Методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Ионизирующие излучения невидимы, не имеют ни цвета, ни запаха или других признаков, которые указали бы человеку на их наличие или отсутствие. Поэтому их обнаружение и измерение производят косвенным путем на основании какого-либо свойства. Как правило, для определения уровней радиации, степени радиоактивности или дозы излучения используют один из методов: физический, химический, фотографический, биологический или математический (расчетный).

В основе работы дозиметрических и радиометрических приборов используются следующие методы индикации:

- ионизационный, основанный на свойстве, способности этих излучений ионизировать любую среду, через которую они проходят, в том числе и детекторное (улавливающее) устройство прибора. Измеряя ионизационный ток, получают представление об интенсивности радиоактивных излучений;

- сцинтиляционный, регистрирующий вспышки света, возникающие в сцинтиляторе (детекторе) под действием ионизирующих излучений, которые фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) преобразуются в электрический ток. Измеряемый анодный ток ФЭУ (токовый режим) и скорость счета (счетчиковый режим) пропорциональны уровням радиации;

- люминисцентный, базирующийся на эффектах радиофотолюминисценции (ФЛД) и радиотеримолюминисценции (ТЛД). В первом случае под действием ионизирующих излучений в люминофоре создаются центры фотолюминисценции, содержащие атомы и ионы серебра, которые при освещении ультрафиолетовым светом вызывают видимую люминисценцию, пропорциональную уровням радиации. Дозиметры ТЛД под действием теплового воздействия (нагрева) преобразуют поглощенную энергию ионизирующих излучений в люминицентную, интенсивность которой пропорциональна дозе ионизирующих излучений;

- фотографический - один из первых методов регистрации ионизирующих излучений, позволивший французскому ученому Э. Беккерелю открыть в 1896 г. явление радиоактивности. Этот метод дозиметрии основан на свойстве ионизирующих излучений воздействовать на чувствительный слой фотоматериалов аналогично видимому свету. По степени почернения (плотности) можно судить об интенсивности воздействующего на пленку ионизирующего излучения с учетом времени этого воздействия;

- химический, основанный на измерении выхода радиационно-химических реакций, протекающих под действием ионизирующих излучений. Известно значительное количество различных веществ, изменяющих свою окраску (степень окраски) или цвет в результате окислительных или восстановительных реакций, что можно соизмерять со степенью или плотностью ионизации. Данный метод используют при регистрации значительных уровней радиации;

- калориметрический, базирующийся на измерении количества теплоты, выделяемой в детекторе при поглощении энергии ионизирующих излучений, поглащаемая веществом, в конечном итоге преобразуются в теплоту при условии, что поглащающее вещество является химически инертным к излучению и это пропорционально интенсивности излучений;

- нейтронно-активационный, связанны с измерением наведенной активности и в которых случаях являющийся единственно возможным методом регистрации, особенно слабых нейтронных потоков, так как наведенная ими активность оказывается слишком малой для надежных измерений обычными методами. Кроме того, этот метод удобен при оценке доз в аварийных ситуациях, когда наблюдается кратковременное облучение большими потоками нейтронов.

В биологических методах дозиметрии использована способность излучений изменять биологические объекты. Величину дозы оценивают по уровню летальности животных, степени лейкопении, количеству хромосомных аббераций, изменению окраски и гиперемии кожи, выпадению волос, появлению в моче дезоксицитидина и др. Биологические методы не очень точны и менее чувствительны по сравнению с физическими.

В расчетных методах дозу излучения определяют путем математических вычислений. Это единственно возможный метод определения дозы от инкорпорированных радионуклидов, т. е. попавших внутрь организма.

Приборы для обнаружения и измерения ионизирующих излучений

Принципиальная схема любого дозиметрического и радиометрического прибора одинакова. Она включает три обязательных блока: детекторное устройство (детектор), регистрирующий прибор (индикатор) и блок питания (аккумуляторы, батарейки, элементы, электросеть и пр.). Одним из важнейших элементов приведенной схемы является детекторное устройство прибора, которое улавливает ионизирующие излучения от измеряемых объекте.

В качестве детектора чаще всего используют ионизационные камеры; горизонтальные или торцевые счетчики; кристаллы или другие люминофоры, светящиеся под воздействием ионизирующих излучений; фотосоставы или химические растворы, изменяющие свой цвет или степень окраски в зависимости от величины или интенсивности излучений и др.

Приборы, используемые для измерения ионизирующих излучений, классифицируют по различным признакам. Их классифицируют по назначению:

1. Индикаторы - простейшие, регистрируют факт наличия излучения. Детектор в них чаще всего газоразрядный счетчик (для регистрации бета-излучения СТС-5, СТС-6, СБМ-10, гамма-излучения СИ11Г, 13 Г, 19...25Г).

2. Дозиметры - служат для получения измерительной информации о поглощенной дозе или мощности дозы (ДП-70МП, комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11).

3. Рентгенометры - измеряют мощность дозы гамма- и рентгеновского излучения. Детектор в них - ионизационный счетчик (измеритель мощности дозы ДП-5В (А, Б), бортовой рентгенметр ДП-ЗБ, измерители мощности дозы ИМД-21, ИМД-22).

4. Радиометры - измеряют активность (удельную, поверхностную, объемную). Детекторы в них - ионизационные и сцинтилляционные счетчики (портативный радиометр РКБ-05П, сцинтилляционный СРП-88Н, портативный сигнальный интеллектуальный дозиметр-радиометр МКС-09П).

5. Спектрометры - определяют энергию частиц, энергетический спектр, тип радионуклидов. (α -, β -, φ -спектрометры. На практике чаще всего - комбинированные).

Кроме того, существуют универсальные приборы, которые совмещают функции дозиметра, радиометра и спектрометра.

В зависимости от конструктивных особенностей и характера проведения контроля приборы делятся на:

1. Носимые приборы для индивидуального дозиметрического контроля;

2. Переносные приборы для группового дозиметрического или радиационного технологического контроля;

3. Стационарные одноканальные приборы и многоканальные установки для непрерывного дистанционного дозиметрического и радиационного технологического контроля. Их называют также системами радиационного контроля.

Аварии на радиационноопасных объектах экономики

Классификация аварий на РОО

Радиационноопасный объект (РОО) - территориально обособленный или технологически независимый объект использования атомной энергии, на котором проводятся работы с радионуклидными источниками, РВ (радиоактивными веществами) и РАО (радиоактивными отходами), включающий в себя работников (персонал) и оборудование для проведения такого рода работ.

К типовым радиационноопасным объектам относятся:

- атомные станции;

- предприятия по изготовлению ядерного топлива;

- по переработке отработавшего топлива и захоронению радиоактивных отходов;

- научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы;

- ядерные энергетические установки на транспорте;

- военные объекты.

РОО по потенциальной радиационной опасности делятся на следующие категории:

1 категория - РОО, при авариях, на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите;

2 категория - РОО, радиационное воздействие которых при аварии ограничивается территорией санитарно-защитной зоны;

3 категория - РОО, радиационное воздействие которых при аварии ограничивается территорией РОО;

4 категория - РОО, радиационное воздействие которых при аварии ограничивается помещениями, где проводятся работы с источниками излучения.

Категория РОО - характеристика РОО по степени его потенциальной опасности для населения в условиях нормальной эксплуатации и при возможной аварии.

Анализ аварий на РОО в 14 странах дал возможность установить основные причины их возникновения и долю каждой из них в общем числе аварий:

- ошибки в проекте, дефекты оборудования - 30, 7 %;

- износ и коррозия оборудования - 25, 5 %;

- ошибки оператора - 17, 5 %;

- ошибки в эксплуатации - 14, 7 %;

- прочие причины (стихийные бедствия, диверсии, теракты и т.д.) - 11, 6 %.

С целью заблаговременной разработки мер, реализация которых в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содействовать успешной их ликвидации аварии классифицируют по определённым признакам.

Например, аварии, связанные с нарушением нормальной эксплуатации РОО, подразделяются на проектные и запроектные.

Проектная авария - авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния, в связи с чем предусмотрены системы безопасности.

Запроектная авария - вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и приводит к тяжелым последствиям. При этом может произойти выход радиоактивных продуктов в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории, возможному облучению населения выше установленных норм. В тяжелых случаях могут произойти тепловые и ядерные взрывы.

Также для характеристики и информирования населения об аварии на АЭС МАГАТЭ (Международным агентством по атомной энергетике) была разработана и внедрена в странах мира Международная шкала тяжести событий на АЭС (табл. 6).

Таблица 6

Характеристика аварии	Класс	Характеристика воздействия на население и окружающую среду
Тяжелая авария		Сильный выброс: тяжёлые последствия для здоровья населения и окружающей среды
Серьезная авария		Значительный выброс: требуется полномасштабное применение плановых мероприятий по восстановлению
Авария с риском для окружающей среды		Ограниченный выброс: требуется частичное применение плановых мероприятий по восстановлению
Авария без значительного риска для окружающей среды		Минимальный выброс: облучение населения в пределах допустимого
Серьезный инцидент		Пренебрежительно малый выброс: облучение населения ниже допустимого предела
Инцидент		Меры по защите населения не требуются
Аномальная ситуация, то есть отклонение от разрешенного режима эксплуатации		Меры по защите населения не требуются
Событие, которое с точки зрения безопасности не имеет значения		Меры по защите населения не требуются

Первые три уровня называют происшествиями (инцидентами), а последние четыре уровня – авариями. При этом значительную опасность для здоровья персонала, населения и ОПС представляют лишь события, отнесенные к 4, 5, 6, 7-му уровням. Например, катастрофа на ЧАЭС и Фукусиме относится к 7-му уровню; авария на АЭС " Три-Майл-Айленд" (США) - к 5-му уровню; подавляющее большинство аварий на АЭС, о которых сообщалось в прессе, относится к 1, 2-му уровням шкалы; авария на Смоленской АЭС и Ленинградской АЭС (24 марта 1992 г.) - 3 уровень, а авария на Ново-Воронежской АЭС (3 ноября 2004 г.) – 0 уровень.

В зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий потенциальные аварии на АЭС делятся на шесть типов: локальная, местная, территориальная, региональная, федеральная, трансграничная.

Если при региональной аварии количество людей, получивших дозу облучения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации, может превысить 500 человек, или количество людей, у которых могут быть нарушены условия жизнедеятельности, превысит 1 000 человек, или материальный ущерб превысит 5 млн. минимальных размеров оплаты труда, то такая авария будет федеральной.

При трансграничных авариях радиационные последствия аварии выходят за территорию Российской Федерации, либо данная авария произошла за рубежом и затрагивает территорию Российской Федерации.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒