Радиобиология
|
Скачать 1.73 Mb.
|
|
Тема 5. Радиационный фон и его составляющие Определение радиационного фона и его компоненты. Естественный радиационный фон и его источники. Техногенно измененный естественный радиационный фон и его источники. Искусственный радиационный фон. Радиационный фон (РФ) образован излучением от рассеянных в биосфере естественных и искусственных по происхождению радионуклидов. Поэтому он является интегральным понятием, включая в себя естественный радиационный фон (ЕРФ), техногенно измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) и искусственный радиационный фон (ИРФ). РФ = ЕРФ + ТИЕРФ + ИРФ Согласно действующему Закону РФ «О радиационной безопасности населения» естественный радиационный фон – это доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Периоды полураспада многих из них приближаются к возрасту Земли. В свою очередь, техногенно измененный ЕРФ образован излучением от естественных радионуклидов, претерпевших изменения в результате деятельности человека и использования энергии атома в мирных целях. Например, излучения от естественных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли различными полезными ископаемыми (минеральные удобрения, каменный уголь, мрамор, гранит и т.д.) или излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды. Кроме этого, существует искусственный радиационный фон, созданный излучением искусственных, то есть полученных человеком, радионуклидов. Прибор СРП-68-01 (сцинтилляционный геологоразведочный приибор) предназначен для поиска залежей радиоактивных руд по их γ-излучению, для радиометрической съемки местности, радиометрического контроля карьеров и горных выработок и обнаружения радиоактивного загрязнения.  Рисунок 20 - Прибор СРП-68-01 с одним из элементов питания к нему Данный измерительный прибор используются как радиометр для контроля внешней среды, различных химических веществ и продукции сельского хозяйства. Прибор СРП-68-01 герметичен и сохраняет работоспособность в интервале температур от –20 до +50°C при относительной влажности воздуха до 90% (при температуре +30°C). В настоящее время дозиметр-радиометр СРП-68-01 нашел широкое применение в дозиметрии, радиометрии, ветеринарии и медицине. Он позволяет измерять мощность экспозиционной дозы в пределах от 0 до 3000 мкР/ч, а также измерять экспресс-методом радиоактивность продукции в пределах от 0 до 10000 Бк. Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения разделен на следующие поддиапазоны: от 0 до 30 мкР/ч от 0 до 100 мкР/ч от 0 до 300 мкР/ч от 0 до 1000 мкР/ч от 0 до 3000 мкР/ч Диапазон измерения радиоактивности, в свою очередь, разбит на следующие поддиапазоны: от 0 до 100 с–1 (распадов в сек; Бк) от 0 до 300 с–1 от 0 до 1000 с–1 от 0 до 3000 с–1 от 0 до 10000 с–1 (распадов в сек; Бк) Электропитание прибора осуществляется от девяти элементов типа «343» (R14, size C). Принцип и порядок работы прибора Конструктивно прибор состоит из пульта РПГ4-01 со стрелочным индикатором и блока детектирования БДГ4-01, соединенных между собой кабелем. Принцип работы прибора основан на преобразовании γ-квантов излучения в электрические импульсы при помощи сцинтилляционного детектора NaI размером 30×25 мм и фотоэлектронного умножителя ФЭУ-85 с последующим измерением их параметров. Перед началом работы необходимо проверить электропитание прибора переводом переключателя режима работы в положение «БАТ». По показанию стрелочного прибора определяют напряжение источников питания (батареек), которое должно быть в пределах от 6,5 до 15 В. Если оно менее 6,5 В, то необходимо произвести замену элементов питания. Сами измерения могут быть начаты не менее, чем через 1 мин. после включения прибора. Время измерения (в сек) устанавливается с помощью переключателя режима работы в положение «2,5» или «5». В последнем варианте повышается точность измерений, хотя при этом несколько возрастает и инерционность прибора. Проверить исправность работы прибора по контрольному радиоактивному источнику в следующей последовательности: - снять крышку с контрольного источника и резиновый колпачок с блока детектирования; - с помощью держателя присоединить контрольный источник к блоку детектирования прибора, ориентируя метку на корпусе блока детектирования к контрольному источнику; - установить необходимый диапазон с помощью переключателя пределов измерений и записать показание прибора, которое должно соответствовать паспортному значению (470 мкР/ч); - отсоединить контрольный источник от блока детектирования и проконтролировать уровень фона в месте проведения измерений; - присоединить вновь контрольный источник к блоку детектирования прибора и снять показания, которые не должны уменьшиться более, чем на 10% в сравнении с первым измерением. После проверки готовности прибора измерения проводят в следующей последовательности: - поместить блок детектирования в контрольную зону; - установить необходимый диапазон (в мкР/ч) переключателем пределов измерений таким образом, чтобы показания прибора были не менее 30% полной шкалы. Показания прибора по верхней шкале стрелочного прибора (число делений) в режиме дозиметрии (или радиометрии) необходимо умножить на цену одного деления. Ее можно определить путем деления значения поддиапазона измерения на 100. Дозиметр-радиометр ДРБП-03 предназначен для измерения мощности эквивалентной дозы (далее МЭД), эквивалентной дозы фотонного ионизирующего (рентгеновского и γ) излучения (далее ЭД) и плотности потока α- и β-частиц. Дозиметры-радиометры применяются для оперативного дозиметрического контроля радиационной обстановки, при составлении радиационных карт местности и исследовании радиационных аномалий, для обнаружения загрязнения одежды, стен, полов и др. Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха от –20 до +50°С; - относительная влажность воздуха до 95% при 35°С; - атмосферное давление 84 - 106,7 кПа;  - допускается использование в помещениях с плохой освещенностью и в темноте.Рисунок 21 - Внешний вид дозиметра-радиометра ДРБП-03 Устройство и принцип работы Управление работой дозиметра-радиометра осуществляется при помощи восьмикнопочной клавиатуры, расположенной на передней панели пульта прибора. Дозиметр-радиометр ДРБП-03 конструктивно выполнен в виде базового блока в металлическом корпусе со встроенными детекторами и набора сменных выносных блоков детектирования. Все детекторы представляют собой газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера с системой фильтров и экранов. Измерение мощности эквивалентной дозы ионизирующего фотонного излучения, плотности потока α- и β-излучения основано на измерении скорости счета импульсов, поступающих в счетную схему прибора от газоразрядных детекторов. Измерение эквивалентной дозы ионизирующего фотонного излучения основано на подсчете импульсов. Подключение блоков детектирования к пульту осуществляется при помощи гибкого кабеля, имеющего разъем. При этом при подключении блока детектирования прибор можно переключить в режим работы с этим блоком. Для электропитания прибора используется батарея или аккумулятор напряжением 9 В. При напряжении ниже 7 В, на индикаторе отображается знак «V». В этом случае элемент питания необходимо заменить (зарядить аккумулятор). Прибор комплектуется 4-мя детекторами: 1) СБМ-32 встроен в пульт и предназначен для измерения МЭД гамма-излучения в мкЗв/ч; 2) CИ-34ГМ также встроен в пульт и служит для измерения мощности ЭД в мкЗв/ч и мЗв/ч; 3) выносной блок детектирования БДГ-01 имеет вид цилиндра и предназначен для измерения МЭД в мкЗв/ч; 4) выносной блок детектирования БДБА-02, имеющий вид рукоятки, присоединенной под углом к усеченному конусу; служит для измерения плотности потока α- и β-частиц с 1 см2 поверхностей за сек. В таблице 10 приведены значения диапазонов измерения прибора при использовании различных детекторов. Таблица 10 – Диапазоны измерения дозиметра-радиометра ДРБП-03 при работе с различными блоками детектирования
Функциональные возможности клавиатуры управления работой прибора ДРБП-03 представлены в таблице 11. Таблица 11 – Функциональные возможности клавиатуры
Выбор детектора осуществляется нажатием кнопки 6 («КАНАЛ»). Определить выбираемый детектор можно по соответствующим символам на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ) прибора (см. табл. 11). Внимание! В дозиметрах-радиометрах имеются цепи с высоким напряжением 400 В, поэтому все операции с открытым корпусом следует производить при выключенном приборе. Это же условие следует соблюдать при подключении или отключении блоков детектирования. Таблица 12 – Соответствие каналов измерениям на ЖКИ
Примечание. Выбор 3-го и 4-го каналов возможен только после подключения соответствующего блока детектирования.  Рисунок 22 - Внешний вид передней панели пульта ДРБП-03 Подготовка дозиметра-радиометра к работе и ее порядок 1. Подготовка к работе 1. Установите элемент питания (батарею или аккумулятор) в батарейный отсек. 2. Проверка работы детекторов Включите дозиметр-радиометр, нажав кнопку 1 (рис. 22). Пульт автоматически перейдет в режим счета по каналу 1 (табл. 11). Счет по всем каналам измерения происходит следующим образом: на индикаторе появятся цифры «00,00» и символы, соответствующие каналу измерения (табл. 11), и начнется счет, сопровождающийся звуковыми сигналами, пропорциональными скорости счета. На индикаторе каждые 0,5 сек будет появляться текущее среднее значение МЭД. По окончании измерения прозвучит звуковой сигнал длительностью 1 секунда, и результат отобразится на табло прибора. Затем результат измерения обновляется и т.д. При превышении скорости счета 104 с-1 время измерения сокращается. 3. Просмотр накопленной эквивалентной дозы Для просмотра накопленной эквивалентной дозы (далее дозы) в режиме измерения по любому каналу нажмите кнопку 3 («ДОЗА»). На индикаторе появится значение накопленной эквивалентной дозы, ее размерность «mSv» и символы «γ2», «D». Для выхода из режима просмотра дозы повторно нажмите кнопку 3 («ДОЗА»). 4. Проведение измерений Для встроенных детекторов: направьте дозиметр-радиометр в сторону предполагаемого источника излучения (геометрический центр детекторов помечен крестом) и произведите измерения. Для выносных блоков детектирования: 1) БДГ-01 – подсоедините детектор к прибору, поместите детектор в область предполагаемого источника и произведите измерения. На индикаторе в соответствии с каналом должны появиться символы «μSv/h» и «γ1»; 2) БДБА-02 – подключите блок детектирования к прибору, выберите соответствующий канал (α- или β-излучения). Наденьте сплошную крышку-фильтр на блок. Выберите канал измерения 3. На индикаторе в соответствии с каналом должны появиться символы «cm-2s-1» «A» или «β». Поместите выносной блок на исследуемую поверхность и произведите несколько измерений фона датчика. Смените крышку-фильтр и проведите несколько измерений в тех же геометрических условиях. Измерения необходимо проводить при расположении датчика вплотную к исследуемой поверхности. Вычислите плотность потока α-излучения по формуле: Рα = РΣ - Рф, где РΣ - среднее арифметическое значение измерений, произведенных открытым датчиком; Рф - среднее арифметическое значение фона датчика (при сплошной крышке). Вычислите плотность потока β-излучения по формуле: Рβ = РΣ - Рф, где РΣ - среднее арифметическое значение фона датчика (при сплошной крышке); Рф - среднее арифметическое значение измерений, произведенных открытым датчиком. Для просмотра ЭД, находясь в режиме измерения по каналам достаточно нажать кнопку 3 («ДОЗА», см. рис. 22). На индикаторе появится значение эквивалентной дозы, ее размерность «mSv» и символы «γ2», «D». Для выхода из режима просмотра дозы повторно нажмите кнопку 3 («ДОЗА»). Значение измеренной дозы сохраняется в запоминающем устройстве, причем последующие измерения будут добавляться к этому значению и сохраняться вплоть до замены источника питания или сброса кнопкой 7 («СБРОС»). Прибор имеет в своей конструкции микропроцессор и встроенную память, в связи с чем возможно выполнение ряда дополнительных функций. 5. Работа с дополнительными функциями 5.1. Установка порогов тревожной сигнализации: - выберите необходимый канал; - нажмите кнопку 5 («ПОРОГ»); - нажимая кнопки со стрелками (3, 5, 6, 8), установите новое значение порога тревожной сигнализации; - подтвердите установку нового значения нажатием кнопки 4 («ВВОД»), после чего новое значение запишется в память прибора, удалив предыдущее. Когда устанавливаемое значение превышает заданный порог, при его индикации включится тревожная сигнализация в виде двухтональной сирены. Если до нажатия кнопки «ВВОД» нажать на кнопку 7 («СБРОС»), то прибор выйдет из режима установки порога с сохранением предыдущего значения. 5.2. Режим «ПОИСК» Для быстрой оценки радиационной обстановки предусмотрен режим ускоренных измерений («ПОИСК»). При этом время измерений сокращается до 4 сек. Для включения (выключения) этого режима, находясь в режиме измерения по каналам, нажмите: - кнопку 8 («F») и на индикаторе появится надпись «Func»; - затем кнопку 4 («ПОИСК») и на индикаторе замигает символ «S»; - для выхода из режима функций вновь нажмите кнопку 8 («F»). 5.3. Режим «ЭКОНОМ» Этот режим предусмотрен для уменьшения потребления тока и отключения звуков кроме сигнализации превышения порога для данного канала или дозы, а на индикаторе сохраняются последние показания в течение времени измерения. Далее они заменяются на следующие. Для включения или выключения этого режима последовательно нажмите: - кнопку 8 («F»); - кнопку 7 («ЭКОНОМ»). На индикаторе дополнительно появится символ «Е»; - и для выхода из режима «ЭКОНОМ» кнопку 8 («F»). 5.4. Вычисление средней арифметической измеряемой величины Для удобства обработки результатов измерения предусмотрена функция вычисления среднего арифметического значения измеряемой величины и среднеквадратичного отклонения σn-1 (далее СКО) для каждого канала измерения. Выберите канал измерения. Во время индикации измеренной величины нажмите кнопку 4 «ВВОД». Индицируемое значение будет записано в память прибора. Аналогично произведите нужное количество запоминаний (1 - 99). Для индикации среднего арифметического значения нажмите кнопку 8 («F»). Для индикации среднего арифметического значения нажмите: - кнопку 8 («F»); - кнопку 6 («X»). При этом отобразится число произведенных измерений в виде «n = XX»; - кнопку 6 («X»). Отображается среднеарифметическое значение произведенных измерений; - вновь кнопку 6 («X»). Отобразится СКО от 1 до 999% в виде «cXXX». Если СКО > 999, то полученный результат недостоверен; - далее кнопку 8 («F») – выйти из режима просмотра (с сохранением полученного результата); - кнопку 7 («СБРОС») - для выхода из режима вычисления среднего арифметического значения измеряемой величины и СКО. При этом полученные ранее результаты не сохраняются. Внимание! Данная функция работает только в рамках одного канала измерения, и при переходе на другой канал измерения среднее значение фоновых измерений обнуляется. 5.5. Измерения с вычитанием фоновых значений Для удобства работы с блоками детектирования, при которой требуется учитывать при измерении фоновые значения (собственные или внешние), предусмотрена функция работы с вычитанием среднего арифметического значения фоновых измерений при работе на одном канале. Выберите канал измерения и нажмите: - кнопку 8 («F»). Если режим фона включен, то дополнительно к сообщению замигает знак размерности для данного канала измерения; - кнопку 3 («ФОН»). Запуск нового измерения фона. На индикаторе появится число измерений в виде «n = XX»). Нажимая кнопки со стрелками (3, 5, 6, 8), установите необходимое количество измерений. Нажатие кнопки 7 установит предыдущее число измерений. На индикаторе в течение времени автоматического измерения фоновых значений зафиксируется символ «Fon». Время измерения будет равно времени измерения по каналу, умноженное на число установленных измерений. По окончании измерения появится среднее значение фона, мигающее во всех разрядах. Процесс автоматического измерения можно прервать нажатием кнопки 8 («F»). - кнопку 4 («ВВОД»). На индикаторе будут отображаться только те импульсы, которые насчитывают свыше среднего арифметического значения фона измерений. Внимание! Данная функция работает только в рамках одного канала измерения, и среднее значение фоновых измерений обнуляется при переходе на другой канал измерения. ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные дополнительные сервисные функции могут использоваться совместно, то есть одновременно. 6. Особенности эксплуатации 6.1. При измерении плотности потока α- и β-излучения следует помнить о том, что повреждение защитной пленки детектора «Бета-2» (блок детектирования БДБА-02) может вывести детектор из строя. 6.2. В случае появления на табло индикатора знака «V» (разряд батареи) измерения могут проводиться с учетом того, что точность измерения может существенно уменьшиться. 6.3. Не допускать падения прибора с высоты более 0,5 м. 6.4. В приборе предусмотрена возможность подключения внешних головных телефонов сопротивлением 32 Ом к разъему типа КМ 14, размещенного в нижней части прибора. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||