Дозиметр из кварцевого волокна

Дозиметр радиации из кварцевого волокна с зажимом для крепления к одежде; обычно нагрудный карман.

Дозиметр из кварцевого волокна , иногда называемый карманным дозиметром с самоиндикацией ( SIPD ) или карманным дозиметром с самосчитыванием ( SRPD ) или электрометром из кварцевого волокна ( QFE ), представляет собой тип дозиметра радиации , устройство в форме ручки, которое измеряет кумулятивную дозу ионизирующего излучения. радиация, полученная устройством, обычно за один период работы. Его прикрепляют к одежде человека, обычно к нагрудному карману, для облучения всего тела, чтобы измерить воздействие радиации на пользователя.

В настоящее время его заменяют более современные типы дозиметров, такие как электронный персональный дозиметр (ЭПД).

Использовать

Как и другие типы индивидуальных дозиметров радиации , его носят работники, которые подвергаются профессиональному воздействию радиации, 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. Его изобрел в 1937 году Чарльз Лауритсен . ^[2]

Дозиметр необходимо периодически перезаряжать, чтобы восстановить его показания до нулевой дозы после воздействия радиации. Обычно его считывают сразу после использования, и доза регистрируется для регистрации воздействия на пользователя. В некоторых организациях владение устройством для подзарядки разрешено только врачам-физикам, чтобы обеспечить точную регистрацию облучения. Он содержит маломощный микроскоп и осветительную линзу, которая позволяет в любой момент непосредственно 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 с энергией выше 1 МэВ . нейтронно- чувствительные версии. Были созданы ^[1]

Кварцевые оптоволоконные дозиметры изготавливаются в разных диапазонах. Диапазоны профессионального облучения в мирное время обычно составляют до 500 мбэр (5 мЗв), что превышает обычную годовую дозу в США в 360 мбэр (3,6 мЗв). Измерители радиоактивных осадков военного времени измеряют до 500 бэр (5 Зв), что примерно соответствует смертельной дозе.

Устройство из кварцевого волокна представляет собой более старую конструкцию дозиметра. Он страдает от следующих недостатков: ^[3]

Низкая точность: из-за аналоговой механической конструкции точность составляет около 15%, что меньше, чем у других дозиметров.
Ошибки чтения: поскольку его можно прочитать только вручную, он подвержен человеческим ошибкам чтения.
Малый динамический диапазон: диапазон действия устройства ограничен зарядом электрода. Как только заряд закончится, устройство перестанет записывать экспозицию. Это означает, что неожиданно большие дозы радиации могут быстро насытить устройства, предназначенные для мониторинга более обычных доз низкого уровня.

Восприимчивость к влаге устраняется путем отделения зарядного штифта от ионной камеры небольшим зазором. Устройство плотно прижимается к зарядному устройству, закрывая зазор и позволяя выполнить сброс дозиметра. Отпускание дозиметра отключает штырь зарядного устройства от ионной камеры, но вызывает небольшое изменение нуля, которое относительно непредсказуемо.

Теория работы

Дозиметр из кварцевого волокна представляет собой прочную версию устройства, называемого электроскопом Лауритсена . ^[3]^[4] Он состоит из герметичного наполненного воздухом цилиндра, называемого ионизационной камерой . Внутри него находится металлическая электродная полоска, которая крепится к терминалу 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 подает высокое напряжение постоянного тока , обычно около 150–200 В. ^[1] к электроду, заряжая его электростатическим зарядом. Кварцевое волокно, имеющее одинаковый заряд, отталкивается от поверхности электрода за счет кулоновской силы и отгибается от электрода. После зарядки заряд остается на электроде, поскольку он изолирован.

Когда частица ионизирующего излучения проходит через камеру, она сталкивается с молекулами воздуха, выбивая из них электроны и создавая положительно и отрицательно заряженные атомы ( ионы в воздухе ). Ионы противоположного заряда 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 прочитать через микроскоп. За волокном находится шкала, градуированная в единицах радиации, с нулевой точкой в положении волокна, когда оно полностью заряжено.

Поскольку каждая частица излучения позволяет определенному количеству заряда утечь с электрода, положение волокна в любой момент представляет собой совокупное излучение, прошедшее через камеру с момента последней перезарядки. Перезарядка восстанавливает утраченный заряд и возвращает волокно в исходное отклоненное положение.

Зарядное устройство представляет собой небольшую коробку, обычно питающуюся от аккумулятора. Он содержит электронную схему, которая повышает напряжение аккумулятора до высокого напряжения, необходимого для зарядки. В коробке имеется приспособление, требующее прижимать конец дозиметра к зарядному электроду . Некоторые зарядные устройства включают в себя лампочку для освещения измерительного электрода, так что измерение, регистрация и подзарядка могут выполняться одним рутинным движением.

Устройства с большим диапазоном изготавливаются путем добавления конденсатора, прикрепленного между электродом и корпусом. Конденсатор сохраняет большее количество заряда устройства при заданном напряжении на электроде. Поскольку каждая частица излучения позволяет покинуть фиксированное количество заряда, для перемещения волокна на заданную величину требуется большее количество частиц излучения.

Карманная ионизационная камера

Версия вышеуказанного дозиметра без возможности самосчитывания, называемая карманной ионизационной камерой или просто карманной камерой , широко использовалась во Второй мировой войне и послевоенных правительственных и военных проектах, в частности, в Манхэттенском проекте . ^[1] Он состоял из простой ионизационной камеры с электродом, идущим по центру, но без электроскопа для считывания показаний. Вместо этого экспозиция считывалась путем подключения устройства к отдельному прецизионному электрометру /зарядному устройству, который измерял снижение заряда на электроде и отображал его на счетчике перед перезарядкой электрода. Их преимущество заключалось в том, что они были проще, надежнее и дешевле, чем электрометры, но имели недостаток (считающийся желательным в некоторых военных целях), заключающийся в том, что пользователь не мог измерить экспозицию без электрометра/зарядного устройства. Они больше не используются.

Измеритель скорости

Аналогичное устройство, используемое с тем же зарядным устройством, представляет собой измеритель скорости . Это недорогой метод гражданской обороны измерения уровня радиации для сотрудников . Измеряют скорость изменения расходомера для временного воздействия после зарядки расходомера. Обычно тяжелые осадки измеряют за тридцать секунд, а легкие - за десятиминутный период. Измеритель скорости имеет две внутренние шкалы, которые считывают поток радиации непосредственно в бэрах за каждый период.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Фрейм, Пол (11 октября 2021 г.). «Карманные камеры и карманные дозиметры» . ОРАУ Музей радиации и радиоактивности . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 11 октября 2021 г.
^ Фрейм, Пол (11 октября 2021 г.). «Электроскоп Лауритцена Робли Эвана» . ОРАУ Музей радиации и радиоактивности . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 11 октября 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ахмед, Сайед Наим (2007). Физика и техника обнаружения радиации . США: Академическая пресса. стр. 647–648. ISBN 978-0-12-045581-2 .
^ Радж, Балдев; Венкатарамен Б. (2004). Практическая рентгенография . Великобритания: Alpha Science Int'l. стр. 162–163. ISBN 1-84265-188-9 .

Внешние ссылки

Фотоперечень дозиметров радиации

[Frame-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Фрейм, Пол (11 октября 2021 г.). «Карманные камеры и карманные дозиметры» . ОРАУ Музей радиации и радиоактивности . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 11 октября 2021 г.

[2] Фрейм, Пол (11 октября 2021 г.). «Электроскоп Лауритцена Робли Эвана» . ОРАУ Музей радиации и радиоактивности . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 11 октября 2021 г.

[Ahmed-3] Jump up to: ^а ^б Ахмед, Сайед Наим (2007). Физика и техника обнаружения радиации . США: Академическая пресса. стр. 647–648. ISBN 978-0-12-045581-2 .

[4] Радж, Балдев; Венкатарамен Б. (2004). Практическая рентгенография . Великобритания: Alpha Science Int'l. стр. 162–163. ISBN 1-84265-188-9 .

[1]

[2]

[3]

[4]