Методи визначення іонізуючих випромінювань

Виявляння радіоактивних речовин та іонізуючих (радіоактивних) випромінювань (нейтронів, α, b - частинок та γ - променів) ґрунтується на здатності цих випромінювань іонізувати речовину середовища, в якій вони поширюються

Під час іонізації відбуваються хімічні та фізичні зміни у речовині, які можна виявити і виміряти. Іонізація середовища призводить до: засвічування фотопластинок і фотопаперу, зміни кольору забарвлення, прозорості, зміни електропровідності речовини, люмінісцізації тощо.

В основі роботи дозиметричних і радіометричних приладів застосовують такі основні методи:

фотографічний метод оснований на зміні ступеня почорніння фотоемульсії під впливом радіоактивних випромінювань.

Сцинтиляційний метод полягає в тому, що під впливом радіоактивних випромінювань деякі речовини (сірчистий цинк, йодистий натрій) світяться. Спалахи світла, які виникають, реєструються, і фотоелектричним підсилювачем перетворюються на електричний струм.

Хімічний метод базується на властивості деяких хімічних речовин під впливом радіоактивних випромінювань внаслідок окислювальних або відновлювальних реакцій змінювати свою структуру або колір.

Іонізаційний метод полягає в тому, що під впливом радіоактивних випромінювань в ізольованому об’ємі відбувається іонізація газу й електрично нейтральні атоми розділяються на позитивні і негативні іони. Якщо в цьому об’ємі помістити два електроди і створити електричне поле, то між електродами проходитиме електричний струм, названий іонізуючим струмом. Зі збільшенням інтесивності, а відповідно й іонізаційної здатності радіоактивних випромінювань збільшиться і сила іонізуючого струму. На цій властивості газів і ґрунтується робота сприймаючого пристрою (детекторів) – іонізаційної камери та газорозрядного лічильника.

Іонізаційна камера ( ІК) має два електроди: до стінки камери підключається позитивна напруга, а до графітового чи алюмінієвого стержня, розміщеного в середині камери, – негативна напруга. Сила іонізуючого струму, що виникає, дуже мала, тому для його посилення застосовують електричні підсилювачі, після чого струм проходить через вимірювальний прилад, шкала якого проградуйована у відповідних одиницях вимірювання.

Газорозрядний лічильник призначений для вимірювання малої інтенсивності, у декілька тисяч разів меншої тієї, яку можна виміряти ІК. Через це газорозрядні лічильники застосовуються у приладах для вимірювання рівня радіації на місцевості (рентгенметрах), у приладах (радіометрах) для вимірювання ступеня забрудненості різних предметів, продуктів, урожаю, кормів α, b і γ - активними речовинами.

Газорозрядні лічильники відрізняються від ІК як конструктивно, так і характером іонізації, що відбувається в них. Лічильник складається з тонкої металевої (з нержавіючої сталі) трубки довжиною 10 – 15 см. і діаметром 1 – 2 см. Через вісь трубки протягнуто тонку вольфрамову нитку. До електродів лічильника, тобто до вольфрамової нитки і стінки трубки, підведено напругу від джерела живлення. Потім проміжок між стінками трубки і вольфрамовою ниткою заповнюється інертним газом (неоном, агроном або їх сумішшю) з невеликою добавкою галогенів (хлору, брому).Тиск в середині трубки понижений ~1330 Па (10 мм рт. ст.).

Іонізаційна частинка, потрапляючи в середину лічильника, створює принаймні одну пару іонів: позитивний іон і електрон. Під дією електричного поля позитивний іон рухається до катода (стінки трубки), а електрон – до анода (нитки лічильника).Рух іонів спричиняє в ланцюгу лічильника стрибок (імпульс) струму, який після посилення може бути зареєстрований вимірювальним приладом.

Реєстраційний прилад вимірює сигнали, які виробляються сприймаючим пристроєм. Шкала приладів градуйована безпосередньо в одиницях тих величин, для вимірювання яких призначений прилад.

Дата добавления: 2014-01-07