26.1. Средства и методы радиационной разведки и контроля

Обеспечение радиационной безопасности в зонах радиоактивного зара­жения местности достигается непрерывным ведением радиационного на­блюдения и разведки, контролем доз облучения личного состава, а также проведением радиометрического контроля в зоне заражения и по выходу из зараженных районов.

Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений использу­ются дозиметрические приборы, которые подразделяются на измерители мощности дозы (индикаторы радиоактивности, рентгенометры, радио­метры) и измерители дозы (дозиметры). Методы измерения ионизирую­щих излучений в этих приборах основаны на различных физико-химиче­ских принципах.

В основе ионизационного метода лежит явление ионизации газа в ка­мере при взаимодействии излучения с веществом. Для измерения испо­льзуются явления электропроводности ионизированного газа. В резуль­тате возникает ток между вмонтированными в камеру электродами, к которым подведено напряжение. В зависимости от режима работы при­боры, основанные на появлении ионизационного тока в газах, могут ис­пользоваться для измерения плотности потоков частиц (пропорциональ­ные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера) и для измерения мощности дозы и дозы излучения (ионизационные камеры).

Химические методы дозиметрии основаны на измерении выхода ра-диационно-химических реакций, возникающих под действием ионизи­рующих излучений. Так, при действии излучений на воду образуются свободные радикалы Н* и ОН*. Продукты радиолиза воды могут взаи­модействовать с растворенными в ней веществами, вызывая различные окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся изме­нением цвета индикатора (например, реактива Грисса для нитратного метода). В частности, в основе работы ферросульфатного дозиметра ле­жит реакция

Fe²⁺ + ОН' -» Fe³⁺ + ОН", а при работе нитратного дозиметра

N0₃" + 2Н" -» N0₂" + Н₂0.

Химические методы дозиметрии не обязательно связаны с водными растворами; для этих целей применяются также органические растворы, изменяющие цвет пленки или стекла. Химические методы используются, как правило, для измерения дозы излучения.

Одним из вариантов химического метода является фотографический метод. В его основе лежит восстановление атомов металлического сереб­ра из галоидной соли под влиянием излучений. Плотность почернения фотопленки после проявления зависит от дозы излучения. Данный метод часто используется в приборах контроля профессионального облучения.

Сцинтилляционные методы основаны на регистрации вспышек света, возникающих при взаимодействии излучения с некоторыми органиче­скими и неорганическими веществами (антрацен, стильбен, сернистый цинк и др.). Эти методы используют в приборах, предназначенных для измерения потоков фотонов и частиц.

Сущность люминесцентных методов состоит в том, что под действием ионизирующего излучения в некоторых твердотельных изоляторах (крис­таллах и стеклах) носители электрических зарядов (электроны и дырки) изменяют свое положение и частично задерживаются в местах, где име­ются дефекты кристаллической решетки с соответствующими максиму­мами или минимумами электрического поля. Центры, образованные в результате захвата носителей заряда, обладают некоторыми разрешенны­ми энергетическими уровнями, между которыми возможны квантовые переходы носителя заряда, соответствующие испусканию или поглоще­нию энергии. Это может отражаться в изменении оптических свойств (цвета и оптической плотности) стекла, в появлении способности к лю­минесцентному возбуждению под действием видимого и ультрафиолето­вого света (радиофотолюминесценции), в излучении световых квантов при освобождении носителей зарядов из центров-ловушек под действи­ем теплового возбуждения (радиотермолюминесценции). Интенсивность возникающей люминесценции пропорциональна дозе излучения, в связи с чем эти методы применяются для измерения дозы излучения.

Для измерения доз нейтронов применяют наборы активационных де­текторов, в которых поток и доза нейтронов определяются по наведенной в разных веществах активности. С той же целью применяются трековые детекторы, работа которых основана на регистрации следов тяжелых за­ряженных частиц, образующихся в веществе под действием нейтронов. Такими частицами могут быть осколки деления нептуния, изотопов ура­на в специальной пластинке — радиаторе, подвергнутой действию ней­тронов. Следы образуют на специальной пленке — детекторе, находя­щейся в контакте с радиатором. Треки становятся видимыми после травления детектора (например, щелочью) и учитываются под микроско­пом. Трековый метод, так же как и активационный метод, позволяет оце­нить флюенсы нейтронов в определенных энергетических диапазонах с последующим расчетным определением дозы. Из-за своей сложности эти методы применяются главным образом в лабораторных условиях.

Существуют и другие методы дозиметрии, применяемые в научных исследованиях и гигиеническом нормировании профессионального об­лучения. Некоторые из них, например, основанные на изменении элект­рических свойств полупроводников при действии излучения, перспек­тивны для разработки полевых и индивидуальных средств дозиметрии.

Радиационное наблюдение в подразделениях, частях и учреждениях медицинской службы осуществляется с помощью индикаторов радиоак­тивности, предназначенных для обнаружения, сигнализации и измере­ния ионизирующих излучений, и рентгенометров, позволяющих осуще­ствлять измерение уровня радиации на местности. Начинается оно с использования индикатора-сигнализатора ДП-64, пульт которого уста­навливается в помещении дежурного по части. Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для постоянного радиационного наблюдения и оповещения о радиоактивной зараженности местности. Прибор работа­ет в следящем режиме и при мощности дозы у-излучения 0,2 Р/ч и выше подает звуковой (раздаются щелчки) и световой (мигает лампочка) сиг­налы.

Измеритель мощности дозы ИМД-21 предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы у-излучения и подачи светового сигнала о превышении порогового значения мощности экспозиционной дозы. Измеритель устанавливается в стационарных (ИМД-21 С) или подвиж­ных (ИМД-21 Б) объектах.

Прибор ИМД-21 измеряет мощность экспозиционной дозы у-излу­чения от 1 до 10000 Р/ч с выводом информации на пульт управления. Время установления рабочего режима 5 мин, время измерения и сраба­тывания сигнализации до 10 с. Блок детектирования (датчик со счетчи­ком) благодаря наличию соединительного кабеля может выноситься за пределы помещения до 200 м. Прибор может работать круглосуточно в автоматическом режиме.

Для измерения зараженности личного состава, вооружения и военной техники, различных объектов, воды и продовольствия предназначены ра­диометры. Однако степень радиоактивной зараженности установить не­посредственно в единицах активности технически трудно. Поэтому в ряде случаев о степени зараженности различных объектов судят косвен­но, измеряя мощность дозы у-излучения от их поверхности, которая в определенных пределах пропорциональна степени радиоактивной зара­женности. В полевых радиометрах единицей измерения мощности дозы у-излучения служит мР/ч.

Измеритель мощности дозы ДП-5В предназначен как для измерения уровней у-радиации на местности (т. е. является рентгенометром), так и для определения радиоактивной зараженности различных предметов по у-излучению (т. е. используется как радиометр). Мощность дозы у-излу­чения определяется в миллирентгенах в час для той точки пространства, в которой помещен при измерениях блок детектирования прибора. Кро­ме того, имеется возможность обнаружения р-излучения.

Прибор состоит из измерительного пульта, блока детектирования, ча­сто называемого зондом, соединенного с пультом при помощи гибкого кабеля длиной 1,2 м и раздвижной штанги, на которую крепится зонд. На блоке детектирования вмонтирован контрольный источник. Диапа­зон измерений прибора по у-излучению составляет от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч, погрешность измерений прибора в нормальных климатических условиях не превышает +30% от измеряемой величины.

Назначение и принцип действия модификаций прибора ДП-5А и ДП-5Б те же, что и ДП-5В. Различия состоят в некоторых конструктив­ных изменениях и частично в электрической схеме.

Измеритель универсальный НМД-12 позволяет провести измерение мощности дозы у-излучения в диапазоне от 10 мкР/ч до 999 Р/ч, а также измерение интенсивности р-излучения с поверхностей и измерение удель­ной р- и а-активности продовольствия, воды и фуража. Для осуществле­ния каждой из этих функций к измерительному пульту прибора присоеди­няется соответствующий блок детектирования.

При воздействии на человека проникающей радиации ядерного взрыва, а также внешнего облучения в зонах радиоактивного заражения основным фактором, определяющим степень поражения, является доза облучения. Определение доз ионизирующих излучений, полученных личным составом, осуществляется с помощью измерителей доз или до­зиметров.

Общевойсковые измерители дозы, к которым относятся приборы ДКП-50А (в составе комплекта ДП-22В) и ИД-1 (в комплекте того же на­звания), используются преимущественно для контроля доз облучения лич­ного состава в подразделениях. Индивидуальные дозиметры ДП-70МП и ИД-11 применяются главным образом для диагностики лучевого пораже­ния и определения степени его тяжести у раненых и больных на этапах медицинской эвакуации.

Комплект дозиметров ДП-22В состоит из зарядного устройства ЗД-5 и 50 дозиметров ДКП-50А. Дозиметры ДКП-50А обеспечивают измерение индивидуальных доз у-облучения в диапазоне от 2 до 50 рентген при мощности дозы от 0,5 до 200 Р/ч.

Отсчет измеряемых доз производится по шкале, расположенной внут­ри дозиметра и отградуированной в рентгенах. Саморазряд дозиметров в нормальных условиях не превышает 2 деления за сутки, а погрешность измерений — не более ±10% от максимального значения шкалы.

Во время работы в поле действия у-излучения дозиметр носят в карма­не одежды. Периодически наблюдая в окуляр дозиметра, определяют по положению изображения нити на шкале величину дозы у-излучения, по­лученную во время работы.

Комплект измерителя дозы ИД-1 состоит из 10 индивидуальных дози­метров ИД-1 и зарядного устройства ЗД-6. Он предназначен для измере­ния поглощенных доз у-нейтронного излучения в диапазоне от 20 до 500 рад с мощностью дозы от 10 до 360 000 рад/ч.

Основная погрешность измерения поглощенных доз у-нейтронного излучения не превышает ±20%, а саморазряд дозиметра в нормальных условиях составляет не более 1 деления в сутки.

Индивидуальный измеритель дозы ИД-11 и измерительное устройство ИУ обеспечивает измерение поглощенной дозы у- и смешанного у-ней­тронного излучения в диапазоне от 10 до 1500 рад. Доза нейтронов реги­стрируется по тепловой составляющей нейтронного спектра.

ИД-11 накапливает дозу при дробном (периодическом) облучении и сохраняет набранную дозу в течение длительного времени (не менее 12 мес). Измерительное устройство обеспечивает многократное измере­ние одной и той же дозы.

Регистратор предназначен для использования в стационарных и по­левых условиях. Измерительное устройство дает показания в виде циф­рового отсчета, соответствующего величине поглощенной дозы у-ней­тронного излучения. Время прогрева регистратора — 30 мин, время непрерывной работы — 20 ч. Время измерения поглощенной дозы не превышает 30 с.

Химический у-нейтронный дозиметр ДП-70МП в комплекте с полевым колориметром ПК-56Мпредназначается для измерения в полевых услови­ях доз суммарного у-нейтронного излучения, а также «чистого» у-излуче­ния в дозах от 50 до 800 Р в интервале мощностей доз от 1 до 250 000 Р/ч. Отсчет измеряемых доз производится по шкале передвижного ушка поле­вого колориметра ПК-56М непосредственно в рентгенах. Погрешность измерения полученной дозы у-излучения составляет ±25%. Время разви­тия максимальной окраски в рабочем растворе дозиметра составляет 40—60 мин с момента прекращения воздействия у-излучения. Продолжи­тельность сохранения окраски без изменения — не менее 30 сут.