Что такое дозиметр: принцип действия и виды измерителей радиации

Для того чтобы измерить интенсивность ионизирующего излучения (радиацию), используют специальные устройства — радиодозиметры.

В зависимости от разновидности и особенностей конструкции прибора, он измеряет либо один вид радиации, либо сразу несколько: гамма-, бета-, нейтронное, рентгеновское или альфа-излучение. Дозиметры, которые позволяют измерять сразу несколько разновидностей радиации, обладают очень сложным устройством и характеризуются дороговизной.

Как правило, они относятся к измерительным средствам профессионального уровня. Для использования в быту требуются приборы, позволяющие измерять один или пару типов радиации — бета- и гамма-. У приборов бытового назначения больше погрешность и меньше спектр измеряемых показателей, то есть они менее точны.

Для чего нужен и что измеряет дозиметр

Эта категория оборудования используется для измерения радиационного излучения или в качестве индикаторов соответствующей опасности. Существует несколько групп дозиметров, которые отличаются своим назначением:

  1. Сигнализирующие или индикаторные — самые простые устройства с минимальным уровнем чувствительности и точности. Как правило, у таких портативных (карманных) дозиметров нет цифрового дисплея. Об опасности они уведомляют посредством звукового сигнала или светового оповещения.
  2. Приборы для измерения оснащены аналоговыми или же цифровыми индикаторами, на которых отображается интенсивность радиоактивного воздействия. Показатели зачастую отображаются в мкЗв/час.
  3. Устройства для поиска. Эти профессиональные дозиметры считаются высокочувствительными, ведь они оснащены дополнительными внешними детекторами. Используются такие приспособления для обнаружения даже незначительных изменений радиоактивного фона. Нередко применяются для целей досмотра спецслужбами и пограничниками. В рейтинге дозиметров они считаются самыми надежными, так как работают лучше и показывают более точные результаты.

Устройство прибора

Функционирование всех дозиметров основывается на одинаковых принципах. Самый главный элемент — датчик, реагирующий на радиоактивное воздействие. Существуют следующие варианты датчиков:

  • Ионизационные камеры. Конструкция таких датчиков состоит из камер с газом. Принцип функционирования базируется на выявлении электрических возмущений, которые появляются внутри камер во время прохождения сквозь них радиоактивных частиц. Используются для измерения гамма- и бета-излучения. Датчик газоразрядного типа характеризуется небольшой стоимостью и простейшей конструкцией. Однако они не подходят для замера альфа-излучения в отличие от других видов.
  • Сцинтилляционные кристаллы могут быть органического или искусственного происхождения. Они осуществляют регистрацию фотонов. Используются для замеров любых видов радиоактивного излучения. Зачастую применяются в производстве поисковых устройств, потому что имеют высокий уровень точности и чувствительности.
  • Твердотельные детекторы-полупроводники — включают в свой состав материал-полупроводник и несколько кристаллов. Принцип функционирования этого датчика радиации базируется на колебании электропроводимости материала в момент прохождения через его структуру нейтронов, протонов и электронов.

Как выбрать хороший дозиметр

Для того чтобы определиться с выбором, следует узнать, какая именно радиация опасна для человеческого организма и что следует контролировать.

Любая разновидность радиоактивного воздействия представляет для человека опасность, но в повседневной жизни встречается альфа-, гамма- и бета-излучение. Самыми опасными являются альфа-лучи, потому что они сильно повреждают органические ткани. Однако это излучение труднее всего обнаружить, так как дозиметр в этом случае нужно подносить близко к источнику, потому что этот вид излучения в окружающем пространстве распространяется на незначительные расстояния (около 2−3 см). Дозиметры, которые могут определять излучение альфа, оснащаются дополнительными датчиками.

Если финансовое положение позволяет, то желательно приобрести современное профессиональное устройство, которое может регистрировать все разновидности излучения.

Если же вам не хочется сильно тратиться, то можно остановить свой выбор на обыкновенном советском радиометре, измеряющем гамма и бета-излучение. Такое устройство прекрасно подходит для бытовых нужд. С его помощью можно производить проверку безопасности пищи, стройматериалов, автомобильного транспорта и иных вещей.

В процессе выбора дозиметра необходимо уделить внимание следующим критериям:

  1. Тип датчика. От этой характеристики зависит функционал и точность оборудования. Самый оптимальный вариант — газовый детектор, к примеру, так называемый счетчик Гейгера-Мюллера.
  2. Разновидность измеряемого радиоактивного воздействия. Устройство может быть универсальным, а может измерять лишь какой-то один вид радиации.
  3. Погрешность. Этот показатель определяет точность устройства. Меньше погрешность — выше уровень точности оборудования.
  4. Поверка. Соответствующую отметку можно отыскать в паспорте прибора. Она подтверждает, что дозиметр прошел все необходимые проверки и полностью соответствует указанным характеристикам.

Дополнительные параметры дозиметров определяют их внешний вид, удобство применения и подбираются на основе личных предпочтений покупателя.

Дозиметр радиации — это инструмент для измерения радиоактивного излучения. Он позволяет замерять радиационный фон в помещениях, а также общее количество радиоактивных веществ в любых окружающих предметах. Их использование обязательно на потенциально опасных производствах: на атомных станциях, на оружейных заводах и фабриках по производству медтехники.

В быту этот прибор тоже может быть очень полезным. Ведь уровень радиации очень сильно влияет на здоровье человека. Она имеет свойство накапливаться в организме и способна вызывать различные болезни, в том числе онкологические. Безопасным принято считать радиационный фон до 50 микрорентген в час.

Бытового дозиметра вполне достаточно, чтобы определить уровень радиоактивного заражения. И если датчик показывает, что допустимая норма превышена, лучше покинуть место нахождения или устранить из своего окружения предмет-источник заражения.

Конструкция дозиметра радиации и принцип работы

Главной рабочей деталью аппарата является датчик радиации. Именно от него зависит, как быстро можно получить данные и насколько они будут точны. Под действием альфа-, бета- и гамма-излучения в датчике происходят скачки напряжения, которые преобразуются в числовые данные.

Датчики отличаются друг от друга чувствительностью и бывают:
  • Слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера. Их устанавливают в бытовые дозиметры. Фиксируют альфа- и бета- частицы.
  • Газоразрядные. Используются для небольших, карманных приборов. Регистрируют бета- и гамма-излучение и показывают только критический уровень.
  • Термолюминесцентные лампы встречаются в дозиметрах для индивидуального пользования. Замеряют накопленную дозу радиации.
  • Сцинтилляционные кристаллы. Фиксируют фотоны и их чувствительность максимальна. Однако бесполезны для измерения альфа-излучения.
  • Пин-диоды — наименее чувствительные датчики, которые фиксируют только критические уровни. Как правило, устанавливаются в телефонные штекеры.

Другим составным элементом дозиметра выступает система оповещения. В бюджетных бытовых устройствах она представляет собой светодиоды и звук. Чем выше радиационный фон, тем интенсивнее мерцание и характерное потрескивание прибора. Более новые дозиметры, а также профессиональные модификации оснащены преобразователем данных и экраном для их отображения.

Ознакомиться с тем, как использовать дозиметр радиации, можно при помощи видео, доступного по ссылке:(https://www.youtube.com/embed/PrCskNjJqGU)

Дозиметр радиации может иметь и дополнительные функции, например, выносной детектор, настройку режимов измерения и подключение к ПК или планшету для анализа данных. Наиболее подходящая модель подбирается с учетом требований потребителя и условий применения.

Классификация приборов

По своему назначению дозиметры подразделяются на:

  • Бытовые. Реагируют только на гамма-излучения, имеют высокую степень погрешности и применяются для замера радиационного фона в помещении, а также излучение от продуктов питания и иных предметов.
  • Профессиональные. Фиксируют альфа-частицы, протоны и нейтроны. Измеряют уровень и дозу излучения в помещениях и на местности, от живых объектов, предметов, газов и жидких веществ. Такие модели обязательно регистрируются в реестре Росстандарта.
  • Промышленные. Предназначены для постоянного контроля за уровнем радиации. Устанавливаются на АЭС, горно-обогатительных предприятиях и т.п.
  • Военные. Предназначены для использования в военное время.
Среди бытовых устройств выделяют персональные, карманные и портативные.

Персональные по размеру напоминают обычный брелок. Могут регистрировать бета-, гамма-частицы, поток нейтронов и фотонов. Реагируют на превышение допустимого порога звуком или вибрацией. Некоторые приборы обладают световым сигналом. Дисплей у такого устройства отсутствует, и числовые данные можно получить только при подключении к компьютеру. Предназначены они для информирования своего хозяина о его нахождении в потенциально опасной зоне.

Карманный дозиметр радиации позволяет не только выявлять повышение допустимого фона бета- и гамма-излучения, но и запечатлевать полученные данные. Они имеют небольшие размеры, питаются от аккумулятора или батареек, имеют экран и несложное меню.

Есть и более оснащенные варианты, которые подключаются к телефону и/или планшету и имеют больший функционал.

Портативные совмещают в себе дозиметр и радиометр. В их функции входит еще и поиск зараженного предмета или объекта. Реагируют на гамма-излучение, используют разные виды оповещения (свет, звук), отображают данные на дисплее и имеют возможность подключения к ПК для анализа данных.

Как выбрать дозиметр радиации

Для того, чтобы определиться с моделью устройства, нужно прежде всего разобраться в том, для каких целей оно будет применяться. Установить, что окружающий радиационный фон превышает допустимые значения, в состоянии любой прибор. Если требуется только получать подобную информацию, подойдет обычный сигнализатор.

Для получения подробных данных об излучении требуются более чувствительные измерители, например МКС-03СА. Для обнаружения источника заражения применяются устройства поиска — они определяют направление к объекту излучения по колебаниям фона.

Если наряду с источником нужно установить тип изотопа, потребуются спектрометры, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.

При выборе прибора для применения в домашних условиях, следует обращать внимание и на другие характеристики:
  • Верхний порог измерений. Желательно, чтобы он был не ниже 10 000 мкР/ч.
  • Типы датчиков и их количество в устройстве. Лучше, если в дозиметре несколько датчиков, позволяющих замерять разные виды излучений.
  • Производитель и наличие сертификата качества.
  • Размеры — бытовой дозиметр радиации должен быть компактным, помещаться в ладони и кармане.
  • Особенности работы. Желательно, чтобы питание прибора осуществлялось при помощи батареек, а экран был монохромным.
  • Система оповещения — звуковой, световой сигнал или отображение на дисплее.
  • Существование дополнительного функционала в зависимости от требований пользователя.
  • Возможность и тип подсоединения к гаджетам и ПК.

Дозиметр радиации с пин-диодами в практическом применении показал себя просто бесполезным, поэтому от него лучше отказаться.

Как правило, эксплуатация бытовых дозиметров не вызывает затруднений у пользователя. К тому же, к ним прилагается подробная инструкция. Проверить исправность тоже довольно просто — достаточно посмотреть на показания.

Интересные факты о радиации

О вреде радиации известно всем. Но есть и более интересные факты, позволяющие узнать о ней что-то новое.

  • Радиационный фон атомной подводной лодки меньше, чем наших обычных квартир.
  • Некоторые растения, например банан, являются источником излучения. Но его доза настолько мизерна, что лучевой болезни не случится, даже если есть одни бананы.
  • Изотопы имеются и в табаке, поэтому курящие люди получают вместе с дымом дозу облучения, равную 300-м рентгеновским процедурам.
  • Вследствие изменений в техносфере наши тела намного радиоактивнее, чем тела наших предков, населяющих Землю 200 лет назад.
  • Летчики и стюардессы подвержены облучению больше, чем работники атомных станций, ведь на большой высоте атмосфера Земли уже не так эффективно отражает рентгеновские волны.
  • Производственные отходы с высоким содержанием мышьяка более вредны для человека, чем радиоактивные.
  • Каждый день мы сталкиваемся с разными видами излучений, большинство из которых никак нам не вредит. Опасно лишь ионизирующее излучение в высоких дозах.
Похожиетемы:
  • Нитратомер. Виды и работа. Применения и измерения. Особенности
  • Анализатор жидкости. Виды и применение. Работа и особенности
  • Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности