Кварцевое волокно дозиметра , который иногда называют себя указывающее , карманный дозиметр (SIPD) или самостоятельного чтения карманный дозиметр (SRPD) или кварцевого волокна электрометр (QFE), представляет собой тип излучения дозиметра , перо, как устройство , которое измеряет накопленной дозы ионизирующего излучение, получаемое устройством, обычно за один период работы. Он прикрепляется к одежде человека, обычно к нагрудному карману для воздействия на все тело, для измерения воздействия радиации на пользователя.
В настоящее время его заменяют более современные типы дозиметров, такие как электронный персональный дозиметр (EPD).
Использовать
Как и другие типы персональных дозиметров , его носят работники, которые подвергаются профессиональному облучению, поэтому их работодатели могут вести учет их облучения, чтобы убедиться, что оно ниже установленных законом пределов. Он работает путем измерения уменьшения электростатического заряда на металлическом проводнике в ионизационной камере из-за ионизации воздуха в камере излучением. Он был изобретен в 1937 году Чарльзом Лауритсеном . [2]
Дозиметр необходимо периодически заряжать, чтобы восстановить показания нулевой дозы после воздействия радиации. Обычно он считывается сразу после использования, и доза регистрируется для записи воздействия на пользователя. В некоторых организациях владение устройством для подзарядки ограничено физиками-медиками, чтобы обеспечить точную регистрацию облучения. Он содержит маломощный микроскоп и осветительную линзу, которые позволяют в любое время напрямую считывать экспозицию, направляя осветительную линзу на источник света и глядя в микроскоп.
Устройство в основном чувствительно к гамма- и рентгеновскому излучению , но оно также обнаруживает бета- излучение выше 1 МэВ . Созданы версии, чувствительные к нейтронам. [1]
Дозиметры из кварцевого волокна производятся в различных диапазонах. Диапазон профессионального облучения в мирное время обычно составляет до 500 мбэр (5 мЗв), что превышает обычную годовую дозу в США, равную 360 мбэр (3,6 мЗв). Измерители радиоактивных осадков во время войны измеряют до 500 бэр (5 Зв), что примерно соответствует смертельной дозе.
Устройство из кварцевого волокна - это более старая конструкция дозиметра. У него есть следующие недостатки: [3]
- Низкая точность: из-за аналоговой механической конструкции точность составляет около 15%, что ниже, чем у других дозиметров.
- Ошибки чтения: поскольку его можно прочитать только вручную, он подвержен ошибкам чтения человеком.
- Малый динамический диапазон: диапазон устройства ограничен зарядом на электроде. Как только заряд разрядится, устройство прекращает регистрацию экспозиции. Это означает, что неожиданно большие дозы радиации могут быстро привести к насыщению устройств, предназначенных для контроля более обычных низкоуровневых облучений.
Восприимчивость к влаге устраняется путем отделения зарядного штифта от ионной камеры небольшим зазором. Устройство плотно прижимается к зарядному устройству, закрывая зазор и позволяя дозиметру выполнить сброс. При отпускании дозиметра штекер зарядного устройства отключается от ионной камеры, но вызывает небольшое изменение нуля, которое относительно непредсказуемо.
Теория Операции
Дозиметр из кварцевого волокна - это прочная форма устройства, называемого электроскопом Лауритсена . [3] [4] Он состоит из герметичного заполненного воздухом цилиндра, называемого ионизационной камерой . Внутри него находится металлическая электродная полоса, которая прикрепляется к клемме на конце ручки для подзарядки. К другому концу электрода прикреплено тонкое позолоченное кварцевое волокно , которое в состоянии покоя лежит параллельно электроду. Концы камеры прозрачны, и микроскоп фокусируется на волокне.
Во время зарядки зарядное устройство прикладывает к электроду высокое постоянное напряжение, обычно около 150-200 вольт [1] , заряжая его электростатическим зарядом. Кварцевое волокно, имеющее такой же заряд, отталкивается от поверхности электрода под действием кулоновской силы и отклоняется от электрода. После зарядки заряд остается на электроде, потому что он изолирован.
Когда частица ионизирующего излучения проходит через камеру, она сталкивается с молекулами воздуха, сбивая с них электроны и создавая в воздухе положительно и отрицательно заряженные атомы ( ионы ). Ионы с противоположным зарядом притягиваются к электроду и нейтрализуют часть заряда на нем. Уменьшенный заряд на электроде уменьшает силу, действующую на волокно, заставляя его двигаться обратно к электроду. Положение волокна можно увидеть в микроскоп. Позади волокна находится шкала, градуированная в единицах излучения, с нулевой точкой в положении волокна, когда оно полностью заряжено.
Поскольку каждая частица излучения позволяет определенному количеству заряда уйти с электрода, положение волокна в любой момент времени представляет совокупное излучение, прошедшее через камеру с момента последней перезарядки. Перезарядка восстанавливает потерянный заряд и возвращает волокно в исходное отклоненное положение.
Зарядное устройство представляет собой небольшую коробку, обычно питаемую от аккумулятора. Он содержит электронную схему, которая увеличивает напряжение аккумулятора до высокого напряжения, необходимого для зарядки. В ящике есть приспособление, для которого необходимо прижать конец дозиметра к зарядному электроду . Некоторые зарядные устройства включают в себя лампу для освещения измерительного электрода, так что измерение, регистрация и перезарядка могут выполняться одним рутинным движением.
Устройства с более широкими диапазонами изготавливаются путем добавления конденсатора, установленного между электродом и корпусом. Конденсатор накапливает большее количество заряда на устройстве при заданном напряжении на электроде. Поскольку каждая частица излучения позволяет уйти фиксированному количеству заряда, требуется большее количество частиц излучения, чтобы переместить волокно на заданное количество.
Карманная ионизационная камера
Версия вышеупомянутого дозиметра без возможности самосчитывания, называемая карманной ионизационной камерой или просто карманной камерой , широко использовалась во Второй мировой войне и послевоенных правительственных и военных проектах, особенно в Манхэттенском проекте . [1] Он состоял из простой ионизационной камеры с электродом, проходящим по центру, но без электроскопа для считывания. Вместо этого экспозиция считывалась путем подключения устройства к отдельному прецизионному электрометру / зарядному устройству, который измерял снижение заряда на электроде и отображал его на измерителе перед подзарядкой электрода. Они имели то преимущество, что они были проще, прочнее и дешевле, чем электрометры, но имели недостаток (считающийся желательным в некоторых военных приложениях), заключающийся в том, что без электрометра / зарядного устройства пользователь не мог считывать показания экспозиции. Они больше не используются.
Измеритель скорости
Аналогичное устройство, используемое с тем же зарядным устройством, представляет собой измеритель скорости . Это недорогой метод для лиц, занимающихся гражданской защитой, для измерения уровня радиации. Один измеряет скорость изменения измерителя скорости для заданного времени воздействия после зарядки измерителя скорости. Обычно один меры тяжелые выпадений из тридцати второго периода, и свето выпадения за десять-минутный период. У измерителя скорости есть две внутренние шкалы, которые считывают поток излучения непосредственно в бэрах за каждый период.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d Кадр, Пол (25 июля 2007 г.). «Карманные камеры и карманные дозиметры» . Собрание музея исторических инструментов физики здоровья . Ассоциированные университеты Ок-Ридж . Проверено 8 ноября 2008 года .
- ^ Кадр, Пол (25 июля 2007 г.). "Электроскоп Лауритцена Робли Эвана" . Собрание исторических инструментов физики здоровья . Национальная лаборатория Окриджа . Проверено 8 ноября 2008 года .
- ^ а б Ахмед, Сайед Наим (2007). Физика и техника обнаружения радиации . США: Academic Press. С. 647–648. ISBN 978-0-12-045581-2.
- ^ Радж, Балдев; Венкатарамен Б. (2004). Практическая радиография . Великобритания: Alpha Science Int'l. С. 162–163. ISBN 1-84265-188-9.
Внешние ссылки
- Фотографический список дозиметров радиации