Все вещества состоят из мельчайших частиц, называемых атомами и молекулами, их нельзя увидеть невооруженным глазом. Атомы представляют собой весьма прочные системы. Даже сильные воздействия (нагрев, изменение давления и т.д.) приводят лишь к очень незначительным изменениям атомов. Но некоторые атомы неустойчивы (их часто называют радиоизотопами), они самопроизвольно разрушаются и превращаются в другие. Существуют три основных вида самопроизвольных ядерных превращений.

1. Альфа-распад. Ядро испускает альфа-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия и состоит из двух протонов и двух нейтронов. Альфа-излучение задерживается листком бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или вдыхаемым воздухом. Попав внутрь организма, альфа частицы становятся чрезвычайно опасными.
2. Бета-распад. В неустойчивом ядре нейтрон превращается в протон, при этом ядро испускает электрон (бета-частицу). Бета-излучение обладает большой проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину 1-2см. Может вызывать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни. Как и в случае с альфа-излучением, особенно опасно внутреннее облучение бета-активными радионуклидами.
3. Гамма-распад. Возбужденное ядро испускает электромагнитное излучение очень малой длины волны и очень высокой частоты. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Энергия радиоактивного излучения, проникая в живой организм, приводит к нарушению химических связей в клетках организма с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений, так называемых свободных радикалов. Вследствие этого в организме начинают происходить другие (уже не ядерные) химические превращения. В организме возникают повреждения. Повреждений, вызванных в организме радиоактивным излучением, тем больше, чем больше энергии излучения поглощено тканями организма.

Дозиметр — прибор для измерения мощности дозы и дозы ионизирующего излучения.

 

Основной физической величиной, принятой в дозиметрии для оценки меры действия ионизирующего излучения, является поглощенная доза. Доза излучения — это рассчитанная на единицу массы облученного вещества поглощенная энергия излучения, являющаяся количественной характеристикой результата взаимодействия излучения с веществом.

 

Эквивалентная доза ионизирующего излучения определяется как произведение поглощенной дозы на средний коэффициент качества ионизирующего излучения в данном элементе объема биологической ткани стандартного состава. Единица измерений в системе СИ — Зиверт (Зв).

 

Экспозиционная доза — специфическая величина в дозиметрии, введенная для фотонного излучения. Она равна абсолютному значению полного заряда ионов одного знака, которые образуются в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, освобожденных фотонами в единице массы воздуха. Внесистемная единица измерения — Рентген (Р). Применение единицы измерения Рентген с недавнего времени запрещено.

 

Мощность дозы — накопленное значение дозы за фиксированный отрезок времени. Имеет размерность соответствующей дозы, деленную на единицу времени — обычно это 1 час.

 

Радиометр измеряет плотность потока частиц и применяются обычно для контроля поверхностных загрязнений альфа- и бета- излучающими нуклидами. Эти приборы измеряют число частиц, пересекающих площадь блока детектирования за единицу времени. Имеет размерность част./(см²·мин).

 

Персональный дозиметр-радиометр

Из сказанного выше несложно сделать вывод, что дозиметр-радиометр совмещает в себе возможности дозиметра и радиометра. Персональные дозиметры-радиометры, как правило, позволяют с достаточной эффективностью обнаруживать и измерять гамма- и бета-излучение.
Показания персональных дозиметров-радиометров обычно нормируются следующим образом:

 

Числовые значения результатов измерений эквивалентной дозы и экспозиционной дозы отличаются примерно в сто раз. То есть, результату измерения эквивалентной дозы в 1 Зв будет соответствовать результат измерения экспозиционной дозы приблизительно равный 100 Р. Соответственно, результату измерения мощности эквивалентной дозы в 1 Зв/ч будет соответствовать результат измерения мощности экспозиционной дозы приблизительно равный 100 Р/ч. Расставить ориентиры в масштабах величин мощностей доз и поверхностных загрязнений помогут следующие данные:

 

Скажи мне, чем ты измеряешь,
и я скажу тебе кто ты

Детектор излучения — непременный конструктивный элемент дозиметра, во многом определяющий его технические характеристики. Детектор регистрирует внешнее излучение и на каждое событие (регистрация гамма-кванта, альфа, бета-частицы) формирует электрический сигнал (импульс). В настоящее время число детекторов, используемых в конструкциях дозиметров не велико. Большинство выпускаемых дозиметров построено на детекторах излучения, перечисленных в Таблице 1.

 

 

Чувствительностью детектора определяется минимально допустимое время проведения того или иного измерения, возможность решения данным прибором поисковых задач. Опуская статистические выкладки, можно сказать, что измерение с 50-ти процентной неопределенностью достигается после регистрации дозиметром не менее 16 событий. Измерение с 20-ти процентной неопределенностью — после регистрации детектором не менее 100 событий. Учитывая уровень естественного радиационного фона в 0,10 мкЗв/ч, данные чувствительности различных детекторов, приведенные в Таблице 1, легко вычислить необходимую длительность измерения (Таблица 2).

 

 

Данные Таблицы 1 указывают на следующее:

 

Таблица 1 и Таблица 2 показывают качественные преимущества детекторов Бета-1 и Бета-2 над СБМ-20 и СБМ-21.

 

 

В настоящее время кроме МКС-03Д «Стриж» известно о существовании дозиметра ДКГ-07Д "Дрозд" (НПП «Доза», Россия), построенного на детекторе Бета.

…и в скобках маленькое «б»
Маяковский В.

Сразу оговоримся — не приходилось еще встречать в текстах стандартов упоминания о классе так называемых «профессиональных» приборов. Зато совершенно определенно присутствует класс бытовых приборов, обозначение которых отягощается дополнительной буквой «б» (в украинских обозначениях — «-п»). Технические характеристики таких приборов сильно отличаются. Поэтому далее по тексту, когда необходимо будет подчеркнуть, что вот именно здесь речь идет не о бытовом средстве измерения, мы будем откровенно напоминать — речь идет о полноценном средстве измерения без дополнительной буквы «б» в его обозначении.

 

Какие качества «отличают» бытовой дозиметр-радиометр? В частности это:

 

Чтобы не перегружать непрофессионального пользователя излишним толкованием непривычных терминов, сразу скажем о возможных последствиях таких «отличий». Измерения, проводимые бытовым дозиметром, должны быть более продолжительными, иногда до десятка минут, но и после этого нельзя с уверенностью сказать, о чем говорят индицируемые цифры. Невозможность оценки качества проводимого измерения возникает еще и потому, что часто в конструкции дешевых моделей приборов заложены древние дисплеи, изобразительные возможности которых ограничиваются несколькими знакоместами. По этой причине в "б"ытовых дозиметрах-радиометрах производители часто и намеренно умалчивают о таком показателе качества измерения, как неопределенность измерения (см. ниже).

 

Другими словами, мы плавно подошли к вопросам о том, когда можно верить измерению, какие измерения можно проводить с помощью персонального дозиметра-радиометра и...

…морские медленные волны
Не то, что рельсы в два ряда
Из песни

Проведение измерений с помощью радиометрических и дозиметрических приборов не столько сложны в методической части, сколько непривычны для понимания рядовому пользователю, потому как сильно отличаются от привычных нам измерений, к примеру, длины и веса. Здесь мало приложить прибор к беспокоящему объекту. Надо еще выдержать достаточное время, а затем еще и верно интерпретировать результат. А сколько времени держать, чтобы было достаточно? Как вообще проводятся измерения персональным дозиметром-радиометром?

 

 

Для получения достоверного результата измерения необходимо:

 

Какую величину неопределенности измерения можно считать удовлетворительной? В каждой конкретной ситуации это решает пользователь. Однако, принято проводить измерения до достижения хотя бы двадцатипроцентной неопределенности. К примеру, в задаче контроля радиационной чистоты земельного участка допустимым считается гамма-фон не превышающий 0,3 мкЗв/ч. В этом случае результат измерения в 0,2 мкЗв/ч с неопределенностью в 10% можно считать удовлетворительным.

 

Перечисленные выше требования к проведению измерений предполагают наличие у дозиметра-радиометра следующих непременных свойств:

 

Реализацию последнего требования в конкретном дозиметре-радиометре определить не всегда просто, а разговорам о свойствах и качествах алгоритмов, используемых для расчета показаний просто посвятить отдельное обсуждение. Но можно сказать определенно, качества описываемого далее дозиметра-радиометра МКС-03Д «Стриж» удовлетворяют всем изложенным выше требованиям.