Загальні положення. Радіоактивні речовини не можна визначити за допомогою органів відчуття, бо вони не мають кольору, запаху

Радіоактивні речовини не можна визначити за допомогою органів відчуття, бо вони не мають кольору, запаху, інших будь-яких ознак. Тому їх можна визначити тільки за допомогою дозиметричних приладів (ДП).

ДП дозволяють виявити радіоактивні речовини і визначити рівень радіації на місцевості, ступінь забруднення предметів і об’єктів, а також виміряти сумарну дозу радіоактивного опромінення людей.

У відповідності з їх призначенням ДП поділяються на чотири групи.

І група – прилади радіаційної розвідки місцевості. До неї відносяться індикатори радіоактивності ДП-63 і ДА-64.

ІІ група – прилади для вимірювання рівнів радіації на місцевості та об’єктах, рентгенметри ДП-5А і СРП-68-01.

ІІІ група – прилади контролю радіоактивного забруднення поверхонь різних об’єктів, радіометри ДП-5А і ДП-12.

ІV група – прилади контролю радіоактивного опромінення, дозиметри ДП-24 і ІД-11.

Виявлення радіоактивних речовин в наведених групах ДП ґрунтується на здатності випромінювань іонізувати речовини середовища, в якому це випромінювання розповсюджується. При цьому використовують наступні методи:

- іонізаційний полягає у здатності радіоактивного випромінювання іонізувати повітря;

- сцинтиляційний використовує здатність деяких кристалів, газів та розчинів випромінювати світло при проходженні через них іонізаційного випромінювання (ІВ);

- фотографічний передбачає здатність фотографічної емульсії чорніти під впливом ІВ;

- хімічний базується на зміні кольору індикатора під впливом ІВ.

3.1. Прилади радіаційної розвідки

Вимірювач потужності дози ДП-5А представлений на рис.1.1.

Рис.1.1 – Вимірювач потужності дози ДП-5А

Діапазон вимірювання ДП-5А по гамма-випромінюванню від 0,05 мР/год до 200Р/год. Діапазон поділений на 6 піддіапазонів, які наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Піддіапазони вимірювань ДП-5А

Відлік показань на І піддіапазоні виконується по нижній шкалі, на інших піддіапазонах – по верхній шкалі з наступним помноженням на відповідний коефіцієнт піддіапазону. Ділянки шкали від нуля до першої цифри є неробочими.

Прилад має звукову індикацію на всіх піддіапазонах, крім першого.

В комплект приладу входять: вимірювальний пульт і зонд, який з’єднаний з пультом кабелем довжиною 1,2 м; футляр з пасками і контрольним препаратом (стронцій 90); телефон звукової індикації; подовжувальна штанга; колодка виносного живлення з кабелем довжиною 10 м; комплект запасного майна; технічна документація і укладальний ящик.

На панелі вимірювального пульта розміщені:

- ручка «Режим» ( потенціометр регулювання режиму) ;

- шкала приладу;

- тумблер підсвічування шкали;

- перемикач піддіапазонів;

- гвинт установки нуля;

- кнопка скидання показань;

- гніздо підключення телефона.

Зонд герметичний, в ньому розташована плата, на якій знаходяться два газорозрядні лічильники. На плату вдягається стальний корпус з вікном для індикації β- випромінювань. Вікно заклеєно етилцелюлозною водостійкою плівкою. На корпусі є два виступи, котрими він ставиться на поверхню, яку треба перевірити на β- зараженість. Для зручності у роботі при вимірюваннях зонд має ручку. Зонд має поворотний екран, який фіксується в двох положеннях «Б» і «Г». В положенні «Б» вікно відкрите і проводиться вимірювання β-випромінювання, в положенні «Г» вікно закрите і проводиться вимірювання γ- випромінювання.

Футляр призначений для перенесення приладу. У кришці футляра є вікно для спостережень показань приладу. На внутрішній стороні кришки наведена таблиця допустимих величин зараженості та прикріплений контрольний препарат (радіоактивне джерело - стронцій 90) для перевірки працездатності приладу.

Підготовку ДП-5А до роботи проводять наступним чином:

1. Ручку «Режим» повернути вліво до упору і підключити джерело живлення.

2. Повернути перемикач піддіапазонів у положення «Реж» і повертаючи ручку «Режим» вправо, установити стрілку приладу на позначку шкали

Якщо стрілка приладу відхилиться недостатньо, потрібно перевірити придатність джерела живлення і надійність підключення.

3. Перевірити працездатність приладу від ІІ до VІ піддіапазонах за допомогою радіоактивного препарату, який укріплений на кришці футляру. Для чого необхідно:

а) відкрити радіоактивний препарат, повертаючи пластинку навколо осі;

б) встановити екран зонда у положення «Б»;

в) підключити телефон;

г) установити зонд опорними виступами на кришку футляра, так щоб джерело стронцію знаходилося напроти вікна зонда;

д) послідовно перемикаючи піддіапазони «х1000», «х100», «х10», «х1» і «х0,1» прослухати щиглики у телефоні і стежити за відхиленням стрілки приладу.

При нормальній роботі приладу щиглики у телефоні прослухуються на усіх піддіапазонах, а стрілка мікроамперметра повинна зашкалювати на VІ і V піддіапозонах, відхилюватися на ІV піддіапазоні. На ІІ і ІІІ стрілка може не відхилятися із-за недостатньої активності джерела.

4. Поставити ручку перемикача піддіапазонів в положення «Режим». Прилад готовий до вимірювань.

Радіаційну розвідку місцевості проводять у такій послідовності: прилад знаходиться на висоті 0,7- 1,0 від землі. Зонд з футляра не виймається. Екран зонда в положенні «Г». Показання знімаються на І піддіапазоні з нижньої шкалі від 0 до 200Р/год. Якщо показання приладу на І піддіапазоні «200» незначні, тобто менше 5 Р/год., треба перемикач піддіапазонів поставити у ІІ положення «х1000» і відлік проводити по верхній шкалі.

Ступінь радіоактивного забрудненняоб’єктів визначають в такий послідовності: вимірюють гама-фон на відстані 15-20 м від об’єкта. При цьому зонд повинен знаходитися на висоті 0,7-1,0 м від землі. Вимірювання проводять на піддіапазонах «х1000», «х100», «х10», «х1», «х0,1», показання знімають з верхньої шкали приладу і множать на коефіцієнт, який відповідає положенню перемикача піддіапазонів. Це перше вимірювання.

Після цього зонд упорами вперед підносять до об’єкта, який обстежують, на відстань 2-3 см і повільно переміщують над поверхнею об’єкта (екран зонда у положенні «Г»), і проводять друге вимірювання. Різниця між другим і першим вимірюваннями дає величину ступеня забруднення об’єкта гама-випромінюванням.

При виявленні бета-випромінювань необхідно екран зонду встановити в положення «Б» та розташувати зонд на 1-2 см від поверхні об’єкта;

- ручку перемикача піддіапазонів послідовно встановити у положення «х0,1», «х1», «х10» до отримання відхилення стрілки у межах шкали;

- проводять два вимірювання, перше – положення екрана зонда «Г», друге – положення екрана зонда «Б». Різниця у результатах вимірювання вказує на наявність бета-випромінювань.

Визначення ступеня зараженості води проводиться з двох проб загальними об’ємом 1,5-10 л. Одна відбирається з верхнього шару джерела води, друга – з придонного шару. Вимірювання виконують зондом у положенні «Б», розташовуючи його на відстані 0,5-1 см від поверхні кожної проби води, і знімають показання з верхньої шкали.

3.2. Прилади дозиметричного контролю

Комплект індивідуальних дозиметрів ДП-22В використовується для вимірювання сумарних доз радіоактивного опромінення людей. Загальний вигляд комплекту ДП-22В наведений на рис. 1.2.

Рис.1.2 – Комплект дозиметрів ДП-22В

Комплекти індивідуальних дозиметрів складаються з:

- п’яти (п’ятдесяти) дозиметрів ДКП-50А;

- зарядного пристрою ЗД-5;

- футляра і технічної документації.

Діапазон вимірювань отриманих доз – від 2 до 50 Р при рівнях радіації від 0,5 до 200 Р/год.

Принцип дії прямопоказуючого дозиметра подібний дії найпростішого електроскопа.

Перед роботою дозиметр необхідно зарядити. Для цього:

- відкрутити захисну оправу дозиметра і захисний ковпачок зарядного гнізда, ручку потенціометра повернути до упору вліво;

- дозиметр вставити в зарядне гніздо ЗД-5, при цьому вмикається підсвічування зарядного гнізда і висока напруга;

- спостерігаючи в окуляр, злегка нажати на дозиметр і повертати ручку потенціометра вправо до того, поки зображення нитки на шкалі дозиметру не перейде на «0», після чого вийняти дозиметр із зарядного гнізда;

- перевірити положення нитки при денному освітленні, при вертикальному положенні нитки її зображення повинно бути на «0»;

- закрутити захисну оправу дозиметра і ковпачок зарядного гнізда.

Експозиційну дозу випромінювання визначають за положенням нитки на шкалі відлікового пристрою. Відлік необхідно проводити при вертикальному положенні нитки, щоб виключити вплив показників дозиметра на пригинання нитки від ваги.

3.3. Методика оцінки радіаційної обстановки

Оцінка радіаційної обстановки передбачає визначення:

- надмірного тиску ΔРф;

- ступеня руйнування об’єкта;

- ступеня ураження людей;

- дози проникаючої радіації;

- рівня радіації на осі сліду хмари;

- величини світлового імпульсу;

- ступеня опікової травми людей.

Необхідними даними для оцінки радіаційної обстановки є:

- швидкість середнього вітру, км;

- потужність вибуху, кг;

- відстань вибуху, км;

- прозорість повітря;

- відстань, км.

Оцінка радіаційної обстановки проводиться для прийняття необхідних заходів по захисту населення та визначення доцільних дій на зараженій місцевості.

Вихідні дані для розрахункової роботи кожного студента наведені в таблиці 1.2 даної практичної роботи.

3.3.1. Приклад розрахунку основних параметрів осередку радіаційного ураження.

Погодні умови: слабка димка, видимість – 10 км.

Визначення надмірного тиску ΔРф (дод.1 [2]):

- відстань Ri –1,5 км;

- наземний вибух.

Визначення ступеня руйнування об’єкта (поз.11 дод.2 [2] )

- ΔРф 10-20 кПа → І зона → слабкі руйнування;

- ΔРф 20-30 кПа → ІІ зона→ середні руйнування.

Визначення ступеня ураження людей (табл.8.1[2] ):

- ΔРф = 20 кПа → ураження (травми) → легкі.

Визначення дози проникаючої радіації (дод.9 [2]):

- відстань Ri – 1,5 км.

Визначення рівня радіації на осі сліду (дод.12 [2]):

- швидкість вітру v – 25 км/год;

- відстань Ri – 1,5 км; Р = 3037,5 Р/год

- потужність вибуху q –10 кт.

Екстраполяційні розрахунки:

При R₁ = 2 км – Р₁ = 5200 Р/год

При R₂ = 4 км – Р₂ = 1700 Р/год

Δ Rі = R₁- Rі = 2-1,5 = 0,5 км

К = (R₂- R₁) : Δ Rі = (4-2): 0,5 = 4

2. Потужність вибуху q = 20 кт, відстань Rі = 1,5:

Р_1,5 = Р₂+ ΔР_0,5 = 5200 + 875 = 6075 Р/год.

3. Потужність вибуху q = 10 кт, відстань Rі = 1,5 км:

Р = 6075 : 2 = 3037,5 Р/год.

Визначення величини світлового імпульсу (дод. 4 [2]):

- потужність вибуху q – 10 кт;

- відстань Rі –1,5 км;

- наземний вибух.

Інтерполяційні розрахунки:

1. Потужність вибуху q –10 кт:

на відстані R₁ = 1,45 км – Ісв₁ = 160 кДж/м²; Ісв = 152 кДж/м²

на відстані R₂ = 1,83 км – Ісв₂ = 100 кДж/м²;

Визначення ступеня опікової травми людей (табл.9.1 [2])

- при Ісв = 152 кДж/м² ступінь опіку –1

Таблиця 1.2 – Варіанти вихідних даних для рішення завдань

4. Контрольні питання

1. Призначення дозиметричних приладів.

2. Будова приладу ДП-5А. Принцип дії.

3. Підготовка ДП-5А до роботи.

4. Вимірювання рівнів радіації на місцевості.

5. Порядок вимірювання радіоактивного зараження об’єктів.

6. Визначення γ- випромінювань.

7. Зарядка індивідуальних дозиметрів.

8. Визначення радіаційного забруднення води.

9. Методика оцінки радіаційної обстановки.