Измерения ионизирующих излучений

Методы регистрации ионизирующих излучений (ИИ)

Ионизирующие излучения в объектах вызывают эффекты первичные или вторичные.

Обнаружение ИИ происходит по следующим процессам:

• — ионизация;
• — возбуждение атомов;
• — образований вторичных излучений.

Все методы регистрации ионизирующих излучений можно разделить на следующие группы:

• 1. Ионизационный — при этом регистрируются эффекты ионизации.
• 2. Методы, основанные на регистрации вторичных эффектов:
  • — фотографический;
  • — химический;
  • — экзоэмиссионный;
  • — биологический.

При этом под биологическим методом понимают определение реакции живого организма на действие ионизирующих излучении — выживаемость, морфологические и функциональные изменения, время их развития, интенсивность выраженности первичной реакции на облучение.

Рассмотрим некоторые методы регистрации ионизирующих излучении более подробно.

Ионизационный метод

На основе этого метода выполнено подавляющее большинство войсковых дозиметрических приборов:

• — для ведения радиационной разведки — ДП-64, ДП-5 в модификациях А, Б, В;
• — индивидуальные дозиметры ДКП-50А, ИД-1,
• — радиометрическая лаборатория ДП-100 АДМ.

Воспринимающая часть устройства представляет собой разновидность газового конденсатора и состоит из двух изолированных пластин, на которые подается напряжение от батареи. При отсутствии источника излучения воздух между пластинами конденсатора является изолятором, так как через конденсатор ток не проходит. Если на воздух подействует ионизирующее излучение, то происходит образование ионов, которые под влиянием электрического поля перемещаются к обкладкам конденсатора и в цепи возникает ионизационный ток. Сила тока, обусловленная ионизацией, зависит от напряжения на обкладках конденсатора. Эта зависимость достаточно сложна и может быть отражена в виде вольтамперной характеристики газового конденсатора.

Если на обкладки конденсатора подано небольшое напряжение, то за время перемещения ионов к пластинам часть ионов успевает рекомбинировать. С увеличением напряжения вероятность рекомбинации уменьшается, следовательно, возрастает сила ионизационного тока.

Существуют следующие разновидности газового конденсатора:

• — ионизационные камеры (ДКП-50А),
• — газоразрядные счетчики (ДП-б4).

Ионизационные камеры войсковых дозиметров имеют напряжение около 200 В, а газовой средой является воздух при нормальном давлении. Это достаточно грубый прибор, и он не позволяет регистрировать ионизирующие излучения небольшой интенсивности за счет низкого напряжения на обкладках конденсатора.

При увеличении напряжения на обкладках конденсатора возникающие в результате действия ионизирующего излучения ионы под действием электрического поля разгоняются до такой скорости, что могут вызвать вторичную ионизацию. В этом случае все образующиеся ионы не успевают рекомбинировать и достигают обкладок конденсатора. Возникший ионизационный ток может быть зарегистрирован.

При возникновении напряжения насыщения прекращается рекомбинация ионов. В режиме насыщения ионизационный ток пропорционален мощности дозы излучения, поэтому с помощью ионизационной камеры с постоянным объемом по измеренному току можно определить мощность дозы излучения.

При очень больших напряжениях на обкладках газового конденсатора достаточно образования нескольких ионов под действием ионизирующего излучения для того, чтобы в объеме камеры возникло нарастание вторичных ионов и произошел газовый разряд. В этом случае сила тока не зависит от первоначальной ионизации. По такому принципу работают счетчики Гейгера. Для регистрации ионизирующих излучении небольшой интенсивности используют газоразрядные счетчики — разновидность газового конденсатора.