Дозиметр - Википедия - Dosimeter

А дозиметр радиации это устройство, которое измеряет доза освоение внешних ионизирующего излучения. Его надевает человек, за которым ведется наблюдение, когда он используется в качестве личного дозиметра, и является записью полученной дозы облучения. Современное электронные дозиметры индивидуальные может обеспечивать непрерывное считывание кумулятивной дозы и текущей мощности дозы, а также может предупреждать пользователя звуковым сигналом, когда указанная мощность дозы или кумулятивная доза превышены. Другие дозиметры, такие как термолюминесцентные или пленочные, после использования требуют обработки для определения полученной кумулятивной дозы и не могут давать текущие показания дозы при ношении.

Дозиметры индивидуальные

Пример размещения дозиметра «на все тело»

Индивидуальный дозиметр ионизирующего излучения имеет фундаментальное значение в дисциплинах радиационная дозиметрия и радиация физика здоровья и в основном используется для оценки дозы облучения, приходящейся на человека, носящего это устройство.

Повреждение человеческого тела ионизирующим излучением носит кумулятивный характер и связано с общая доза получил, за что SI единица зиверт. Рабочие, подвергшиеся воздействию радиации, например рентгенологи, атомная электростанция рабочие, врачи, использующие лучевая терапия, в лабораториях, использующих радионуклиды, и ОПАСНОСТЬ бригады должны носить дозиметры, чтобы можно было вести учет профессионального облучения. Такие устройства известны как «легальные дозиметры», если они одобрены для использования при регистрации доз облучения персонала в целях регулирования.

Дозиметры обычно носят на внешней стороне одежды, дозиметр для всего тела надевается на грудь или туловище, чтобы отображать дозу на все тело. В этом месте отслеживается воздействие большинства жизненно важные органы и представляет собой основную массу тела. Дополнительные дозиметры можно носить для оценки дозы на конечности или в полях излучения, которые значительно различаются в зависимости от ориентации тела относительно источника.

Современные типы

К распространенным типам индивидуальных дозиметров ионизирующего излучения относятся:

Электронный персональный дозиметр

Основная статья: Электронный персональный дозиметр
Просмотр показаний на электронном индивидуальном дозиметре. Зажим используется, чтобы прикрепить его к одежде пользователя.

Электронный персональный дозиметр - это электронное устройство, которое имеет ряд сложных функций, таких как непрерывный мониторинг, который позволяет выдавать тревожные предупреждения на заранее заданных уровнях и считывать в реальном времени накопленную дозу. Они особенно полезны в областях с высокими дозами, где время пребывания пользователя ограничено из-за ограничений по дозе. Дозиметр можно сбросить, обычно после снятия показаний для записи, и, таким образом, использовать повторно несколько раз.

Дозиметр MOSFET

Полевой транзистор металл – оксид – полупроводник. дозиметры [1] в настоящее время используются в качестве клинических дозиметров для пучков радиотерапии. Основными преимуществами устройств MOSFET являются:

1. Дозиметр MOSFET является прямым считывающим устройством с очень тонкой активной областью (менее 2 мкм).

2. Физический размер полевого МОП-транзистора в упаковке составляет менее 4 мм.

3. Пострадиационный сигнал постоянно сохраняется и не зависит от мощности дозы.

Оксид ворот из МОП-транзистор что традиционно диоксид кремния является активным чувствительным материалом в дозиметрах MOSFET. Излучение создает дефекты (действует как электронно-дырочные пары) в оксиде, что, в свою очередь, влияет на пороговое напряжение полевого МОП-транзистора. Это изменение в пороговое напряжение пропорциональна дозе облучения. Альтернативные диэлектрики с высоким k затвором, такие как диоксид гафния[2] и оксиды алюминия также предлагаются в качестве дозиметров излучения.

Термолюминесцентный дозиметр

Основная статья: Термолюминесцентный дозиметр

Термолюминесцентный дозиметр измеряет воздействие ионизирующего излучения путем измерения интенсивности света, излучаемого кристаллом с примесью Dy или B в детекторе при нагревании. Интенсивность излучаемого света зависит от радиационного воздействия. Когда-то они продавались в излишках, и один формат, который когда-то использовался подводниками и атомщиками, напоминал темно-зеленые наручные часы, содержащие активные компоненты и высокочувствительный ИК-диод на конце провода, установленный на легированном стеклянном кристалле LiF2, который при точном нагреве сборки (следовательно, термолюминесцентный) испускает накопленное излучение в виде узкополосного инфракрасного света, пока оно не истощится [3] Основное преимущество заключается в том, что чип пассивно регистрирует дозировку до тех пор, пока не подвергается воздействию света или тепла, поэтому даже использованный образец, хранящийся в темноте, может предоставить ценные научные данные. [4]

Унаследованные типы

Пленочный бейдж-дозиметр

Основная статья: Пленочный бейдж-дозиметр

Пленочные дозиметры-бейджи предназначены только для одноразового использования. На уровень поглощения излучения указывает изменение эмульсии пленки, которое проявляется при проявлении пленки. В настоящее время они в основном вытеснены электронными индивидуальными дозиметрами и термолюминесцентными дозиметрами.

Дозиметр из кварцевого волокна

Основная статья: Дозиметр из кварцевого волокна

Они используют свойство кварцевого волокна для измерения статического электричества, удерживаемого на волокне. Перед использованием дозиметр заряжается до высокого напряжения, в результате чего волокно отклоняется из-за электростатического отталкивания. По мере того как газ в дозиметрической камере становится ионизированный под действием излучения заряд утекает, заставляя волокно выпрямляться и, таким образом, показывать полученную дозу на градуированной шкале, которая просматривается в небольшой встроенный микроскоп.[5]Они используются только в течение непродолжительного времени, например, в течение дня или смены, поскольку они могут страдать от утечки заряда, что дает ложное завышенное значение. Однако они невосприимчивы к ЭМИ, поэтому использовались во время холодной войны как надежный метод определения. радиационное воздействие.

Сейчас они в значительной степени вытеснены электронными индивидуальными дозиметрами для краткосрочного мониторинга.

Мужчина держит дозиметр в туристическом автобусе по Чернобылю

Дозиметр с трубкой Гейгера

В них используется обычная трубка Гейгера-Мюллера, обычно ZP1301 или аналогичная трубка с компенсацией энергии, требующая от 600 до 700 В и компоненты обнаружения импульсов. В большинстве случаев дисплей представлял собой пузырьковый или миниатюрный ЖК-дисплей с 4 цифрами и дискретным счетчиком IC, такой как 74C925 / 6, светодиодные блоки обычно имеют кнопку для включения дисплея для длительного срока службы батареи и инфракрасный излучатель для проверки счета и калибровки. Напряжение поступает от отдельного модуля с выводами или выводами, который часто использует однопереходный транзистор, управляющий небольшой повышающей катушкой и каскадом умножения, который, хотя и является дорогостоящим, надежен с течением времени, особенно в средах с высоким уровнем излучения, разделяя эту черту с туннельными диодами. известно, что герметики, катушки индуктивности и конденсаторы со временем выходят из строя. беккерель или же микрозиверт счетчик является непостоянным и исчезает при отключении источника питания, хотя может быть конденсатор с низкой утечкой, чтобы предотвратить кратковременное отключение батареи из-за удара, нарушающего память. Исправление заключается в использовании батареи с длительным сроком службы, высококачественных контактов с накаткой и предохранительных винтов для удержания обычно стеклянная передняя панель на месте, хотя более новые устройства регистрируют счетчики в зависимости от времени в энергонезависимой памяти большой емкости, такой как 24C256, поэтому ее можно считать через последовательный порт.

Дозиметрические дозы

Основная статья: зиверт
Величины доз внешнего облучения, используемые для радиологической защиты, на основе отчета 57 Международной комиссии по радиационным единицам и измерениям.

Операционная величина для индивидуальной дозиметрии - это индивидуальный эквивалент дозы, который определяется Международная комиссия по радиологической защите как эквивалент дозы в мягких тканях на соответствующей глубине ниже заданной точки на теле человека. Указанная точка обычно определяется положением, в котором надет индивидуальный дозиметр.[6]

Отклик приборов и дозиметра

Это фактическое значение, полученное, например, из амбиентной дозы. гамма монитор, или персональный дозиметр. Дозиметр калибруется в известном поле излучения, чтобы обеспечить отображение точных рабочих величин и установить связь с известным воздействием на здоровье. Эквивалент индивидуальной дозы используется для оценки поглощения дозы и обеспечения соблюдения нормативных пределов. Это значение, которое обычно заносится в записи о дозах внешнего облучения работников профессионального облучения.

Дозиметр играет важную роль в международной системе радиационной защиты, разработанной Международной комиссией по радиологической защите и Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям. Это показано на прилагаемой диаграмме.

Калибровка дозиметра

"Плита" фантом используется для изображения туловища человека для калибровки дозиметров всего тела. Это воспроизводит эффекты рассеяния и поглощения излучения туловища человека. В Международное агентство по атомной энергии гласит: «Фантом плиты имеет глубину 300 мм × 300 мм × 150 мм, чтобы представить человеческий торс».[7]

Измеряемые величины, связанные с излучением

Величины, связанные с ионизирующим излучением Посмотреть ‧ разговаривать ‧ редактировать
КоличествоЕдиница измеренияСимволВыводГодSI эквивалентность
Мероприятия (А)беккерельБкs−11974Единица СИ
кюриCi3.7 × 1010 s−119533.7×1010 Бк
РезерфордRd106 s−119461000000 Бк
Контакт (Икс)кулон на килограммКл / кгC⋅kg−1 воздуха1974Единица СИ
рентгенрESU / 0,001293 г воздуха19282.58 × 10−4 Кл / кг
Поглощенная доза (D)серыйГрJ ⋅кг−11974Единица СИ
эрг за граммэрг / гэргег−119501.0 × 10−4 Гр
радрад100 эрг⋅г−119530,010 Гр
Эквивалентная доза (ЧАС)зивертSvДж⋅кг−1 × Wр1977Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г−1 Икс Wр19710,010 Зв
Эффективная доза (E)зивертSvДж⋅кг−1 × Wр Икс WТ1977Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г−1 Икс Wр Икс WТ19710,010 Зв

Проверка технологического облучения

Производственные процессы, которые обрабатывают продукты ионизирующим излучением, например облучение пищевых продуктов, используйте дозиметры для калибровки доз, депонированных в облучаемом веществе. Обычно они должны иметь больший диапазон доз, чем персональные дозиметры, и дозы обычно измеряются в единицах поглощенная доза: the серый (Гр). Дозиметр располагается на объектах, облучаемых во время процесса, или рядом с ними в качестве подтверждения полученных уровней дозы.

Галерея

  • Дозиметр с кварцевым волокном - сейчас в значительной степени вытеснен

  • Просмотр показаний дозиметра из кварцевого волокна

  • Хроморадиометр или цветной дозиметр Гвидо Хольцкнехт (1902)

  • Российский радиометр-дозиметр Сосна (вид спереди),

  • Российский радиометр-дозиметр Сосна (вид сзади)

  • Русский Radex RD1503

  • Соэкс 01М

  • Швейцарский дозиметр СА-05А

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-04-10. Получено 2015-04-04.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  2. ^ Senthil Srinivasan, V.S .; Пандья, Арун (2011). «Дозиметрические аспекты металлооксидного полупроводникового (МОП) конденсатора на основе оксида гафния». Тонкие твердые пленки. 520 (1): 574–577. Bibcode:2011TSF ... 520..574S. Дои:10.1016 / j.tsf.2011.07.010.
  3. ^ https://pubs.rsna.org/doi/10.1148/87.5.938
  4. ^ https://patents.google.com/patent/US4173660A/en
  5. ^ Кадр, Пол (2007-07-25). «Карманные камеры и карманные дозиметры». Собрание музея исторических инструментов физики здоровья. Ассоциированные университеты Ок-Ридж. Получено 2008-11-08.
  6. ^ Публикация 103 Международной комиссии по радиологической защите.
  7. ^ Отчет о безопасности Международного агентства по атомной энергии 16

внешняя ссылка