ГЛАВА 4
ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ
11. ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ
Для обнаружения радиоактивных веществ и их излучений, а также для измерения излучений в полевых условиях применяют ионизационный метод, основанный на том, что ядерные излучения превращают нейтральные молекулы и атомы любого вещества в ионы — частицы, несущие положительный или отрицательный заряд. Поэтому ядерные излучения нередко называют ионизирующими. Чем интенсивнее излучение, тем быстрее происходит превращение молекул и атомов в ионы. В электрическом поле ионы, несущие электрический заряд, являются переносчиками электрического тока. Измеряя силу тока, можно определить уровень радиации и степень радиоактивного заражения.
На этом принципе основано действие воспринимающих устройств большинства дозиметрических приборов: ионизационных камер и газоразрядных счетчиков.
Ионизационная камера (рис. 25) представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, в котором помещены положительный и отрицательный электроды.
К электродам подается напряжение от источника постоянного тока, и между ними возникает электрическое поле. При отсутствии ионизирующих излучений тока в цепи камеры нет, так как воздух является изолятором. Под воздействием излучений часть молекул воздуха превращается в ионы. В электрическом поле ионы перемещаются: положительные—к отрицательному электроду, отрицательные (электроны) к положительному электроду. В цепи возникает ионизационный электрический ток, по силе которого определяют интенсивность излучений.
Рис. 25. Принцип работы ионизационной камеры:
1 — отрицательный электрод; 2 — положительный электрод;
3 — ионизационная камера; 4 — гальванометр; 5 — батарея
Газоразрядный счетчик работает по тому же принципу, что и ионизационная камера, но обладает более высокой чувствительностью. В счетчике первичные электроны, освободившиеся под воздействием ионизирующих излучений, приобретают кинетическую энергию и сами выбивают электроны из других атомов газовой среды. Таким образом, даже одна частица ионизирующих излучений вызывает целую лавину свободных электронов.
Характеристика приборов для измерения доз излучения, уровней радиации и степени радиоактивного заражения приведена в табл. 3.
Таблица З
Характеристика дозиметрических приборов
Для измерения доз излучения, уровней радиации и степени радиоактивного заражения используются различные типы дозиметрических приборов (рис. 26).
Индикатор радиоактивности ДП-63-А (рис. 27) применяется для обнаружения радиоактивного заражениям ориентировочного измерения уровней радиации от 0,1 до 1,5 Р/ч. Этот диапазон в свою очередь включает два поддиапазона: первый от 0,1 до 1,5 Р/ч и второй — от 1,5 до 50 Р/ч. Прибор питается от двух элементов, обеспечивающих непрерывность его работы в течение 50 ч. Масса прибора не превышает 1,2 кг.
Для подготовки прибора к работе вставляют элементы в отсек питания и плотно
Рис. 26. Принципиальная схема устройства дозиметрических приборов:
1 — воспринимающее устройство; 2 — усилитель ионизационного тока;
3 — измерительный прибор;4 — преобразователь напряжения; 5 — источник питания
Для измерения доз излучения, уровней радиации и степени радиоактивного заражения используются различные типы дозиметрических приборов (рис. 26).
Индикатор радиоактивности ДП-63-А (рис. 27) применяется для обнаружения радиоактивного заражениям ориентировочного измерения уровней радиации от 0,1 до 1,5 Р/ч. Этот диапазон в свою очередь включает два поддиапазона: первый от 0,1 до 1,5 Р/ч и второй — от 1,5 до 50 Р/ч. Прибор питается от двух элементов, обеспечивающих непрерывность его работы в течение 50 ч. Масса прибора не превышает 1,2 кг.
Для подготовки прибора к работе вставляют элементы в отсек питания и плотно прижимают крышку винтами. Стрелку прибора корректором с помощью отвертки устанавливают на «0» нижней шкалы. Источники питания проверяют одновременным нажатием кнопок обоих поддиапазонов. Если при этом стрелка отклонится правее отметки «10 Р/ч», источники питания исправны. Готовность прибора к работе проверяют на незараженной местности.
При нажатии на кнопку «1,5 Р/ч» стрелка должна отклониться на отметку «0» верхней шкалы (в пределах черного сектора).
Для измерения уровней радиации гамма-излучений прибор должен находиться на высоте 0,7—1,0 м от поверхности земли (на
Рис. 27. Индикатор радиоактивности ДП-63-А:
1 — микроамперметр; 2, 3 — кнопки поддиапазонов; 4 — крышка отсека питания
уровне пояса). Сначала нажимают кнопку «50 Р/ч» и ведут отсчет по нижней шкале. Если стрелка отклонится незначительно, отпускают кнопку «50 Р/ч» и, нажав кнопку «1,5 Р/ч», ведут отсчет по верхней шкале.
Наличие бета-излучений определяют на поддиазоне «1,5 Р/ч» на расстоянии 20—30 см от обследуемой поверхности. Проводят два замера: сначала определяют уровень радиации гамма-излучения, затем, одновременно нажимая кнопку первого поддиапазона и кнопку на стенке корпуса, определяют суммарный уровень радиации гамма- и бета-излучений. Разность между двумя замерами покажет интенсивность бета-излучения.
Рентгенметр ДП-2, заключенный в водонепроницаемый корпус (рис. 28), предназначен для измерения уровней радиации от 0 до 200 Р/ч (первый поддиапазон — от 0 до 2 Р/ч, второй — от 0 до 20 Р/ч, третий — от 0 до 200 Р/ч). Прибор питается от одного элемента, обеспечивающего непрерывность его работы в течение 60 ч. Для подсветки шкалы используют другой элемент. Масса прибора около 3,5 кг.
Для подготовки прибора к работе нужно поставить переключатель в положение «Выкл.», подключить питание, поставить переключатель в положение «Контр нуля» и ручкой «Установка нуля»
Рис. 29. Радиометр-рентгенметр ДП-5А: 1 — кнопка сброса; 2 — ручка режима;
3— микроамперметр; 4 — контрольный препарат;
5 — тумблер подсвета; 6 — переключатель поддиапазонов; 7 — экран зонда
Рис. 28. Рентгенметр ДП-2:
1 — микроамперметр; 2 — крышка отсека питания; 3 — ручка установки нуля;
4 — кнопка «препарат»; 5 — переключатель поддиапазонов; 6 — кнопка «Подсвет»
совместить стрелку с нулевой отметкой шкалы. Для проверки работоспособности прибора переключатель устанавливают в положение «2» и нажимают кнопку «Препарат». При этом стрелка должна отклониться до деления, указанного в формуляре. При измерении уровней радиации прибор должен находиться на высоте ,0,7— 1,0 м от поверхности земли. Переключатель ставят в положение «2», и стрелка показывает уровень радиации. При зашкаливании стрелки измерения проводят на поддиапазоне «20» или «200».
Радиометр-рентгенметр ДП-5А (рис. 29) представляет собой универсальный прибор, позволяющий измерять как уровни радиации на местности, так и степень радиоактивного заражения людей, животных, оборудования, транспорта, продовольствия, воды и различных предметов. Диапазон измерений разделен на шесть поддиапазонов.
Характеристика поддиапазонов радиометра - рентгенметра ДП-5А приведена в табл. 4.
Показания отсчитывают по нижней (на первом поддиапазоне) или верхней (на остальных диапазонах) шкале и умножают на соответствующий коэффициент поддиапазона (Х1000, Х100 и т. д.).
Прибор имеет звуковую индикацию, которая прослушивается с помощью головных телефонов. Питается прибор от двух элементов.
Таблица 4
Характеристика поддиапазонов радиометра-рентгенметра ДП-5А
обеспечивающих его непрерывную работу в течение 40 ч. Еще один элемент используется для подсветки шкалы. Масса прибора 2,1 кг.
Для подготовки прибора к работе устанавливают корректором нуль микроамперметра, поворачивают ручку «Режим» против часовой стрелки до упора, выключают переключатель и устанавливают в отсек питания три элемента. Затем, переведя переключатель в положение «Реж.», ручкой «Режим» устанавливают стрелку на треугольную отметку (стрелка не должна выходить за пределы зачерненной дуги). Чтобы проверить работоспособность прибора, переводят экран зонда в положение «Б» и устанавливают его на фиксаторах у открытого контрольного препарата. На поддиапазонах «ХОД» и «X1» стрелка должна зашкаливать, а на поддиапазоне «X10» — отклоняться. При этом в головных телефонах должны прослушиваться щелчки. Показания прибора на четвертом поддиапазоне сравнивают с данными формуляра.
Измерение уровней радиации до 5 Р/ч проводят на втором поддиапазоне (Х1000), а свыше 5 Р/ч — на первом поддиапазоне. Зонд с экраном в положении «Г» укладывают в футляр. Сам прибор должен находиться на высоте 0,7—1,0 м от поверхности земли.
Для измерения степени радиоактивного заражения людей, промышленного оборудования, транспорта, продовольствия, воды и различных предметов зонд вынимают из футляра и крепят на удлинительной штанге. Перед измерением экран зонда устанавливают в положении «Г» и, отойдя на 15—20 м от объекта измерения, на высоте 0,7—1 м от земли определяют величину гамма-фона, создаваемого радиоактивным заражением местности. Переключатель ставят на поддиапазон «Х1000». Затем зонд с экраном в положении «Г» подносят к зараженной поверхности на 1,0—1,5 см и по щелчкам в телефонах и показаниям микроамперметра определяют место максимального заражения. Показания снимают по верхней шкале, умножая их на 1000. Из показаний необходимо вычесть величину гамма-фона. Если на этом поддиапазоне прибор не дает показаний, переключатель последовательно переводят на третий, четвертый, пятый и шестой поддиапазоны.
Для обнаружения бета-излучений экран зонда ставят в положение «Б» и переключатель последовательно переводят в положение «Х0,1», «X1», «X10» и т. д. до отклонения стрелки в пределах шкалы.
При измерении степени заражения техники и оборудования в первую очередь обследуют места, к которым непосредственно прикасаются люди.
Для измерения степени заражения жидкостей или сыпучих продуктов берут пробу объемом 1,5—10 л. Зонд держат параллельно поверхности на расстоянии 0,5—1,0 см.
Радиометр ДП-12 (рис. 30) предназначен для измерения степени радиоактивного заражения по гамма-излучению от 1 до 125 мР/ч и по бета-излучению от 1 до 5 000 000 расп/мин см2. Диапазон измерений разделен на 5 поддиапазонов, которым соответствуют пять цветных шкал. Характеристика поддиапазонов радиометра ДП-12 приведена в табл. 5.
Для перехода с одного поддиапазона на другой поворачивают переключатель и экран зонда. Звуковая индикация прослушивается в головных телефонах. Прибор питается от двух элементов, обеспечивающих его непрерывную работу в течение 75 ч. Масса прибора не более 5 кг.
Рис. 30. Радиометр ДП-12:
экран зонда; 2 — ручка регулятора напряжения накала;
3 — ручка регулятора анодного напряжения
Таблица 5
Характеристика поддиапазонов радиометра ДП-12
Для подготовки прибора к работе подключают источники питания, переводят переключатель в правое положение и поочередно ручками «Накал» и «Анод» устанавливают стрелку на отметку «Р». Первый признак нормальной работы прибора — щелчки в телефонах. Более точно работоспособность прибора проверяют контрольным препаратом. Измерения проводятся в основном так же, как и радиометром-рентгенметром ДП-5А. При измерении степени радиоактивного заражения по гамма-излучению экран зонда ставят в положение «Г», при сильном бета-заражении — в положение «Б2», при слабом бета-заражении — в положение «Б».
Дозиметрические приборы хранят без источников питания в сухих отапливаемых помещениях, в удалении от нагревательных приборов. В процессе эксплуатации приборы оберегают от дождя, снега, грязи и пыли, от ударов и сотрясений.
После окончания работы с приборами проводят их повседневное техническое обслуживание, включающее обеззараживание, проверку готовности к работе, отключение источников питания и восстановление поврежденной окраски.