Et dosimeter er et apparat til måling af eksponeringsdosis , fotonstrålingskerma , absorberet dosis og ækvivalent dosis af foton- eller neutronstråling , samt måling af styrken af de anførte mængder [1] . Selve målingen kaldes dosimetri .
I modsætning til den absorberede dosis [2] er de ækvivalente og effektive doser normaliseret i strålesikkerhed ikke målbare i praksis [3] . Til deres konservative vurdering indføres de såkaldte operationelle størrelser, i de måleenheder, som strålingsovervågningsudstyr (dosimetre) er kalibreret. I øjeblikket er følgende driftsværdier standardiseret og brugt [4] :
De første to værdier bruges til miljøovervågning, og den tredje til individuel dosimetri (for eksempel ved brug af personlige bærbare dosimetre).
Ved hjælp af de målte driftsværdier er det muligt konservativt at estimere værdien af den modtagne effektive dosis [5] . Hvis værdien af driftsværdien er mindre end de fastsatte grænser, er der ikke behov for yderligere genberegning [5] [6] .
Tidligere producerede dosimetre kunne kalibreres i enheder af maksimal ækvivalent dosis (H max ), ækvivalent dosisindeks (ED) eller feltækvivalent dosis [7] [8] , derudover blev eksponeringsdosisværdien (X) brugt.
Husholdningsapparater har som regel en lys- og/eller lydindikation og et display til aflæsning af målinger. Størrelsen og udførelsen varierer fra håndledsarmbånd til "lomme" udførelse. Tid for kontinuerlig drift fra et batteri fra flere timer til flere måneder.
Som regel tillader husholdningsapparater ikke at estimere den dosis, der modtages i kontakt med neutronkilder [9] . Vurderingen af foton-, α- og β-stråling afhænger af tilstedeværelsen af yderligere filtre og arten af de anvendte sensorer. For eksempel er enheder designet på SBM-20-sensoren og lavet i en solid plastikkasse konfigureret til kun at måle én type IR -foton (hård γ-stråling) [9] .
Måleområdet for husholdningsdosimetre afhænger som regel af arten af de sensorer, der bruges i enheden. For eksempel for SBM-20 sensoren er grænsen 4*10 3 pulser/sek., hvor 60 pulser/μR vil være målegrænsen på ≈66 μR/sek [10] uanset gradueringen på skærmen. Når man nærmer sig tærskelværdierne, vil der opstå en nedbrydning af detektion, som skyldes dannelsen af en glødeudladning i detektoren. Dosishastighedsværdierne på skærmen falder hurtigt.
Som et registreringselement for stråling i dosimetre bruges gasudladningsindikatorer for ioniserende stråling, baseret på virkningen af en lavinesammenbrud af ioniseret rum, ved en feltstyrke tæt på kritisk, men ikke over den. For at gøre dette, i interelektroderummet i Geiger-tælleren, opretholdes feltstyrken i mætningstilstanden , men under grænsen for selvnedbrydning ( glødeudladning ). Dette er grænserne for Geiger-plateauet - et vandret afsnit om strøm-spændingskarakteristikken for disse sensorer. I denne tilstand opretholdes feltstyrken i sensorrummet, hvilket er begrænsende for en given afstand mellem elektroderne, men utilstrækkeligt til forekomsten af et uafhængigt sammenbrud mellem dem, og sensoren holdes i en låst grænsetilstand.
Når ioniserende stråling trænger ind i sensorens rum, under dens indflydelse, opstår der tvungen ionisering (fremkomsten af frie ladningsbærere), og der sker et lavinesammenbrud langs sporet i det ladede elektriske felt, orienteret i "katode-anode"-retningen af elektrostatisk felt, under hvilken indflydelse disse frie ladningsbærere falder og ladningsbærere tiltrukket af kædeionisering af transitzonen. Og da sensorens selvkapacitans (C -gas ) er minimal, med en korrekt valgt modstand Rn , sker der en fuldstændig afladning af sensorens elektrostatiske potentiale, efter udtømning af hvilken nedbrydningen falder, hvilket fuldstændigt falder potentialet til nederste kant af plateauet. Således går sensoren i en lukket tilstand under nedbruddets varighed, hvilket genererer en impuls , der føres af kondensatoren C e , som også aflades samtidig, på grund af hvilken impulsen, der svarer til partiklen eller gammakvantemet, kommer kvantitativt ind. dæmpningsindgangen, og sensoren går dødmåletid (genopladningstid for den rumlige kondensator til den nederste kant af plateauet, hvor den ikke er i stand til at detektere stråling).
Dæmperen justerer pulsen i amplitude og fronter til en rektangulær og sender i denne form til pulstælleren, som opfatter disse pulser som tælle, en strengt defineret tid bestemt af timeren og indstillet afhængigt af sensorens/sensorernes arbejdsvolumen således at måleresultatet svarer til den faktiske værdi af stråledosis i de angivne mængder. Det vil sige, at tælleren faktisk tæller antallet af impulser (registrerede kvanter) pr. tidsenhed i sensorens arbejdsvolumen, eller (i tilfælde af et enkelt-detektorkredsløb) "sænker" nedtællingen pr. dødtid (fra forsiden til faldet af den faktiske tælleimpuls, suspendering af timeren) med den samme dæmper, eller (i tilfælde af et multi-detektorkredsløb) registrerer impulser med sensorerne forbliver i standby-tilstand i det tidsrum, genopladning. Den indledende totale (forudindstillede) måletid er ingeniørmæssigt indstillet stift (ved hjælp af en kvarts-timer) som en kalibreret konstant, der er direkte relateret til sensorernes samlede arbejdsvolumen . Ved slutningen af måletiden låses aflæsningen og højspændingssensorens strømgenerator, og der udsendes et signal (hvis det er konstruktivt muligt) om slutningen af målecyklussen.
Da den faktiske målecyklustid, afhængig af sensorkredsløbet, er fra én (ANRI 01 02 med et 4 + 2 sensorsystem) til fem minutter (den samme Master-1, hvis eksempel viser det grundlæggende blokdiagram med én sensor ), er disse enheder praktisk talt ikke anvendelige til søgeformål og er specifikt beregnet til måling af baggrundsstrålingsdosis ved hjælp af et omnidirektionelt system af sensorer, reduceret til deres arbejdsvolumen, eller strålingsniveauet for en strålingskilde, der er permanent placeret i forhold til enheden under eksponeringen.
Dosimeteret kan omfatte:
Et eksempel er ID-11 kemiske dosimeter (sølvaktiveret aluminofosfatglas), som registrerer virkningerne af gamma- og blandet gamma-neutronstråling. Den registrerede dosis måles ved hjælp af en måleanordning IU-1 (eller GO-32) i området fra 10 til 1500 rad. Stråledosis opsummeres ved periodisk eksponering og opbevares i dosimeteret i 12 måneder. Massen af ID-11 er 25 g. Massen af IU-1 er 18 kg.
Ioniserende strålingsdetektorer [12] (følende elementer i dosimeteret, der tjener til at omdanne fænomener forårsaget af ioniserende stråling til et elektrisk eller andet målbart signal) kan være sensorer af forskellige design- og driftsprincipper:
I USSR blev husstandsdosimetre mest udbredt efter Tjernobyl-ulykken i 1986. Indtil da blev dosimetre kun brugt til videnskabelige eller militære formål.
Bomab (The BOttle MAnikin Absober) er et fantom udviklet i 1949 og er siden blevet adopteret i Nordamerika, hvis ikke på verdensplan.[ klargør ] som en industristandard (ANSI 1995) til kalibrering af dosimetre, der bruges til tælling af hele kroppen.
Fantomet består af 10 polyethylenflasker, enten cylindre eller elliptiske balloner, som er dets hoved, hals, bryst, mave, lår, ben og arme. Hver sektion er fyldt med en radioaktiv opløsning i vand, hvis radioaktivitet er proportional med hver sektions rumfang. Dette efterligner den ensartede fordeling af materialet i hele kroppen.
Eksempler på radioaktive isotoper, der bruges til at kalibrere måleeffektivitet, er 57 Co , 60 Co , 88 Y , 137 Cs og 152 Eu .
Lung Counter ( en: Lung Counter ) er et system designet til at måle og tælle stråling fra radioaktive gasser og aerosoler indåndet af en person og uopløseligt nok i kropsvæv til at forlade lungerne i flere uger, måneder eller år. Består af en eller flere strålingsdetektorer og deres tilhørende elektronik.
Ofte er et sådant system placeret i de nederste etager af værelser (for at beskytte mod den hadroniske komponent af den kosmiske baggrund) og er omgivet af beskyttelse mod baggrundsgammastråling (tykke vægge lavet af stål, bly og andre tunge materialer) og neutron stråling (cadmium, bor, polyethylen).
Da lungetælleren primært bruges til at måle radioaktive stoffer, der udsender lavenergi-gamma eller røntgenstråler, skal fantomet, der bruges til at kalibrere systemet, være antropometrisk. Et sådant fantom af den menneskelige krop blev udviklet, for eksempel på Livermore National Laboratory. E. Lawrence (Torso Phantom).
Moderne persondosimeter
En af typerne af moderne dosimetre
En af typerne af moderne dosimetre
Ioniseringsdosimeter, ikke direkte aflæsning, forældet, men bruges stadig i mange anlæg
En af de typer moderne direkte-læsende dosimetre, der bruges af NPP - personale
Individuel gamma og blandet gamma - neutron strålingsdosismåler ID-11
Fosforescerende skala for dosishastighedsmåleren DP-5V