URZĄDZENIA POMIAROWE PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO, Prezentacje z Biofizyka

Pobierz URZĄDZENIA POMIAROWE PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO i więcej Prezentacje w PDF z Biofizyka tylko na Docsity! URZĄDZENIA POMIAROWE PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO 1 2 WPROWADZENIE Promieniowanie jonizacyjne, czyli rentgenowskie oraz jądrowe (gamma, alfa i beta), przechodząc przez materię, powoduje jej jonizację i destrukcyjnie oddziaływuje na żywe organizmy. Ocena ryzyka narażenia na promieniowanie jonizujące oparta jest na systemie ochrony radiologicznej. Ochrona radiologiczna to działania zmierzające do zapobiegania narażenia ludzi i środowiska na promieniowanie jonizujące. W tym celu wykorzystuje się przyrządy przeznaczone do wykrywania i pomiarów promieniowania jonizującego. 5 OGÓLNE ZASADY BUDOWY PRZYRZĄDÓW DOZYMETRYCZNYCH Przyrządy dozymetryczne składają się z trzech głównych elementów: ❖ detektora promieniowania, ❖ właściwego urządzenia pomiarowego, ❖ zasilacza. Poszczególne zespoły układu mogą być ze sobą w różny sposób powiązane. Najczęściej spotykane są wszystkie trzy zespoły umieszczone w jednej wspólnej budowie lub też układ pomiarowy i zasilacz obudowane razem, z wydzielonym układem detektora. Podstawowym elementem przyrządu dozymetrycznego jest detektor promieniowania, którego działanie oparte jest na jonizacji zachodzącej pod wpływem promieniowania w gazach, cieczach lub ciałach stałych i przekształcające to promieniowanie w sygnały elektryczne. 6 DETEKTORY PROMIENIOWANIA Detektory gazowe Do tej grupy zalicza się typy detektorów: • komory jonizacyjne, • liczniki proporcjonalne, • licznik Geigera – Müllera. Liczniki jonizacyjne wykorzystują do detekcji właściwość jonizacji gazu umieszczonego między okładkami kondensatora. W wyniku przejścia cząstki promieniowania jonizującego przez licznik następuje wzrost napięcia na kondensatorze. Ponieważ jonizacja dotyczy pary jonów wytworzonej pomiędzy okładkami, zatem całkowity impuls napięcia jest sumą impulsów pochodzących od każdego z jonów. Na rysunku przedstawiony jest wykres zależności wysokości impulsu od przyłożonego napięcia. Na wykresie przedstawione zostały poszczególne obszary pracy licznika jonizacyjnego, ponumerowane od 1 do 5. 7 ZAKRES PRACY LICZNIKA JONIZACYJNEGO Licznik proporcjonalny umożliwia detekcję cząstek naładowanych. źródło promieniowania _— promieniowanie jonizujące tuba Geigera-Miillera NJ anoda - drut wolframow tv 20 WE 5- +400V M af pa pocJeT/e 4 w Zasilacz NZD ZKESE = ow Ar Wj 15pF 10M JĄ - WN 600V +SV jonizacja gazu JL — ----.... licznik impulsów Wzmacniacz buzzer 10 11 LICZNIKI SCYNTYLACYJNE Są grupą detektorów promieniowania jonizującego, które wykorzystuje do rejestracji cząstek zjawisko fluorescencji, mającego miejsce na skutek oddziaływania cząstek przechodzących przez scyntylator z powłokami elektronowymi materiału scyntylatora. W wyniku wzbudzenia scyntylatora następuje promieniste przejście elektronów do stanu podstawowego. Czas trwania scyntylacji jest dość krótki, a foton w ten sposób powstały zawiera informacje o energii cząstki i przenosi ją na układ przetwarzający tę informację w impuls elektryczny. Układ ten, zwany fotopowielaczem, składa się z szeregu elektrod zwanych dynodami, pomiędzy którymi dochodzi do wzmocnienia impulsu napięciowego. Na skutek fotoelektrycznego efektu oddziaływania fotonu z katodą fotopowielacza, ma miejsce generacja elektronu swobodnego, który następnie zostaje powielony na kolejnych dynodach. Końcowy impuls na wyjściu fotopowielacza jest jeszcze odpowiednio wzmacniany przez układy elektroniczna. Licznik ten nadaje się do detekcji promieniowania fotonowego, jak i cząstek naładowanych. Padający foton Fotokatoda Elektroda ogniskująca Miernik Zasilanie 12 15 PRZYKŁADY PRZYRZĄDÓW DOZYMETRYCZNYCH Innym zastosowaniem licznika G-M jest Radiometr Cyfrowy EKO-D, który służy jako przyrząd umożliwiający wykrycie oraz pomiar dawki i mocy dawki promieniowania. Dodatkową funkcją przyrządu jest możliwość ustawienia progu dawki i mocy dawki, po przekroczeniu którego uruchomiony zostaje alarm. Radiometr służy do pomiaru parametrów promieniowania X i γ w zakresie energetycznym od 50 keV do 1,5 MeV. Zakres dla pomiaru dawki wynosi 0,1– 9999 mrem ± 10% oraz 0,01–99,99 mSv ± 10%. Zakres dla pomiaru mocy dawki zawiera się w przedziale 0,01– 999,9 μSv/h ±20% oraz 0,001–99,99 mR/h. Radiometr EKO-D jest przyrządem kontrolno- pomiarowym i może służyć do wstępnego szacowania dawki ekspozycyjnej w miejscu pomiaru. Urządzenie ma możliwość podłączenia do komputera. 16 PRZYKŁADY PRZYRZĄDÓW DOZYMETRYCZNYCH Dawkomierzem, w którym zastosowano funkcję sygnalizacji przekroczonego progu dawki jest również Dawkomierz Osobisty EKO-OD. Urządzenie służy zarówno do pomiaru mocy dawki, jak i stanowi sygnalizator przekroczenia dopuszczalnej dawki. Stosuje się go jako przyrząd do użytku indywidualnego. Detektorem promieniowania jonizującego jest w tym przypadku licznik G-M przystosowany do pomiaru w zakresie energetycznym 0,06–1,5 MeV. Przy pomocy przyrządu można mierzyć indywidualny równoważnik dawki w zakresie 1–999 μSv z dokładnością ±30% oraz indywidualny równoważnik mocy dawki w zakresie 1–999 μSv/h również z dokładnością ±30%. Przyrząd może znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie dochodzi do narażenia pracowników na działanie promieniowania jonizującego. 17 PRZYKŁADY PRZYRZĄDÓW DOZYMETRYCZNYCH Jako dozymetr osobisty mogą być także stosowane produkty firmy Polimaster oznaczone numerami PM1703–MO1 oraz PM1703– MO2. Urządzenia są wyposażone w dwa rodzaje detektorów – licznik G-M oraz licznik scyntylacyjny ze scyntylatorem CsI(Tl).