37 Средства добывания информации о радиоактивных веществах

Добыванием информации о радиоактивных веществах зани­мается радиационная разведка. Демаскирующими признаками ра­диоактивных веществ являются ионизирующие (радиоактивные) излучения (нейтронов, гамма-лучей, альфа- и бета-частиц — , , , соответственно). Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений ис­пользуют средства, реализующие фотографический, сцинтилляционный, люминесцентный, химический и ионизационный ме­тоды.

Основу фотографического метода составляет зависимость степени почернения фотоэмульсии от поглощенной энергии из­лучения. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра фотоэмульсии распадаются на бром и серебро. Кристаллы серебра вызывают почернение фотопленки при ее про­явлении. По степени почернения определяют дозу излучения.

Сцинтилляционные детекторы представляют собой экран (пластину) из стекла, покрытый флюоресцирующим веществом (сульфидом цинка, антраценом или другими веществами), преоб­разующим кинетическую энергию радиоактивных частиц в энер­гию световой вспышки. Путем размещения за экраном фотоумно­жителя вспышки света преобразовываются в электрические сиг­налы с последующим измерением их интенсивности электронным счетчиком.

люминесцентная камера, которая позволяет не только счи­тать частицы в течение очень короткого времени (10^-13-10^-14 с), но и с помощью соответствующего электронно-оптического устройс­тва регистрировать их траектории. В люминесцентных методах ис­пользуется способность люминофоров накапливать поглощенную энергию излучения, а затем освобождать ее под действием допол­нительного возбуждения при нагреве или облучении.

В химических методах используются свойства некоторых ве­ществ изменять свою структуру под действием радиоактивного из­лучения.

Наиболее широко применяются ионизационные методы об­наружения радиоактивного излучения. Структура типового при­бора радиационной разведки, реализующей эти методы, приведе­на на рис. 18.1.

Рис. 18.1. Структурная схема прибора радиационной разведки

Детектор преобразует энергию радиоактивного излучения в электрические сигналы, которые после усиления поступают на стрелочный или цифровой индикатор. В качестве детектора ис­пользуются ионизационные камеры, газоразрядные счетчики, кристаллы полупроводника.

Ионизационные камеры (Вильсона, пузырьковые, искровые) представляют собой сосуды цилиндрической или прямоуголь­ной формы, заполненные газом с пересыщенным паром (в каме­ре Вильсона), жидким водородом (в пузырьковой камере) и инерт­ным газом (в искровой камере). В искровой камере имеются, кроме того, плоскопараллельные близко расположенные друг к дру­гу пластины, на которые подается высокое напряжение, чуть ниже пробойного. Когда через камеру Вильсона и пузырьковую камеру пролетает электрически заряженная частица, на возникающих на ее пути ионах конденсируются маленькие капельки жидкости, ви­димые при боковом освещении. При пролете быстрой частицы че­рез искровую камеру вдоль ее траектории между пластинами про­скакивают искры, создавая огненный трек.

газоразрядные счетчики (счетчики Гейгера— Мюллера). Газоразрядные счетчики представляют собой герме­тичную стеклянную трубку, заполненную газовой смесью (арго­на и воздуха, аргона и паров и др.) Когда в газоразрядную трубку попадает ионизирующая частица, происходит лавинообразный процесс образования ио­нов, между электродами возникает короткий импульс тока, кото­рый подается на вход усилителя. В результате вторичной иониза­ции обеспечивается высокая чувствительность детектора. В про­стейшем варианте импульсы тока усиливаются и регистрируются в виде звуковых щелчков.

Широкое распространение получили кристаллические полу­проводниковые детекторы, основу которых составляют полупро­водниковый кристалл кремния или германия с различными добавками. Электропроводность кристалла изменяется под действием ионизирующего излучения.

Приборы для обнаружения и измерения радиоактивных излу­чений в зависимости от назначения делятся на индикаторы ра­диоактивности, измерители мощности дозы (радиометры) и до­зиметры.

Для непрерывного контроля дозы, поглощаемой человеком, выпускаются индивидуальные дозиметры. Индивидуальный до­зиметр ДКП-50А выполнен в форме авторучки из дюралевого кор­пуса, в котором расположены ионизационная камера с конденса­тором, электроскоп, отчетное устройство и зарядная часть. Под действием гамма-излучения за счет возникновения ионизационного тока уменьшается напряже­ние заряда центрального электрода, визирная нить приближается к центральному электроду, а ее изображение перемещается по шка­ле отсчетного устройства.