Дозиметры-радиометры: описание и принцип работы

Оглавление

Как защититься от радиации в домашних условиях

Как же защититься от радиации в доме? Самый весомый вклад в радиацию жилья вносит газ радон. Напоминаем, что это касается прежде всего первых и подвальных этажей. Особенно если эти помещения были закрыты некоторое время (отпуск, командировка их обитателей). Тяжёлый газ, не имеющий запаха и цвета, проникает в помещение из земных недр и строительных материалов. Скапливаясь в помещениях, он способен нанести значительное ионизирующее воздействие на организм. Согласно статистике, именно попадание радона в органы дыхания на втором месте после курения среди причин, вызывающих онкологические заболевания. Неужели мы безоружны и беззащитны перед лицом этой опасности? Конечно, нет. Способы защиты от радиации дома достаточно просты.

Регулярное и тщательное проветривание квартиры поможет избежать накопления радона.
Хорошая изоляция фундамента здания от земли, своевременная заливка образующихся трещин в подвальном помещении замедлит процесс его проникновения в жилые комнаты.
Кипячение воды из артезианских скважин удалит растворенный в ней газ.
Выбирая материалы для строительства, проверьте сертификаты качества и регион их добычи.
Позаботьтесь о соблюдении норм радиационной безопасности всех электроприборов, находящихся в вашем пользовании.
Без сожаления расстаньтесь с раритетными вещами, являющимися источниками радиации.

Наличие радиации вокруг нас — это реальность нашего времени. И от нас зависит, как и где мы узнаем о превышение её нормы в собственном доме — посмотрев на шкалу дозиметра или в кабинете врача. Отмахиваться от этой проблемы бессмысленно. Тем более что, превышение радиационного фона прежде всего сказывается на детях.

Советы по выбору

Перед тем, как выбрать дозиметр, следует решить, с какой именно целью он будет использоваться. Определить повышенный радиационный фон сможет любая из вышеперечисленных моделей. Если это единственная задача, выбор дозиметра можно основывать исключительно на стоимости.

Существует еще одна классификация приборов, по типу их работы. Перед покупкой полезно знать, какой дозиметр будет соответствовать поставленным задачам.

Беспороговые индикаторы с низкой чувствительностью — таким дозиметром можно определить наличие радиоактивного фона от какого-либо предмета, но не более того.
Сигнализаторы – это те же индикаторы, но с пороговыми значениями, о которых дозиметр информирует звуковым или вибро-сигналом (например, Нейва-ИР-001).
Измерители оснащают более чувствительными и точными датчиками радиации. Они предоставляют пользователям подробную информацию о зарегистрированных изменениях излучения. Это оптимальный дозиметр для измерения радиоактивности предметов, например, МКС-03СА можно использовать для исследования строительных материалов или ювелирных изделий.
Устройства поиска используют для обнаружения источников радиации. Они не так точны, как измерители, но очень чувствительны к любым изменениям фона. В качестве детектора, как правило, в них используют сцинтилляционные кристаллы. Говоря простым языком, они на расстоянии улавливают радиацию, а колебания позволят определить направление к источнику. Сцинтилляционные дозиметры реагируют на гамма-излучения, в редких случаях – на «высокую бету».
Спектрометры – это более сложная техника, помимо источника излучения они способны определить тип изотопа, вызвавшего повышение уровня радиации. Приборы такого уровня дороже бытовых раз в 10, взять, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.

Обращайте внимание на верхний порог измерений — его рекомендованное значение от 10 000 мкР/ч. Приборы с малым верхним значением могут просто не определить высокий уровень излучения, при этом индикатор либо вообще его не регистрирует, либо в разы занижает реальные показатели, что крайне опасно для человека

Если выбор стоит между СБМ-20 и торцевым слюдяным датчиком – выбирайте второе, во-первых, они более чувствительны, а во-вторых, способны регистрировать «мягкое бета-излучение». Единственный их недостаток – хрупкость, обращаться с ними нужно аккуратно, исключая резкие перепады давления, удары, вибрации, пары от жидкостей или соприкосновение со слюдой.

Сцинтилляторные «поисковики» в бытовых условиях требуется крайне редко

Если такая необходимость есть, нужно обратить внимание на размер сцинтилляционного кристалла: чем он больше, тем чувствительней прибор

Откажитесь от приобретения списанных военных дозиметров, выбирать нужно среди современных моделей. В лучшем случае – прибор не будет работать, в худшем – может быть опасным. Различные вариации с пин-диодами или приложения для смартфонов имеют некое реальное основание на звание «дозиметр», но на практике они бесполезны.

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

Назначение для ношения индивидуальных дозиметров дается работникам, имеющим дело с рентгеновскими аппаратами, флуороскопическими установками. Также их должны использовать лица, работающие в промышленных зонах.

Дозиметры радиации устанавливают самостоятельно в радиоактивных средах для отслеживания среднего количества выделяемого излучения, но чаще всего их носят исследователи, обслуживающий персонал и другие должностные лица, работающие с радиацией или вокруг нее. Сотрудники многих кафедр университета носят их с собой, как и сотрудники атомных электростанций и некоторых больниц. Пациенты химиотерапии часто их используют во время лечения, чтобы гарантировать, что количество радиации, которой они подвергаются, остается в полезном диапазоне, а не входит в потенциально смертельный.

Что такое ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение может находиться в окружающем нас пространстве на протяжении всей жизни. Появление в атмосфере таких частиц является следствием как естественных процессов, так и искусственных, созданных руками человека. Максимально повышенные дозы ионизирующего излучения и смертельную дозу радиации человек может получить по причине радиоактивных аварий или взрывов на АЭС, а также по причине ядерных атак или космических катаклизмов. Повышенный уровень ионизирующих веществ в атмосфере определенной области, и смертельная доза радиации для человека в рентгенах считается радиационным загрязнением, опасным для человеческого проживания или нахождения в этой зоне.

Нормы радиации согласно СанПин

В соответствии с СанПиНом 2.6.1.2523-09, эффективная доза облучения естественными источниками излучения любых работников, в т. ч. медперсонала, не должна составлять более 5 мЗв в год в производственных условиях (любые типы профессий и производств).

Если говорить о конкретных нормах радиации, то усредненные показатели радиационных факторов в течение 12 месяцев, которые соответствуют при монофактором воздействии дозе в 5 мЗв при длительности рабочего процесса 2000 часов/год, примерной скорости дыхания 1,2 кубометра/час, условии радиоактивного равновесия радионуклидов ториевого и уранового рядов в пыли, составляют:

удельная активность на производстве тория 232 (пребывающего в радиоактивном равновесии с членами ряда) – 27/f, кБк/кг.;
ЭРОАtn в воздухе – 68 Бк/кубометр;
мощность эффективной дозы γ-излучения – 2,5 мкЗв/час;
ЭРОАFn в воздухе – 310 Бк/кубометр;
удельная активность на производстве урана 238 (пребывающего в радиоактивном равновесии с членами ряда) – 27/f, кБк/кг.

Данные нормы радиации весьма условны, потому что многое будет зависеть от конкретных производственных условий, специфики сферы деятельности и других факторов.

Космическое излучение

Космическое излучение — это поток элементарных частиц, излучаемых космическими объектами в результате их жизни или при взрывах звезд.

Источником космического излучения в основном являются взрывы «сверхновых», а также различные пульсары, черные дыры и другие объекты вселенной, в недрах которых идут термоядерные реакции. Благодаря непостижимо большим расстояниям до ближайших звезд, которые являются источниками космического излучения, происходит рассеивание космического излучения в пространстве и поэтому падает интенсивность (плотность) космического излучения. Проходя расстояния в тысячи световых лет, на своем пути космическое излучение взаимодействует с атомами межзвездного пространства, в основном это атомы водорода, и в процессе взаимодействия теряют часть своей энергии и меняют свое направление. Несмотря на это, до нашей планеты все равно со всех сторон доходит космическое излучений невероятно высоких энергий.

Космическое излучение состоит:

на 87% из протонов (протонное излучение)
на 12% из ядер атомов гелия (альфа излучение)
Оставшийся 1 % — это различные ядра атомов более тяжелых элементов, которые образовались при взрыве звезд, в ее недрах, за мгновение до взрыва
Так же в космическом излучении присутствуют в очень небольшом объеме — электроны, позитроны, фотоны и нейтрино

Все это продукты термоядерного синтеза происходящего в недрах звезд или последствия взрыва звезд.

Свой вклад в космическое излучение вносит ближайшая к нам звезда — Солнце. Энергия излучения от Солнца на несколько порядков ниже, чем энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса. Но плотность солнечной радиации выше плотности космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

Состав излучения от солнца (солнечная радиация) отличается от основного космического излучения и состоит:

на 99% из протонов (протонное излучение)
на 1 % из ядер атомов гелия (альфа излучение)

Все это продукты термоядерного синтеза проходящего в недрах Солнца.

Как мы видим, космическое излучение состоит из наиболее опасных видов радиоактивного излучения — это протонное и альфа излучение.

Если Земля не обладала бы газовой атмосферой и магнитным полем, то шансов у биологических видов на выживание просто бы не было

Но благодаря магнитному полю Земли, большая часть космического излучения отклоняется магнитным полем и просто огибает Земную атмосферу проходя мимо. Оставшаяся часть космического излучения, проходя сквозь атмосферу Земли, взаимодействуя с атомами газов атмосферы, теряет свою энергию. В результате множественных атомных взаимодействий и превращений до поверхности Земли вместо космического излучения, состоящего из протонного и альфа излучения, доходят потоки менее опасных и обладающими на порядки меньшими энергиями — это потоки электронов, фотонов и мюонов.

Что получаем в итоге?

В итоге, космическое излучение проходя защитные механизмы Земли, не только теряет почти всю свою энергию, но и претерпевает физическое изменение в процессе ядерного взаимодействия с газами атмосферы, превращаясь в фактически безопасное, обладающее низкой энергией излучение в виде электронов (бета излучение), фотонов (гамма излучение)и мюонов.

В пункте 9.1 МУ 2.6.1.1088-02 указано нормативное значение эквивалентной дозы радиации получаемой человеком от космического излучения, это

0,4 мЗв/год или

400 мкЗв/год или

0,046 мкЗв/час

Солнечная постоянная

Существует теория, что жизнь на нашей планете появилась благодаря солнечной радиации. Единицы измерения излучения от звезды – калории и ватты, деленные на единицу времени. Так было решено потому, что величина радиации от Солнца определяется по количеству тепла, которое получают объекты, и интенсивности, с которой оно поступает. До Земли доходит всего половина миллионной доли от общего количества выбрасываемой энергии.

Радиация от звезд распространяется в космосе со скоростью света и в нашу атмосферу попадет в виде лучей. Спектр этого излучения довольно широкий – от «белого шума», то есть радиоволн, до рентгеновских лучей. Частицы, которые тоже попадают вместе с излучением, – это протоны, но иногда могут быть и электроны (если выброс энергии был большим).

Излучение, получаемое от Солнца, является движущей силой всех живых процессов на планете. Количество получаемой нами энергии зависит от времени года, положения звезды над горизонтом и прозрачности атмосферы.

Нормы согласно СанПин

Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.

Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.

Обязательно оценивается зараженность стройматериалов: уран, торий, калий в сумме должны составлять не более 370 Бк/кг. Оценивается и участок под строительство (промышленное, индивидуальное): гамма-лучи у земли – не больше 0,3 мкЗв/ч, радон – не больше 80 мБк/кв.м*с.

Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.

Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.

Бананы содержат калий-40. Однако, чтобы получить количество, которое будет опасно, необходимо употребить в пищу миллионы этих продуктов.

Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы). Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием

Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.

Дозиметры гамма-излучения

Основная цель его состоит в том, чтобы точно измерить накопленную дозу облучения, которую носитель получил при ношении дозиметра. Дозиметры — это приборы, предназначенные для измерения излучения. Они оборудованы фильтром, обеспечивающим эффективность уровня замеров по всему диапазону: гамма, альфа, бета и нейтронное излучение. Большинство электронных персональных дозиметров измеряют только гамма-излучение, поскольку оно является наиболее распространённым и наиболее вероятным видом радиационного облучения.

Дозиметры выпускаются в нескольких формах: от одноразовых плёночных значков до электронных пейджеров. Электронные версии, иногда называемые электронными личными дозиметрами (EPD), часто имеют и другие функции, которые накладываются друг на друга с характеристиками персональных детекторов излучения. В этом случае время их отклика часто намного медленнее, чем у детекторов. EPD используют трубки Гейгера — Мюллера или кремниевые датчики для обнаружения излучения.

Что измеряет дозиметр в форме нагрудного значка, использующих радиочувствительную плёнку? Когда излучение попадает на значок, он взаимодействует с фильтром и определяет общую дозу облучения. В результате счётное устройство плёнки не может быть прочитано напрямую, и информация отправляется на специальный прибор для считывания и определения полученной дозы.

Виды радиационного излучения

Радиация может быть нескольких различных видов, каждый из которых характеризуется собственными поражающими факторами. Радиационный фон, который присутствует на Земле, подразделяется на естественный (имеющий природное происхождение) и искусственный (имеющий техногенное происхождение). Так, любой человек постоянно находится в поле того или иного источника радиации.

Реакция ядерного распада широко применяется для получения энергии. На её основе построены все АЭС. Ядерное топливо обладает поразительной эффективностью и энергоёмкостью. Так, чтобы нагреть 100 тонн воды, потребуется радиоактивный изотоп массой всего лишь 1 г.

Радиационные волны подразделяются на:

альфа-волны;
бета-волны;
гамма-волны;
нейтронное излучение.

Альфа-излучение возникает при ядерном распаде тяжёлых химических элементов, среди которых уран, радий, торий и прочие. Их зона поражения ограничена небольшим расстоянием, считаемым от места возникновения: в воздухе — примерно 8−10 см, в биологических средах — всего лишь 0,01−0,05 мм.

Альфа-волны не могут проникнуть даже сквозь лист обыкновенной бумаги и клетки ороговевшего эпителия. Однако если частицы всё же попадут в человеческих организм, например, посредством участков кожи с нарушенной целостностью покровов или через ротовую полость, то, проникнув в кровяное русло, они разнесутся по всему организму и осядут преимущественно в эндокринных железах и лимфатических узлах, что приведёт к внутреннему отравлению, тяжесть которого будет зависеть от полученной дозы.

Бета-излучение представляет собой поток электронов при ядерном распаде радиоактивных элементов. Бета-частицы способны проникать в человеческих организм на расстояние до 20 см. Бета-излучение нашло широкое применение в лучевой терапии при лечении онкологических заболеваний.

Нейтронное излучение — поток электрически нейтральных частиц. Для него характерны наибольшая сила и глубина проникновения. Данные волны применяются в качестве ускорителя других частиц в научных целях на промышленных предприятиях, а также в различных лабораторных исследованиях.

Читать также Чем вредны для здоровья лучи инфракрасных обогревателей

Гамма-излучение также обладает достаточно высокой проникающей способностью. Оно не несёт в себе заряженных частиц и, следовательно, не попадает под действие магнитных и электрических полей. Применяется в следующих областях:

Медицина: лучевая терапия.
Пищевая промышленность: консервирование.
Отрасль космической промышленности.
Геофизические исследования.

Гамма-частицы способны вызывать острую лучевую болезнь (ОЛБ) при единичных больших дозах облучения, и хроническую — при длительном воздействии ионизирующего фактора.

Опасность радиации

Альфа, бета и гамма частицы способны нанести непоправимый вред здоровью, поэтому при приемке квартиры нужно проверять уровень излучения. Радиация поступает в организм через кожу, через дыхательные пути, через пищу. Пагубное влияние излучения зависит от интенсивности выделения радиоактивных лучей, а также от времени, в течение которого человек находился под ее воздействием.

Если уровень радиации не превысил допустимый, ничего страшного не произойдет. Если же он оказался выше, последствия могут быть самыми разными, начиная от нарушения обмена веществ и заканчивая сильнейшими ожогами и онкологией.

Радиационное излучение может исходить от следующих источников:

мебель;
стройматериалы;
гранитные изделия;
компасы;
часы;
санузел;
посуда;
бытовая техника;
гранитные изделия.

Как работает прибор для измерения радиоактивности

Самым востребованным и популярным устройством для измерения радиации является счетчик Гейгера, по названию которого становится понятно о его основателе. Прибор создал немецкий физик Ганс Гейгер в 1908 году совместно с еще одним ученым по имени Эрнст Резерфорд. Спустя два десятилетия физик возобновил изобретение счетчика, доработав его с физиком Мюллером. Агрегату уже больше века, но его популярность не падает и в современном мире.

Основной компонент устройства – это герметичный баллон из стекла или металла, который наполнен аргоном и неоном. Дополнительно в эту емкость добавляют два электрода. Радиоизлучение распространяется волновыми частицами. При попадании малейшей частицы в датчик, смесь из газа начинает ионизироваться, газовые атомы подзаряжаются и могут светиться от этого. Весь процесс контролируется прибором.

Датчик фиксирует данный процесс. Для регистрации точного количества радиоактивных компонентов ионизация гасится искусственным методом за считаные секунды. Счетчик издает щелчки при нахождении радиоактивных частиц. Уровень излучения можно измерить и иными способами. Помимо датчика, применяются сцинтилляционные кристаллы, которые позволяют найти определенные вещества по характерному излучению.

Как происходит заражение радиацией

Заражение радиацией возможно в любое время. Выделяют два варианта попадания вредных элементов в живые ткани.

Способы:

Ядерный взрыв. Радиоактивные частицы распространяются по воздуху, выделяются из облака взрыва и образуются путем распада гамма-лучей. Возникает неблагоприятное воздействие на растения, людей и животных.
Заражение возможно при возникновении аварий на предприятиях и утечке радиоактивных веществ. В зависимости от серьезности катастрофы, говорят о тяжести поражения человека.

Заражение радиацией приводит к разным сбоям в работе органов человека. У пострадавшего начинают проявляться разные заболевания, страдает иммунная система.

Правильный выбор дозиметра

Снизить негативное влияние нитратов, примесей в воде, углекислого газа, радиации и электромагнитных волн помогут специальные устройства. Например, дозиметр.

Если задумались над тем, какую модель выбрать, стоит знать на какие критерии нужно обратить внимание:

Назначение — для промышленных целей или бытовых.
Улавливающий блок. Он встраивается в корпус изделия, но иногда может устанавливаться отдельно. Последние используют в профессиональных дозиметрах.
Время измерения. Для активных передвижений подойдет устройство, которое более быстро работает и выдает информацию в течение 20-40 секунд. Такая модель будет стоить дороже.
Точность измерений. Самыми лучшими являются профессиональные устройства, они измеряют уровень радиации быстро и точно. Стоимость относительно высокая. Из бытовых лучше пороговый. Он дает конкретные данные.
Верхняя величина измерений должна быть не ниже 10 000 мкР/ч.
Количество датчиков. Хорошо, если модель содержит 2 и более. Это позволит измерять разные типы излучений.

Некоторые модели оснащены встроенной памятью, пыле- и влагозащитой корпуса, режимом экономии батареи и Bluetooth. Это дополнительный функционал, который не влияет на работу дозиметра радиации, но значительно упрощает пользование устройством.

Мобильный индикатор GQ Electronics

Очень портативное маленькое устройство GQ GMC — 300E — Plus, обладает прочным балансом между функциями и ценой. Обеспечивает повышенное качество измерений, имеет новые дополнения, включая передний индикатор и порт аудиоданных, полезный для подключения к стороннему устройству. Он предназначен для повышения мобильности и удобства.

Устройство оснащено встроенной аккумуляторной батареей, которая работает длительное время и может заряжаться через настенный адаптер или автомобильное зарядное устройство. Одним из преимуществ является хороший большой шрифт текста дисплея, хороший способ визуализации изменений. Возможности обнаружения этого счётчика Гейгера огромны. Устройство идеально подходит для контроля уровней излучения, поскольку оно достаточно чувствительно. Ключевая особенность:

Хорошая графика.
USB — соединение.
Высококонтрастный чёрно-белый ЖК — модуль.
Автоматическая фиксация замеров.
Часы реального времени.

Рентген

Единица измерения радиации рентген тоже не является системной, хоть и используется повсеместно для обозначения экспозиционной дозы полученного гамма-излучения. Один рентген равен такой дозе излучения, при которой один кубический сантиметр воздуха при стандартном атмосферном давлении и нулевой температуре несет в себе заряд, равный 3,3*(10*-10). Это равно двум миллионам пар ионов.

Несмотря на то, что по законодательству РФ большинство внесистемных единиц использовать запрещено, рентген используется в маркировке дозиметров. Но и они скоро перестанут использоваться, так как более практичным оказалось записывать и вычислять все в греях и зивертах.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.

Топ-10 лучших бытовых дозиметров радиации