Захист Вітчизни. Профільний рівень. 11 клас. Фука

§ 69. Вимірювач потужності дози ДП-5В

Принцип дії дозиметричних приладів.

Прилади, призначені для виявлення і вимірювання радіоактивного випромінювання, називають дозиметричними (іл. 69.1). Їх основними елементами є приймальний пристрій (1), підсилювач іонізаційного струму (2), вимірювальний прилад (3), перетворювач струму (4), джерело живлення (5).

Іл. 69.1. Блок-схема ДП: 1 — приймальний пристрій; 2 — підсилювач іонізаційного струму; 3 — вимірювальний прилад; 4 — перетворювач струму; 5 — джерело живлення

Іл. 69.2. Іонізаційна камера: 1 — випромінювання; 2 — іонізаційна камера; 3 — напрям струму; 4 — гальванометр

Приймальний пристрій складається з іонізаційної камери або газорозрядного лічильника. Іонізаційна камера — це заповнений повітрям замкнутий простір з двома ізольованими один від одного електродами: корпус камери вкрито зсередини шаром струмопровідної речовини. Цей шар разом з осердям є позитивним електродом камери, а негативним — металеве кільце, вихід з якого — через ізолятор. До електродів камери надходить напруга від джерела постійного струму, тому між її електродами виникає електричне поле. Під дією йонізуючого випромінювання деякі молекули повітря втрачають електрони і стають позитивно зарядженими іонами. Йони й електрони під впливом електричного поля переміщуються, і в ланцюгу камери виникає іонізуючий струм (іл. 69.2). Величина цього струму пропорційна величині радіоактивного випромінювання.

Іл. 69.3. Газорозрядний лічильник

Іл. 69.4. Верхня панель приладу ДП-5В

Газорозрядний лічильник — це порожнистий металевий циліндр, що слугує катодом; його заповнено сумішшю інертних газів з невеликою кількістю галогенів. Анодом є металева нитка, натягнена всередині циліндра і з'єднана з позитивним полюсом джерела живлення. Виводи анода і катода зроблені через ізолятори, розташовані в торцях корпусу лічильника. На відміну від іонізаційних камер, газорозрядні лічильники працюють у режимі ударної іонізації (іл. 69.3).

Іонізуючі випромінювання, потрапивши в лічильник, утворюють у ньому первинні електрони і позитивні йони; електрони під дією електричного поля переміщуються до анода лічильника і, здобувши кінетичну енергію, самі вибивають електрони з атомів газового середовища. Це явище й називається ударною йонізацією. Вибиті вторинні електрони також розганяються і разом з первинними підсилюють ударну йонізацію. Якщо у лічильник потрапляє хоча б одна частка йонізуючого випромінювання, це викликає утворення лавини вільних електронів і проявляється появою електричного струму.

Вимірювач потужності дози ДП-5В (радіометр-рентгенометр) (іл. 69.4) призначений для: • виявлення радіоактивного випромінювання; • вимірювання рівня гамма-радіації на місцевості та радіоактивного зараження поверхні різних предметів за гамма-випромінюванням; • виявлення бета-випромінювання.

Діапазон вимірювання приладу від 0,05 мр/год до 200 p/год. Прилад має шість піддіапазонів (табл. 69.1).

Живлення приладу здійснюється від трьох елементів живлення типу А-336.

Основні його частини: головні телефони; футляр з кришкою; тумблер освітлювання шкали мікроамперметра; шкали вимірювань мікроамперметра; кнопка скидання показника мікроамперметра; перемикач піддіапазонів; кабель; блок детектування (зонд); подовжувальна штанга. Комплект елементів живлення забезпечує безперервну роботу протягом 70 год. Живлення приладу здійснюється від зовнішнього джерела постійного струму напругою 12 В або 24 В. Для цього використовують розподілювач напруги. Маса приладу з елементами живлення — 3,2 кг.

Таблиця 69.1

Піддіапазон

Положення ручки перемикача

Шкала

Одиниця вимірювання

Межа вимірювання

І

х 200

0-200

Р/год

5-200

II

х 1000

0-5

мР/год

500-5000

III

х 100

0-5

мР/год

50-500

IV

x 10

0-5

мР/год

5-50

V

х 1

0-5

мР/год

0,5-5

VI

х 0,1

0-5

мР/год

0,05-0,5

Підготовка приладу до роботи. • Установити ручку перемикача піддіапазонів у положення 0. • Під'єднати джерело живлення. • Поставити ручку перемикача піддіапазонів у положення «Контроль режиму», навпроти чорного трикутника. Стрілка приладу має встановитись у контрольному секторі. Якщо стрілка не відхиляється або не встановлюється, необхідно перевірити справність елементів живлення. Прилад перевіряється контрольним джерелом бета-випромінювання, прикріпленим у заглибленні на поворотному екрані блока детектування.

Щоб перевірити справність приладу, потрібно: під'єднати телефон; • установити екран блока детектування в положення «К»; • послідовно встановити ручку перемикача діапазонів у положення «x1000», «x100», «x10», «x1», «x0,1». При цьому стрілка мікроамперметра в положеннях «x1000», «x100» (2 і 3 піддіапазони) не відхиляється через недостатню активність контрольного елемента; у положеннях «x1»,«x0,1» стрілка має зашкалювати. Потріскування в телефоні має бути відчутним на всіх піддіапазонах, окрім першого. На діапазоні «x10» необхідно зняти показники приладу та зіставити їх із записом у паспорті. У випадку, коли різниця не перевищуватиме 30%, то похибка становить у межах норми — приладом можна користуватися; • повернути екран блока детектування в положення «Г»; • поставити ручку перемикача підіапазонів у положення «Контроль режиму», блок детектування закріпити на подовжувальній штанзі — прилад до роботи готовий.

Іл. 69.5. Радіаційна розвідка

Іл. 69.6. Вимірювання радіоактивного забруднення: а — автомобіля: б — води

Вимірюючи рівні радіації за гамма-випромінюванням на місцевості, зонд утримуйте на висоті 0,7-1,0 м від поверхні землі (іл. 69.5): вимірюючи радіоактивне зараження поверхні різних предметів або води за гамма-випромінюванням, блок детектування піднесіть до поверхні предмета (тіла людини, поверхні води) на відстань 1-1,5 см або занурте у воду (іл. 69.6). Перемикач піддіапазонів послідовно встановлювати у всіх положеннях, починаючи з першого.

Виявлення бета-випромінювання: • роботу з приладом виконують згідно з вказівками для вимірювання радіоактивного зараження поверхні за гамма-випромінюванням; • отримавши відхилення стрілки мікроамперметра, екран блока детектування поставте в положення «Б»; • збільшення показів приладу на одному піддіапазоні, порівняно з гамма-випромінюванням, показує наявність бета-випромінювання на досліджуваній поверхні.

Іл. 69.7. Вимірювач потужності доз ІМД-5

Іл. 69.8. Радіометр бета-, гамма-випромінювання «Прип’ять»

Іл. 69.9. Дозиметр-радіометр універсальний МКС-У (модернізований рентгенометр ДП-5В)

Іл. 69.10 «Терра» (МКС-05)

Іл. 69.11 «Пошук» (МКС-07)

Приладами ДП-5В оснащені підрозділи ЗСУ. Аналогом його, приладом ІМД-5 (іл. 69.7), забезпечені сили ЦЗ об'єктів господарського комплексу.

Сучасніший прилад радіометр бета-, гамма-випромінювання «Прип'ять» призначений для контролю радіаційної обстановки в місцях проживання та роботи (іл. 69.8). Він вимірює такі показники: величину гамма-фону; забруднення радіоактивними речовинами житлових та виробничих приміщень, будівель та споруд, предметів побуту, одягу, території, поверхні ґрунту, транспортних засобів; вміст радіоактивних речовин у продуктах харчування.

Українські науковці створили прилади, у яких об'єднані функції радіометра і дозиметра, що збільшує їх можливості: дозиметр-радіометр універсальний МКС-У (іл. 69.9), «Терра» (МКС-05) (іл. 69.10), «Пошук» (МКС-07) (іл. 69.11).

  • 1. Які методи виявлення і вимірювання іонізуючого випромінювання?
  • 2. Який принцип дії дозиметричних приладів?
  • 3. Призначення, склад та порядок роботи з вимірювачем потужності дози (рентгенометром) ДП-5В.