Что такое дозиметр?

Что такое дозиметр?

Дозиметр — это измерительный прибор, используемый для измерения количества радиации.

Приборы, используемые для измерения радиации, обычно называются дозиметрами, приборами для измерения радиации, измерителями и т. д. Дозиметры охватывают широкий спектр измерительных приборов, включая приборы с механическими конструкциями и без них.

Некоторые дозиметры, такие как стеклянные дозиметры, термолюминесцентные дозиметры и фотолюминесцентные дозиметры, используют изменения в материалах, вызванные радиацией. Эти дозиметры не требуют источника питания при измерении радиации. Благодаря своей легкости их могут носить люди для регулярного контроля воздействия радиации. Такие носимые дозиметры обычно называют персональными дозиметрами.

Напротив, полупроводниковые дозиметры, которым требуется источник питания, также используются в качестве персональных дозиметров. Это связано с тем, что их можно изготавливать такими же маленькими, как электронные термометры.

Термин «прибор для измерения радиации» часто используется взаимозаменяемо с «дозиметром». Однако дозиметр — это специализированный прибор, который в основном используется для измерения (обследования) уровней радиации в определенных областях или на поверхностях для оценки радиационного загрязнения.

Применение дозиметров

Дозиметры используются для измерения долгосрочного воздействия радиации в различных аспектах повседневной жизни и в профессиональных условиях, связанных с потенциальным воздействием радиации.

Строгие меры контроля радиации предписаны законом в медицинских учреждениях, исследовательских центрах, промышленных секторах и других местах, где используется радиация. Медицинские учреждения могут сталкиваться с радиацией во время процедур рентгеновской и КТ-визуализации, в то время как ядерные объекты могут иметь риски радиационного облучения, связанные с эксплуатацией ядерного реактора, обращением с ядерным топливом и управлением радиоактивными материалами.

Учитывая потенциальную опасность для здоровья от воздействия радиации, работники, работающие в радиационно-опасных средах, обязаны носить индивидуальные дозиметры во время выполнения задач, связанных с радиацией.

Принципы дозиметров

Дозиметры — это измерительные приборы, предназначенные для измерения «дозы» радиации.

Эта «доза» охватывает различные показатели, в том числе:

• Поглощенная доза (измеряется в Гр грей), представляющая собой энергию, поглощенную материалом от радиации
• Эффективная доза (измеряется в Зв зивертах), которая выражает общее воздействие радиации на все тело человека
• Доза облучения (единица: Р-рентген), указывающая на общую дозу облучения
• Эффективный эквивалент дозы (измеряется в Зв-зивертах), практичный показатель для планового радиационного контроля, среди прочего

Дозиметры напрямую измеряют «количество» «лучей» радиации. Для оценки различных типов доз, упомянутых выше, дозиметры предназначены для дифференциации и обнаружения различных типов радиации. Измеряя количество «лучей» радиации для каждого типа и учитывая их соответствующее воздействие на организм человека, становится возможным оценить общее воздействие радиационного облучения.

Персональные дозиметры обычно отображают эффективный эквивалент дозы (единица: Зв зиверт). Хотя оценка эффективной дозы идеально подходит для оценки воздействия радиации на организм человека, часто бывает сложно измерить эту дозу в режиме реального времени. Поэтому эффективный эквивалент дозы, практическая мера, обычно используется для фактического мониторинга радиации.

Однако, поскольку значительное количество радиационного облучения за короткое время может представлять риск для здоровья, некоторые дозиметры также могут измерять мощность эквивалентной дозы (измеряемую в Зв/ч), представляющую собой эффективный эквивалент дозы в час. На рабочих местах, где используется радиация, эффективная доза для работников рассчитывается на основе измеренного эффективного эквивалента дозы.

Типы дозиметров

Существуют различные типы радиации, включая нейтронное, альфа, бета, гамма и рентгеновское излучение, каждое из которых имеет свои отличительные характеристики и различные эффекты на организм человека. Стеклянные, термолюминесцентные и фотостимулируемые люминесцентные дозиметры способны обнаруживать β-лучи, γ-лучи и рентгеновские лучи.

1. Стеклянные дозиметры

Стеклянные дозиметры основаны на явлении, при котором облученное стекло испускает флуоресценцию при воздействии ультрафиолетового света.

2. Термолюминесцентные дозиметры

Термолюминесцентные дозиметры используют явление термолюминесценции твердых тел. Это явление заключается в излучении света веществом, например фосфором, при нагревании после облучения внешним источником излучения.

3. Фотостимулированные люминесцентные дозиметры

Фотостимулированные люминесцентные дозиметры работают на основе явления фотостимулированной люминесценции, при котором электроны в метастабильном состоянии поглощают энергию света и возвращаются в свое основное состояние после воздействия излучения.

4. Полупроводниковые дозиметры

Полупроводниковые дозиметры работают по принципу, согласно которому при ионизации материала излучением через полупроводник протекает электрический ток.

Как выбрать дозиметр

Основным соображением при выборе дозиметра является выбор подходящего для типа измеряемого излучения. Дозиметры, предназначенные для β- и γ-излучения, могут отличаться от дозиметров, предназначенных для рентгеновского излучения, а технические характеристики продукта для рентгеновского излучения могут различаться в зависимости от уровней энергии.

1. Стеклянные дозиметры, термолюминесцентные дозиметры и дозиметры с фотостимулированной люминесценцией

Вышеупомянутые три типа идеально подходят для долгосрочного радиационного мониторинга. Они не обеспечивают немедленного измерения дозы радиации на месте, но требуют обработки и измерения накопленных доз радиации. Такой подход известен как пассивный радиационный мониторинг. В современной практике такими измерениями обычно занимаются специализированные компании.

Хотя эти дозиметры не обеспечивают немедленного измерения дозы облучения, они высокочувствительны и хорошо подходят для радиационного мониторинга на основе кумулятивного воздействия в течение нескольких месяцев. Кроме того, поставщики могут предоставлять записи доз облучения, что повышает удобство.

2. Полупроводниковые дозиметры

Полупроводниковые дозиметры подходят для ситуаций, когда в течение короткого периода времени ожидается существенное воздействие радиации и требуются немедленные измерения дозы облучения. Эти дозиметры обеспечивают измерения в реальном времени и называются активными дозиметрами. Некоторые модели отображают эквивалент дозы, который представляет собой дозу в час, и выдают предупреждения, когда эквивалент дозы превышает предопределенные уровни. Подумайте, нужны ли эти функции при выборе дозиметра.

Однако некоторые полупроводниковые дозиметры имеют ограниченную емкость хранения данных в основном блоке. В таких случаях следует учитывать, как будут записываться данные о дозе. Многие организации выбирают комбинацию активных и пассивных дозиметров для мониторинга доз облучения во время работы и эффективного управления долгосрочным радиационным контролем.