МЧС РОССИИ УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ КАФЕДРА

МЧС РОССИИ УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ КАФЕДРА ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ Тема 4: Занятие 1: Средства радиационной защиты Приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля Цели занятия: - сформировать представление о методах регистрации и измерения качественных характеристик ионизирующих излучений; - показать и объяснить порядок работы с приборами радиационной разведки; - показать и объяснить порядок работы с приборами дозиметрического контроля.

1 учебный вопрос: Принципы обнаружения ионизирующих излучений

Инструментальные измерения ИИ дозиметрические радиометрические спектрометрические измерения тех характеристик ИИ и их взаимодействия со средой, которыми определяются радиационные эффекты в облучаемых объектах живой и неживой природы: дозы и мощности доз ИИ, а также поток, плотность и флюенс (перенос) энергии излучения. Определение в радиоактивных источниках активности радионуклидов, а также потока, плотности потока и флюенса испускаемых источниками ионизирующих частиц Измерения функции распределения некоторой величины по какому-либо параметру. В области ионизирующих излучений посредством спектрометрических измерений определяется их распределение по энергиям гаммаквантов, бета-частиц и др.

Обнаружение радиоактивных веществ основывается на способности радиоактивного излучения воздействовать на вещество среды, в которой это излучение распространяется. Для обнаружения и измерения ИИ используются основные методы: - ионизационный; - люминесцентный (сцинтилляционный, радиофотолюминесцентный и радиотермолюминесцентный); - химический.

ИОНИЗАЦИОННЫЙ основан на ионизации (из нейтральных атомов и молекул образуются ионы–частицы) газов (и полупроводников) в изолированном объеме под воздействием ИИ. Если в облучаемом объеме создать электрическое поле, то под воздействием сил этого поля электроны, имеющие отрицательный заряд, будут перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы – к катоду, т. е. между электродами будет проходить электрический ток, называемый ионизационным током. Чем больше интенсивность, а, следовательно, и ионизирующая способность ИИ, тем выше сила ионизационного тока, а так же амплитуда, длительность и частота следования импульсов этого тока. Это дает возможность, измеряя силу ионизационного тока, определить интенсивность ИИ.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ основан на измерении светосуммы или интенсивности световых вспышек, возникающих под действием излучений в веществе при возвращении единичных возбужденных атомов и молекул или их ассоциаций в основное состояние. Явления радиолюминесценции можно разделить на: • быстрые, нестимулированные процессы, используемые для определения интенсивности излучения, его спектрометрии и т. п. (сцинтилляционный метод); • остаточные, стимулированные процессы (радиофотолюминесценция и радиотермолюминесценция), используемые для измерения дозы, флюенса и других величин.

ХИМИЧЕСКИЙ основан на определении химических изменений (как следствие, изменении цвета), происходящих в веществах при их облучении. Хлороформ при облучении распадается с образованием соляной кислоты, которая, накопившись в определенном количестве, воздействует на индикатор, добавленный в хлороформ. Интенсивность окрашивания индикатора зависит от количества кислоты, образовавшейся под воздействием радиоактивного излучения, а количество образовавшейся соляной кислоты пропорционально дозе облучения.

Другие методы: - колориметрический (основан на преобразовании энергии ИИ при поглощении средой в тепло); - фотографический (основан на свойстве ионизирующего излучения воздействовать на чувствительный слой фотоматериалов аналогично видимому свету); - применение органических полимерных пленок в качестве трековых детекторов, обладающих избирательной чувствительностью к нейтронам; - метод измерения заряда (каждая заряженная частица имеет определенный электрический заряд и при движении в вакууме создает ток определенной величины, который может быть измерен электрометрическим способом); - радиодефекционный (наблюдают вызываемые частицами в веществе); - и др. повреждения (дефекты),

2 учебный вопрос: Средства измерения ионизирующих излучений

Группы средств измерения ИИ: I. Средства (приборы) радиационной разведки и наблюдения служат для обнаружения р/а заражения (загрязнения) и выявления фактической радиационной обстановки на местности и в атмосфере с целью своевременного оповещения о радиационной опасности, прогнозирования возможных радиационных потерь и организации радиационной защиты населения. Основная измеряемая величина – мощность дозы γ-излучения. Дополнительные: спектральные энергетические характеристики, необходимые для определения спада во времени активности и мощности дозы γ-излучения на радиоактивно зараженной местности.

II. Средства (приборы) контроля облучения служат для количественного определения уровня воздействия ИИ на людей с целью определения радиационных потерь, оценки боеспособности (трудоспособности) по радиационному фактору и первичной диагностики степени тяжести лучевых поражений. Основная измеряемая величина – поглощенная доза излучения.

III. Средства (приборы) контроля радиоактивного заражения (загрязнения) служат для определения уровня р/а заражения (загрязнения) кожных покровов и обмундирования личного состава, вооружения и техники, продовольствия, воды и фуража с целью оценки степени радиационной опасности, контроля качества проведения дезактивации и обеспечения радиационной безопасности. Основные измеряемые величины: поверхностная и удельная активность, мощность дозы γ-излучения и плотность потока α- и β-излучений с зараженных (загрязненных) объектов. Дополнительные: спектральные характеристики излучений для определения возраста и идентификации радиоактивных продуктов заражения (загрязнения).

Три класса средств измерения ИИ (в зависимости от вида физических величин): I. Дозиметрические приборы (дозиметры). II. Радиометрические приборы (радиометры). III. Спектрометрические приборы (спектрометры). Многие приборы являются универсальными и используются для проведения комплексных измерений, например, дозиметрических и радиометрических, радиометрических и спектрометрических и т. п.

В зависимости от способа использования средства измерения: I. Носимые (измерители мощности дозы, дозиметры) для ведения радиационной разведки и наблюдения в интересах подразделений в указанных командиром районах, а также контроля загрязнения различных объектов для ведения дозиметрического контроля облучения, заражения

В зависимости от способа использования средства измерения: II. Стационарные (измерители мощности дозы, индикаторы-сигнализаторы, измерительные устройства к ИД, радиометрические лаборатории) для ведения постоянного радиационного наблюдения на пунктах управления, местах несения службы дежурной смены и суточного наряда для ведения дозиметрического контроля облучения людей

В зависимости от способа использования средства измерения: III. Бортовые (измерители мощности дозы) для ведения наземной радиационной разведки районов (маршрутов) и наблюдения в этих районах на машинах РХ разведки

РСМ 41 -02 Передвижная радиометрическая лаборатория «Эксперт М» ПРЛ

В зависимости от способа использования средства измерения: IV. Авиационные (измерители мощности дозы) для ведения воздушной радиационной разведки районов (маршрутов) с помощью вертолетов, самолетов, беспилотных (БПЛА) и дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА) ИМД-35 ИМД-31

ИМД-35 МИ-24 рхб ИМД-31

3 учебный вопрос: Приборы радиационной разведки и наблюдения

Радиометр – рентгенметр ДП-5 В (Измеритель мощности дозы ИМД-5) предназначен для измерения уровня γ-радиации, радиоактивной зараженности различных объектов по гамма излучению, а также для обнаружении β-излучения. Тип - переносной Диапазон измерений прибора от 0, 05 м. Р/ч до 200 Р/ч Погрешность прибора – 30%. Питание: - 3 элемента КБ-1 (2 батареи А-343) на 40 часов работы; - АКБ напряжением 3, 6, 12 В. Масса прибора – 2, 8 кг.

Подготовка ИМД-5 к работе

1 2 3 Органы управления на панели прибора: 1 – переключатель поддиапазонов; 2 – кнопка «Сброс» ; 3 – кнопка освещения

1 2 2 Подключение питания к прибору: 1 - батарей с соблюдением полярности; 2 - колодки удлинительного шнура для питания от АКБ (после удаления поддона батарей)

При проверке питания в режиме «Контроль» (экран зонда и переключатель – в положении Δ) стрелка прибора должна находиться в пределах закрашенного сектора

При проверке работоспособности прибора последовательно производится переключение поддиапазонов с предварительным нажатием кнопки «Сброс» . При этом: 1 - в поддиапазонах х1000 и х100 стрелка слегка отклоняется от « 0» , в наушниках слабо слышны отдельные щелчки (1) 2 - в поддиапазоне х10 стрелка выходит на середину шкалы, в наушниках отчетливо слышен треск (2) - в поддиапазонах х1 и х0, 1 стрелка зашкаливает, в наушниках треск становится сплошным и сильным (3) 3

2 1 Для измерения уровня гамма-фона, а также измерения мощности дозы грунта и объектов (Y + n) экран зонда ставится в положение Y (1) и подносится к объекту замера «лицевой» частью на 1 -1, 5 см, а переключатель поддиапазонов – в положение « 200» (2)

При этом показания снимаются по нижней шкале в рентгенах (радах) в час в диапазоне от 0 до 200. В данном случае прибор показывает мощность дозы 27 -28 р/час.

При отсутствии показаний после нажатия кнопки «Сброс» переключатель последовательно ставится в положение «х1000» - «х0, 1» . Показания снимаются по верхней шкале в миллирентгенах (миллирадах) в час. При этом величина показания умножается на множитель поддиапазона. В данном случае прибор показывает 2, 9. Мощность дозы будет составлять: в диапазоне «х1000» - 2, 9 х1000=2900 мр/ч в диапазоне «х100» - 2, 9 х100=290 мр/ч и т. п.

Для измерений мощности дозы по β-загрязненности экран зонда ставится в положение «β» и все действия производятся аналогично.

Измеритель мощности доз ИМД-1 Предназначен для измерения в полевых условиях, рассеянном дневном свете и в темноте мощности поглощенной дозы γизлучения и обнаружения β-излучения. Тип прибора - переносной, бортовой, стационарный. - диапазон измерений - от 0, 01 м. Р/ч - 999 Р/ч; - вес прибора с элементами питания – 1, 8 кг; - время измерения – не более 15 секунд; - питание измерителя - осуществляется от четырех элементов А-343, от бортовой сети постоянного тока или аккумуляторов с напряжением от 10, 8 до 30 В и от сети переменного тока с напряжением 220 В с частотой 50 Гц.

Измеритель мощности дозы ИМД-2 (ИМД-2 С) Прямопоказывающий микропроцессорный переносной прибор, предназначенный для: - измерения мощности поглощенной дозы γ-излучения; - контроля радиационного фона и радиоактивной загрязненности веществ и предметов. Диапазон измерения поглощенной дозы – 10 мк рад/час – 1000 рад/час; Время срабатывания – не более 8 секунд; Питание – 4 батареи типа А 434 (блок питания 220 В); Время непрерывной работы от одного комплекта батарей – 100 часов

Бытовые дозиметры

4 учебный вопрос: Приборы дозиметрического контроля

Дозиметры могут быть прямопоказывающими – показания можно снять непосредственно с прибора одномоментно; непрямопоказывающими – показания снимаются только с помощью специального измерительного прибора

Принципиальное устройство прямопоказывающих дозиметров с оптической системой снятия показаний 1 – окуляр; 2 – шкала; 3 – корпус; 4 – подвижная платиновая нить; 5 – внутренний электрод; 6 – конденсатор; 7 – защитная оправа; 8 – стекло; 9 – ионизационная камера; 10 – объектив; 11 – держатель; 12 – верхняя пробка.

Комплект измерителей дозы ИД – 1 предназначен для измерения поглощенных доз гамма - и смешанного гамма – нейтронного излучения - диапазон измерения – от 20 до 500 рад тип дозиметра – прямопоказывающий вес дозиметра – 40 грамм вес комплекта – 2 кг В комплект прибора входят: • 10 измерителей дозы ИД – 1; • зарядное устройство 3 Д – 6

2 1 1 Для зарядки дозиметра необходимо с помощью трехгранного ключа на ручке зарядного устройства (1) выкрутить защитный колпачок на противоположной окуляру стороне корпуса, затем поместить дозиметр этой стороной в гнездо (3).

Повернуть зеркало так, чтобы отраженный им свет фонаря или солнца попал в объектив дозиметра, и, контролируя положение вертикальной нити визуально, поворотом ручки пьезоэлемента выгнать нить на « 0» . После этого извлечь дозиметр из гнезда и поставить на место защитный колпачок.

Индивидуальный дозиметр гамма и нейтронного излучения ИД-0, 2 (ДК-0, 2) позволяет измерять накопленную поглощенную дозу Диапазон измерения поглощенной дозы гамма излучения: 20… 200 мрад Масса дозиметра : 32 г Габариты дозиметра: 19 х 110 мм

Индивидуальный измеритель дозы ИД – 11 (в комплекте с измерительным устройством ГО – 32, УИ-14) предназначен для индивидуального контроля гамма-нейтронного облучения личного состава - диапазон измерения от 10 до 1500 рентген (рад) тип дозиметра – не прямопоказывающий вес дозиметра – 10 грамм вес измерительного устройства ГО-32 – 18 кг - питание устройства ГО-32 – сеть переменного тока 127/220 в.

Устройство дозиметра ИД-11 3 4 2 1 1 – внешний вид дозиметра; 2 – пластина алюмофосфатного стекла, активизированного серебром; 3 – держатель; 4 - корпус.

Измерительный прибор ГО-32 2 2 1 1 1 – дозиметр ИД-11; 2 – измерительный прибор ГО-32

Комплект измерителей поглощенной дозы гамма-излучения ИД-14 индивидуальных радиофотолюминесцентных с измерительными устройствами УИ– 14 и УО– 14. Измерительное устройство УИ-14 обеспечивает возможность снятия показаний не менее чем со 120 измерителей дозы ИД-14 (ИД-11) в час. Устройство отжига УО-14 применяется для стирания информации об измеренных дозах индивидуальных дозиметров ИД-14 и ИД-11.

Дозиметр индивидуальный ДКГ-05 Д Детекторы кремниевые полупроводниковые Диапазон измерения: дозы Hp(10) 0, 001 — 1, 5· 104 м. Зв мощности дозы Hp(10) 0, 0001 — 1· 104 м. Зв/ч Диапазон энергий 0, 05 — 3, 0 Мэ. В Звуковая и световая сигнализация: превышения порогов по дозе превышения порогов по мощности дозы превышения пределов измерения разряда элементов питания

Индивидуальный химический измеритель дозы ДП – 70 МП (в комплекте с полевым колориметром ПК-56) предназначен для регистрации поглощенной дозы гамма – нейтронного излучения • Метод регистрации - химический • Тип дозиметра – непрямопоказывающий • Обеспечивает измерение дозы облучения в диапазоне от 50 до 800 рад • Вес дозиметра ДП-70 - 40 грамм • Вес колориметра ПК-56 - 1, 4 кг

Задание на самоподготовку Знать: • методы регистрации и измерения ионизирующих излучений; • предназначение, принципиальное устройство и принцип действия приборов радиационной разведки и дозиметрического контроля, стоящих на вооружении подразделений ГПС; Уметь: • Готовить приборы к работе, проверять их работоспособность; • Проводить измерения с помощью приборов радиационной разведки и дозиметрического контроля Литература: А. Р. Заец. Современное оружие и защита от него. Учебное пособие. – Екатеринбург, Уральский институт ГПС МЧС России, 2006. Защита от оружия массового поражения. Библиотека офицера. Под ред. В. В. Мясникова. М. : Военное издательство, 1989. – 398 с. Симанович В. К. Радиационная и химическая защита в ЧС. Учебное пособие. – Екатеринбург, Уральский институт ГПС МЧС России, 2010.