип работы датчика остается прежним.
Видео с принципом работы счетчика Гейгера-Мюллера:
Какой дозиметр выбрать
Чтобы определиться какой дозиметр выбрать, нужно понять, кокой вид радиации для человека представляет опасность и что желательно контролировать в повседневной жизни.
Если вы не хотите тратиться на покупку дорогого прибора, то можно приобрести дозиметр-радиометр, измеряющий бета и гамма излучение. Это неплохое начало и возможно поможет вам избежать серьезных проблем со здоровьем. Такой прибор отлично подойдет для измерения общего радиационного фона в помещении и вне его. С помощью данного дозиметра можно проверить на безопасность продукты питания, строительные материалы, автомобиль и любые другие бытовые вещи.
При выборе дозиметра следует обратить внимание на следующие характеристики:
Остальные характеристики дозиметра влияют на его удобство эксплуатации, внешний вид и выбираются исходя из личных предпочтений.
Для чего нужно покупать дозиметр?
Для чего нужно приобритать дозиметр в бытовых целях, каждый решает сам.
В качестве информации к размышлению, можно посмотреть сюжет любительской видео съемки в городе Крансодаре, который является одним из самых безопасносных городов России в отношении экологической обстановки. В простом лесном массиве, безобидные на вид предметы (7-я минута видео), излучают радиацию в миллионы раз превышающие безопасную норму. Находясь даже незначительное время в подобной зоне, можно получить дозу, которая с большой вероятностью приведет к крайне негативным последствиям для организма. К сожалению далеко не всегда, возле подобных объектов установлены занки «опасно радиация». Всему виной халатность и безответственность. Поэтому даже прогуливаясь в каком либо месте (фактически любом), человек может и не подозревать, что подвергается мощному радиационному воздействию. А потом удивляться, откуда берутся различные проблемы со здоровьем.
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.
Радиация. Часть 2: Средства и методы измерения
В статье «Радиация. Часть 1. Радиоактивность и радиационный фон.» мы рассмотрели природу радиации — что такое радиация (ионизирующее излучение) и радиоактивность, понятие радионуклидов и периода полураспада, влияние радиации на организм человека, и немного рассказали о радиоактивных предметах вокруг нас.
Далее разговор пойдёт о средствах и методах измерения радиации, радиоактивности и радиационного фона.
Что измеряет и чего не измеряет дозиметр?
Дозиметр измеряет мощность дозы ионизирующего излучения непосредственно в том месте, где он находится. Основное предназначение бытового дозиметра — измерение мощности дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверка тем самым на радиоактивность подозрительных предметов. Однако скорее всего, Вам удастся заметить только достаточно серьезные повышения мощности дозы.
Поэтому индивидуальный дозиметр поможет прежде всего тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС (как правило, все эти места хорошо известны).
Кроме того, такой прибор может быть полезен в незнакомой удаленной от цивилизации местности (на пример при сборе ягод и грибов в достаточно «диких» местах), при выборе места для строительства дома, для предварительной проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве. В этих случаях полезен он будет только при весьма существенных радиоактивных загрязнениях. Не очень сильные, но тем не менее небезопасные загрязнения бытовым дозиметром обнаружить очень трудно.
Относительно возможности проверять с помощью бытового дозиметра соответствие радиационных параметров установленным нормам можно сказать следующее: дозовые показатели (мощность дозы в помещениях, мощность дозы на местности) для отдельных точек проверить можно, однако бытовым дозиметром очень трудно обследовать все помещение и добиться уверенности в том, что не пропущен локальный источник радиоактивности.
Почти бесполезно пытаться измерять радиоактивность продуктов питания или стройматериалов с помощью бытового дозиметра. Дозиметр способен выявить разве что очень сильно загрязненные продукты или строительные материалы, содержание радиоактивности в которых в десятки раз превосходит допустимые нормы. Для продуктов и строительных материалов нормируется не мощность дозы, а содержание радионуклидов, а дозиметр принципиально не позволяет измерять этот параметр.
Как правильно пользоваться дозиметром?
Следует пользоваться дозиметром в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией.
Также необходимо учитывать, что при любых измерениях радиации присутствует естественный радиационный фон. Поэтому сначала выполняют измерение дозиметром уровня фона, характерного для данного участка местности (на достаточном удалении от предполагаемого источника радиации), после чего выполняют измерения уже в присутствии предполагаемого источника радиации. Наличие устойчивого превышения над уровнем фона может свидетельствовать об обнаружении радиоактивности.
В том, что показания дозиметра в квартире больше в 1,5 — 2 раза, чем на улице, нет ничего необычного. Кроме того, необходимо учитывать, что при измерениях на «уровне фона» в одном и том же месте прибор может показать, например, 8, 15 и 10 мкР/час. Поэтому для получения достоверного результата рекомендуют провести несколько измерений и затем вычислить среднее арифметическое. В нашем примере среднее составит (8+15+10)/3 = 11 мкР/час.
Какие бывают дозиметры?
В продаже можно встретить как бытовые, так и профессиональные дозиметры. Последние имеют целый ряд принципиальных преимуществ. Однако, эти приборы весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра), а ситуации, когда эти преимущества могут быть реализованы, крайне редки в быту. Поэтому приобретать надо бытовой дозиметр.
Особо следует сказать о радиометрах для измерения активности радона: хотя они бывают только в профессиональном исполнении, но их использование в быту может быть оправданным.
Подавляющее большинство дозиметров являются прямопоказывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямопоказывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение — индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно-опасных объектах и в медицине. Поскольку провести перезарядку такого дозиметра или считать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры, его нельзя использовать для принятия оперативных решений.
Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение предустановленного изготовителем нормативного уровня радиации по принципу «да-нет» и благодаря этому просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 — 2 раза. Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.
Бытовые дозиметры в основном различаются по следующим параметрам:
Что делать, если дозиметр зашкаливает или его показания необычно большие?
Если же вы уверены, что обнаружили источник или участок радиоактивного загрязнения, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не следует пытаться самостоятельно избавиться от него (выбросить, закопать или спрятать). Следует как-то обозначить место своей находки, и обязательно сообщить о ней службам (например, МосНПО «Радон» в Москве), в чьи обязанности входит обнаружение, идентификация и захоронение бесхозных радиоактивных источников. Читайте также: