Praktikum

Практическое занятие №19

Тема: Порядок использования приборов дозиметрического и химического контроля.

Цель: изучить назначение, устройство и правила пользования средствами радиационного контроля.

Вопросы:

Назначение дозиметрических приборов.

2. Назначение, ТТХ, устройство, правила пользования прибором ДП-64.

3. Назначение, ТТХ, устройство, правила пользования прибором ДП-5В (Б).

4. Назначение, технические данные комплекта ДП-22-В (ДП-24), принцип действия и конструкция дозиметра.

5. Назначение, технические характеристики, устройство и порядок работы с дозиметром ДКГ - 03Д «Грач».

Дозиметрические приборы должны позволять населению путем оценки или измерения мощности эквивалентной (амбиентной) дозы внешнего γ-излучения проводить оперативную оценку радиационной обстановки в месте его проживания, а также персоналу, работающему с техногенными источниками облучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере воздействия (группа Б).

Характеристики дозиметрических приборов во многом определяются выбранными режимами измерений, типами детекторов т других комплектующих изделий, применяемыми материалами и технологией.

Типовая структурная схема электронного сигнального измерителя дозы приведена на рис. 19.1.

Рис.19.1 Структурная схема электронного сигнального измерителя

мощности дозы

1 – детектор; 2 - устройство отбора сигналов с детектора; 3 – устройство обработки и преобразования сигналов; 4 – устройство формирования выходных сигналов; 5- измерительный прибор, аналоговый или цифровой дисплей; 6 – источник питания детектора; 7 – таймер; 8 – программное устройство, микропроцессор, микроЭВМ; 9 – звуковой сигнализатор; 10 – источник питания; 11 – память; 12 – световой сигнализатор.

В качестве детектора фотонного излучения наиболее часто применяют газоразрядные счетчики (счетчики Гейгера-Мюллера).

Оценку радиоактивного загрязнения (удельной или обменной активности) продуктов питания, кормов, воды и предметов по γ-излучению проводят методом «Прямого измерения» на расстоянии

1-5см от исследуемого объекта массой не менее 1кг или объемом не менее 1л по разности результатов измерений излучения от объекта и радиационного фона.

При этом уровень внешнего гамма-фона, как правило, не должен превышать 0,1-0,2мкЗв/г (10-20мкР/ч). При гамма-фоне более 0,2мкЗв/ч (20мкР\ч) для оценки загрязнения продуктов питания и кормов следует найти место с меньшим фоном. Если это невозможно, то оценку загрязнения следует проводить несколькими измерениями с большим количеством продуктов и кормов.

Необходимо знать, что отдельные продукты питания (чай, сушеные грибы и др.) и вещества (калийные удобрения и др.) могут иметь повышенную радиоактивность. В некоторых из них она может быть обусловлена повышенным содержанием калия.

Оценку уровня мощности дозы на местности, как правило, проводят на высоте 1м от поверхности земли и на расстоянии не менее 30м от зданий.

Если мощность дозы превышает 1,2 мкЗв/ч (120 мкР\ч), рекомендуется удалиться с данного места или находиться на нем не более 6 месяцев в год.

Если мощность дозы превышает 2,5 мкЗв/ч (250 мкР/ч), пребывание следует ограничить тремя месяцами (кварталами) в год, при превышении 7 мкЗв/ч (700 мкР\ч) – одним месяцем в год и т.д.

В случае превышения уровней реагирования по внешнему гамма-излучению или радиоактивному загрязнению продуктов питания рекомендуется сообщить об этом представителям санитарно-эпидемиологической службы и получить от них квалифицированные сведения об истинном уровне излучения или загрязнения, их степени опасности и рекомендации о поведении в этих условиях.

В каждом конкретном случае измерения необходимо проводить по методике, проводимой в инструкции по применению прилагаемой к каждому прибору или по техническому описанию и инструкцией по эксплуатации.

Назначение: Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для обеспечения звуковой и световой сигнализации при наличии гамма-излучения. Прибор работает в следующем режиме и обеспечивает сигнализацию по достижении мощности дозы гамма-излучения 0,2 р/ч.

Тактико-технические характеристики:

- порог срабатывания - 0,2 р/ч;

- быстродействие – 3 сек;

- питание – сеть переменного тока напряжением 127/220 В, АКБ напряжением 6 В;

Рис. 19.2 Индикатор-сигнализатор ДП-64

1 – корпус прибора; 2 – тумблер «Контроль – работа»; 3 – тумблер «Вкл. – вывкл.»; 4 – шнур питания; 5 - блок детектирования; 6 – сигнальная лампа; 7 – светодиод «Работа».

- масса прибора – 5 кг;

- работоспособен в интервале температур от -40⁰С до +50⁰С;

- время подготовки к работе – 30 сек.

Устройство: пульт сигнализации, блок детектирования, гибкий кабель – 30 м, ЗИП, ТО и ИО, формуляр.

Подготовка прибора к работе:

- тумблер ВКЛ. – ВЫКЛ. поставить в положение ВЫКЛ., а тумблер КОНТРОЛЬ – РАБОТА – в положение РАБОТА;

- подсоединить в зависимости от используемого источника питания соответствующие выводы кабеля питания к источнику (при этом переключатель напряжения сети должен быть заранее установлен в нужном положении);

- тумблер ВКЛ. – ВЫКЛ. поставить в положение ВКЛ. и прогреть прибор в течение 5 минут;

- тумблер КОНТРОЛЬ-РАБОТА поставить в положение КОНТРОЛЬ, включение световой и звуковой сигнализации свидетельствует о работоспособности прибора;

- тумблер КОНТРОЛЬ-РАБОТА поставить в положение РАБОТА.

Порядок использования.

Прибор устанавливается на стационарных пунктах управления, производственных помещениях и учреждениях, где имеются техногенные источники облучения. Появление периодических вспышек индикаторной лампочки и одновременное срабатывание звуковой сигнализации указывает, что в месте установки блока детектирования МДИ превышает 0,2 р/ч. После появления сигнала прибор выключить. В дальнейшем контроль за наличием гамма-излучения осуществлять кратковременным включением прибора. Проверку работоспособности проверять один раз в сутки.

Назначение: Измеритель мощности дозы ДП-5В(Б) (рис. 19.3) предназначен для измерения мощности дозы гамма-излучения на местности и поверхности различных предметов. Кроме того, имеется возможность обнаружения бетта-излучения.

Рис. 19.3 Измеритель мощности дозы ДП-5В(Б)

1 – корпус; 2 – кнопка «сброс»; 3- лампа питания; 4 – шкала; 5 – контрольный источник; 6 – тумблер «вкл. – выкл.»; 7 – ручка переключателя поддиапазонов; 8 - блок детектирования; 9 – фиксатор; 10 - гибкий кабель; 11 – экран; 12 – рукоятка зонда; 13 – футляр; 14 – крепление крышки футляра; 15 – установка «0».

Тактико-технические характеристики:

- диапазон измерений гамма-излучения от 0,05 мр/ч до 200 р/ч; имеет шесть поддиапазонов;

1– 200 от 5 до 200 р/ч

2 – х1000 от 500 до 5000 мр/ч

3 – х100 от 50 до 500 мр/ч

4 – х10 от 5 до 50 мр/ч

5 – х1 от 0,5 до 5 мр/ч

6 – х0,1 от 0,05 до 0,5 мр/ч

- относительная погрешность измерений ±30%;

- питание от 3 элементов питания типа А336 (один из которых используется только для подсвета шкалы);

- комплект питания обеспечивает непрерывную работу прибора без учета подсвета шкалы в течение не менее 70 часов;

- работоспособен от -50⁰С до +65⁰С;

- масса прибора – 3,2 кг;

- масса комплекта в укладочном ящике – 8,2 кг.

Состав комплекта:

- прибор в футляре;

- удлинительная штанга;

- делитель напряжения для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока напряжением 12В, 24В;

- ремни (поясной и плечевой);

- головной телефон;

- комплект ЗИП;

- укладочный ящик;

- эксплуатационная документация (ТО и ИО, формуляр). Прибор состоит из измерительного пульта, блока детектирования, соединенного с пультом при помощи гибкого кабеля длиной 1,2 м, футляра. На блоке детектирования вмонтирован контрольный источник (в приборе ДП-5Б контрольный источник на крышке футляра).

Подготовка прибора к работе:

- извлечь прибор из укладочного ящика;

- присоединить штангу к блоку детектирования;

- открыть крышку футляра, ознакомиться с расположением и назначением органов управления;

- произвести внешний осмотр, пристегнуть к футляру поясной и плечевой ремни;

- установить ручку переключателя поддиапазоном в положение «0» (выключено);

- подключить, соблюдая полярность, источники питания;

- поставить ручку переключателя поддиапазонов в положение (контроль режима), стрелка прибора должна установиться в режимном секторе (если стрелка не отклоняется или не устанавливается на режимном секторе, необходимо проверить годность источников питания);

- подключить и надеть головной телефон;

- поворотный экран блока детектирования в положении «К»;

- проверить работоспособность прибора на поддиапазонах (за исключением 1) от контрольного радиоактивного источника, для чего последовательно установить ручку переключателя в положение: х1000 – стрелка может не отклониться, в головном телефоне прослушиваются редкие щелчки; х100 – стрелка может не отклоняться, частота щелчков усиливается; х10 – стрелка устанавливается в положение, указанном в разделе 13 формуляра, частота щелчков усиливается; х1 и х0,1 – стрелка зашкаливает, непрерывные щелчки (треск) в телефоне;

- нажать кнопку СБРОС, при этом стрелка должна установиться на нулевую отметку шкалы;

- повернуть экран в положение «Г», поставить ручку переключателя в положение.

- прибор к работе ГОТОВ.

Порядок работы:

а) Измерение гамма-излучения.

В положении «Г» экрана блока детектирования прибор регистрирует мощность дозы гамма-излучения в месте расположения блока детектирования. На поддиапазоне 1 (200) показания считываются по шкале микроамперметра

0-200 в р/ч, на остальных поддиапазонах – по шкале 0-5, умножая показания на коэффициент соответствующего диапазона.

Определение заражения радиоактивными веществами поверхности тела, одежды, техники и т.д. проводится путем измерения МДИ этих объектов.

б) обнаружение бетта-излучений.

Повернуть экран на блоке детектирования в положение «Б», поднесите блок детектирования к обследуемой поверхности на расстояние 1-1,5 см. Ручку переключателя поддиапазонов последовательно переключать в положение х0,1; х1; х10 до отклонения стрелки микроамперметра в пределах шкалы.

В положении экрана «Б» на блоке детектирования измеряется мощность дозы суммарного бетта-гамма-излучения. Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с гамма-излучением (экран блока детектирования в положении «Г») показывает о наличии бетта-излучения.

Назначение: Комплект дозиметра ДП-22-В предназначен для измерения индивидуальных доз гамма-облучения.

Технические данные:

Комплект состоит из зарядного устройства ЗД-5 и 50 дозиметров ДКП-50-А.
Дозиметры ДКП-50-А обеспечивают измерение индивидуальных доз гамма-облучения в диапазоне от 2 до 50 рентген при мощности дозы от 0,5 до

20 р/ч в диапазоне энергий излучения 200 кэв до 2 мэв.

Отчет измеряемых доз производится по шкале, расположенной внутри дозиметра и отградуирован в рентгенах.
Саморазряд дозиметров в нормальных условиях не превышает 2 деления за сутки.
Погрешность измерений дозы при температуре окружающего воздуха 20±5⁰С и относительной влажности до 98% не превышает ±10% от максимального значения шкалы при сверенных источниках.

5а. Неповторяемость показаний дозиметров при трехкратном облучении их расчетной дозой не превышает ± 5% от всей шкалы прибора.

Работоспособность комплекта обеспечивается в интервале температур от -40 до +50⁰С, при этом дополнительная погрешность измерений доз не превышает ±7,5% от максимального значения шкалы на каждые 10⁰С отклонения температуры от нормальных значений.
Саморазряд дозиметров ДКП-50-А при изменении температуры и влажности не превышает:

а) при температуре +50⁰С за 24 часа 3 деления;

б) при температуре -40⁰С за 3 часа 2 деления;

в) при относительной влажности воздуха 98±2%, температуре +20⁰С за 48 часов 3 деления.

8. Конструкция дозиметров обеспечивает их герметичность.

9. Напряжение на выходе ЗД-5 должно плавно регулироваться в пределах:

нижний предел ≤ 180 вольт;

верхний предел ≥250 вольт, при напряжении питания 3 вольта.

10. Продолжительность непрерывной работы с одним комплектом питания не менее 30 часов при токе потребления 200 мА.

11. Конструкция зарядного устройства брызгонепроницаемая.

Принцип действия дозиметра

Дозиметры индивидуального пользования позволяют с достаточной точностью определить полученную человеком дозу гамма-облучения. Основной частью дозиметра является малогабаритная ионизационная камера с «воздухоэквивалентными» стенками, к которой подключен конденсатор с электроскопом. При воздействии гамма-излучения в рабочем объеме камеры возникает ионизационный ток, уменьшающий потенциал конденсатора и камеры. Уменьшение потенциала пропорционально дозе облучения. Измеряя изменение потенциала, можно судить о полученной дозе. Измерение потенциала производится с помощью малогабаритного электроскопа, помещенного внутри ионизационной камеры. Отключение подвижной системы электроскопа – платинированной нити – измеряется с помощью отсчетного микроскопа со шкалой, отградуированной в рентгенах.

Конструкция дозиметра

Дозиметры ДКП-50-А требуют особо бережного обращения с ними: нельзя допускать ударов и падений, что может привести к выходу их из строя. Для удобства пользования дозиметр конструктивно выполнен в форме авторучки и носится в кармане одежды. Конструкция прямопоказывающего дозиметра комплекта ДП-22-В на рисунке 19.4.

Цилиндрический корпус изготавливается из дюралюминия и является внешним электродом системы камера-конденсатор. Малогабаритная ионизационная камера 9 с «воздухоэквивалентными» стенками прессуется из токопроводящего пресспорошка, обладающего тем свойством, что дозы гамма-облучения в одном грамме воздуха и пресспорошка равны в широком диапазоне энергии излучения. Толщина стенки камеры равна 0,8 мм. Объем камеры равен 1,8 см². Для получения линейной шкалы прибора зарядный потенциал камеры выбран равным 180-250В. Конденсатор 6 емкостью 500 пф изготавливается из высокоизоляционного материала «фторопласт-4». Внутренний электрод 5 изготавливается из алюминиевой проволоки и в месте крепления нити имеет U- образную форму. Нить 4 электроскопа прикрепляется к U- образному электроду в двух точках шеллаком.

Электроскоп платинируется методом распыления, образуя токопроводящую систему с большой механической устойчивостью.

Отсчетный микроскоп состоит из окуляра 1, объектива 10, шкалы 2 с общим увеличением 90 крат. Шкала имеет 25 делений. Цена одного деления составляет 2 рентгена.

Зарядная часть дозиметра состоит из контактной группы, состоящей из ограничителя и диафрагмы с контактом. При нажатии на дозиметр, в зарядном гнезде контакт соединяется с внутренним электродом системы.

Рис. 19.4 Дозиметр ДКП-50-А

1 – окуляр; 2 – шкала; 3 – корпус ионизационной камеры с креплением объектива; 4 – нить электроскопа; 5 – внутренний электрод; 6 – конденсатор; 7 – гайка; 8 – кольцо; 9 - малогабаритная ионизационная камера; 10 – объектив; 11 – пружинный держатель; 12 – защитная оправа;

При изъятии дозиметра из зарядного гнезда под действием упругих свойств диафрагмы контакт возвращается в исходное положение, предохраняя конденсатор от разрядки через ограничитель. Зарядная часть герметизируется за счет диафрагмы с прокладкой и гайки 10 с кольцом 9. Для предохранения дозиметра от загрязнения его корпус закрыт защитной оправой 12, которая при зарядке дозиметра отвинчивается. Для крепления дозиметра к одежде на корпусе установлен пружинный держатель 11.

Инструкция по эксплуатации:

Для приведения дозиметров в рабочее состояние их следует зарядить. Порядок зарядки дозиметра не зарядном устройстве следующий:

1)отвинтить защитную оправу дозиметра и защитный колпачок зарядного гнезда;

2)ручку потенциометра повернуть влево до отказа;

3)дозиметр вставить в зарядное гнездо устройства, при этом включается подсветка зарядного гнезда и высокое напряжение;

4)наблюдая в окуляр, легко нажать на дозиметр и далее поворачивать ручку потенциометра вправо до тех пор, пока изображение нити на шкале дозиметра не перейдет на «0», после этого вынуть дозиметр из зарядного гнезда;

5)проверить положение нити на дневной свет: при вертикальном положении нити ее изображение должно быть на «0»;

6)завернуть защитную оправу дозиметра и колпачок зарядного гнезда.

Дозиметр во время работы в поле действия гамма-излучения носится в кармане одежды. Периодически наблюдая в окуляр дозиметра, определяют по положению изображения нити на шкале величину дозы гамма-излучения, полученную во время работы.

Чтобы исключить влияние прогиба нити на показание дозиметра, отсчет необходимо производить при вертикальном положении изображения нити.

Подсоединение выводов элементов производить согласно маркировке, указанной на колодке зарядного устройства.

При эксплуатации дозиметров необходимо бережно обращаться с ними, оберегая их от резких ударов.

Дозиметр ДКГ - 03Д «Грач».

Назначение:

Дозиметр предназначен для измерения:

- мощности амбиентной эквивалентной дозы гамма-излучения (далее МЭД);

- амбиентной эквивалентной дозы гамма-излучения (далее ЭД).

Дозиметр может использоваться на предприятиях атомной энергетики, радиохимических производств и промышленности при использовании источников ионизирующего излучения, пунктах специального и таможенного контроля, а также в экологических службах и санитарно-эпидемиологических станциях. Кроме того, прибор может быть использован населением для индивидуального контроля радиационной обстановки.

Технические характеристики:

3.1. Количество и типы встроенных счетчиков Бета-2 – 1 шт.

3.1. Диапазон регистрируемых энергий гамма-излучения – 0,05/3 МэВ.

3.2. Диапазоны измерений:

- МЭД – 0,1/10³ мкЗв/ч;

- ЭД – 1/10⁸ мкЗв.

3.3. Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения, %:

- МЭД ± [15+2,5/Н·(10)], где Н· (10) – измеренное значение, мкЗв/ч;

- ЭД ± [15+2,5/Н· (10)], где Н· (10) – измеренное значение, мкЗв.

3.4. Энергетическая зависимость: не более ±30% относительно энергии 0,662 МэВ.

3.5. Дополнительная погрешность измерения не более ±5% при изменении температуры окружностей среды на каждые 10⁰С относительно нормальных условий.

3.6. Анизотропия чувствительности: не более ±35% для энергии 0,662 МэВ при изменении угла падения излучения от 0 до +180 относительно оси, перпендикулярной к центру детекторного блока.

3.7. Устойчивость к помехам:

- электромагнитным полям (по ГОСТ Р50008) – до 3 В/м;

- электростатическим разрядам (по ГОСТ 29191) – до 8 кВ.

3.8. Время измерения МЭД не ограниченно. В режиме измерения МЭД происходит непрерывное уточнение показаний по мере увеличения продолжительности замера. Одновременно на табло индицируется уменьшающееся значение статистической погрешности, что позволяет считать измерение оконченным при достижении необходимой точности.

3.9. Время установления рабочего режима – 5 с.

3.10. Напряжение питания – 2,0/3,3 В, тип элементов питания: 2 элемента по 1,5 В, размер АА, время непрерывной работы – 200 часов.

3.11. Климатические условия эксплуатации и хранения:

- минус 20/50⁰С – работа,

- минус 40/60⁰С – хранение,

относительная влажность – 90% при температуре +25⁰С;

- атмосферное давление – 650/800 мм.рт.ст.

3.12. Конструктивное исполнение – негерметичный пластмассовый корпус из пластмассы.

3.13. Прибор сохраняет основную погрешность и не имеет механических повреждений, ослабления креплений после воздействия механических нагрузок при транспортировке с числом ударов 80/120 в минуту и ускорением не более

30 м/с² в течение часа.

3.14. Прибор сохраняет основную погрешность после пребывания при значениях температур, выходящих за пределы рабочих, и последующей выдержки его в нормальных условиях в течение 2 часов.

3.15. Масса – 0,2 кг, включая элементы питания,

3.16. Размеры – 11×28×73 мм.

3.17. Наработка на отказ – не менее 8000 часов.

3.18. Назначенный срок службы дозиметра – не менее 7 лет.

Устройство и принцип работы

Принцип работы дозиметра основан на подсчете импульсов, поступающих со счетчиков Гейгера-Мюллера. Питание счетчиков обеспечивается напряжением 400 В, создаваемым встроенным высоковольтным преобразователем. Обработка полученных данных осуществляется микропроцессором, а результат измерения представляется на жидкокристалическом табло. Все углы дозиметра расположены в компактном корпусе из пластмассы.

Подготовка к работе

1.Включение и выключение питания дозиметра производится выключателем, расположенным на верхнем торце корпуса.

2.После включения на табло появляется:

в верхней строке надпись 0,00µЗв/ч;

в нижней строке значки********.

3. Через 2-3 с в верхней строке появляется показания МЭД, а в нижней строке статистическая погрешность измерения в процентах. Если надпись по п.2 сохраняется более 10 с, значит, дозиметр неисправен

Порядок работы

1.Выбор режима измерения.

Прибор одновременно работает в 2-х режимах:

- измерение МЭД;

- измерение.

Переключение индикации осуществляется нажатием кнопки «Режим».

2.Запуск режима измерения.

Запуск измерения в любом режиме производится нажатием кнопки «Пуск». При этом начинается процесс измерения только той величины (МЭД или ЭД), которая индицируется на табло в момент нажатия кнопки. Идущее одновременно с этим измерение другой величины продолжается.

3.Измерение МЭД.

3.1. При измерении МЭД на табло индицируется множитель:

µ - микро (10^-6);

m – милли (10^-3).

В нижней строке – статистическая погрешность измерения в процентах.

3.2. Каждый раз, когда Вы начинаете замер МЭД в новой точке (месте) нажмите кнопку «Пуск». Окончание замера (чтение показаний с табло) произведите в момент, когда Вас устроит значение статистической погрешности, индицируемое в нижней строке индикатора.

Помните, что прибор показывает среднее значение МЭД за все время измерения. Поэтому, если значение МЭД изменилось, а перезапуск не осуществлен, то новое значение МЭД прибор будет показывать через очень большой промежуток времени.

Измерение ЭД.

При измерении ЭД на табло индицируется:

– в верхней строке надпись «Доза»;

– в нижней строке измеренное значение ЭД в Зв. Перед размерностью индицируется множитель:

п – пико (10^-12);

н – нано (10^-9);

µ - микро (10^-8);

m – милли (10^-3).

5. Включение подсветки табло.

Табло подсвечивается при нажатой кнопке «СВЕТ».

Включение и выключение звукового сигнала.

При регистрации каждого гаммакванта дозиметр издает щелчок. Для отключения (или включения) этих звуков следует нажать кнопку «ЗВУК».

Автоматический перезапуск измерения МЭД.

При изменении измеряемой МЭД, превышающем статистический разброс, дозиметр без вмешательства пользователя перезапускает измерение МЭД. При этом подается короткий звуковой сигнал.

Такие автоматические перезапуски изредка возможны и при работе дозиметра в постоянном поле излучения. Они не должны беспокоить пользователя, поскольку вызваны не отказом дозиметра, а статистическими свойствами измеряемой величины.

Описанное свойство делает дозиметр очень удобным для использования его в качестве персонального (индивидуального) дозиметра в условиях радиационно-опасных объектов.

Содержание