Виктор Михайлов - Физические основы получения атомной энергии

Сцинтилляционные счетчики отличаются весьма высокой чувствительностью к различным видам проникающего излучения и имеют ряд других достоинств, благодаря которым они получают в настоящее время широкое применение в дозиметрических приборах.

Расскажем коротко о приборах радиационной разведки и дозиметрического контроля.

Приборами радиационной разведки и дозиметрического контроля являются индикаторы радиоактивности, рентгенометры, радиометры и собственно дозиметры.

Индикатор радиоактивностипредназначен для обнаружения радиоактивного заражения местности. Основными частями индикатора обычно являются: генератор переменного тока с ручным приводом, две неоновые лампы (лампа стабилизатора напряжения — красная и индикаторная лампа— белая) и газовый счетчик.

Для включения такого индикатора достаточно привести в действие генератор переменного тока путем периодических нажатий на рычаг. Частота нажатия на рычаг выбирается такой, чтобы получить непрерывное свечение лампы стабилизатора напряжения. Если при работе прибора индикаторная лампа не дала ни одной вспышки, значит, местность не заражена радиоактивными веществами.

Появление отдельных вспышек индикаторной лампы свидетельствует о наличии заражения с уровнем радиации 0,01–0,5 р в час. Чем больше уровень радиации, тем чаще вспыхивает индикаторная лампа. При уровнях радиации свыше, например, 0,5 р в час она светится непрерывно.

Рентгенометрпредназначен для измерения уровней радиации в зараженных районах. Основные части рентгенометра: ионизационная камера, усилитель постоянного тока, электроизмерительный прибор (микроамперметр) и источники питания. Принцип действия рентгенометра заключается в следующем. При воздействии бета- и гамма-излучения на ионизационную камеру в цепи камеры возникает ионизационный ток, который затем усиливается и измеряется микроамперметром.

Показания микроамперметра пропорциональны величине тока, возникающего в ионизационной камере, а следовательно, пропорциональны уровням радиации. Некоторые образцы рентгенометров позволяют измерять уровни радиации от 0,2 до 400 р в час.

Радиометрслужит для определения степени радиоактивного заражения поверхностей различных объектов, продовольствия, воды, а также обмундирования и кожных покровов людей после выхода их из зараженного района.

Кроме того, радиометр может быть использован для измерения небольших уровней гамма-излучения.

Зараженность различных предметов измеряют количеством распадов радиоактивных веществ на 1 см 2 поверхности предмета в 1 минуту. Некоторые образцы радиометров позволяют измерять зараженность предметов до 1 000 000 распадов на 1 см 2 в 1 минуту.

Радиометр применяется главным образом для контроля зараженности людей, оружия, техники и имущества на пунктах специальной обработки. При помощи его можно измерять также небольшие уровни гамма-излучения (до 0,02 р в час), что позволяет использовать радиометр для ведения радиационной разведки местности, например, с самолета.

Основные части радиометра; газовый счетчик, усилитель электрических импульсов, преобразователь импульсов, электроизмерительный прибор и источники питания.

Принцип действия радиометра заключается в следующем. При воздействии на счетчик бета-частиц и гамма-лучей в цепи счетчика возникают электрические импульсы, которые после предварительного усиления подаются на специальный элемент схемы (преобразователь импульсов), где они преобразуются в постоянный ток. Величина этого тока, пропорциональная количеству бета-частиц и гамма-лучей, воздействующих на счетчик, измеряется микроамперметром.

Конструктивно многие образцы радиометров выполнены в виде двух узлов — зонда и пульта, соединенных между собой гибким кабелем. Для ведения слухового контроля радиометр снабжается головными телефонами.

Во время измерений пульт радиометра находится на груди, а зонд в руке. Для обследования зараженной поверхности зонд радиометра подносят к ней на расстояние 1–2 см и слушают сигналы в телефонах. Непрерывный треск в телефонах означает, что поверхность предмета заражена. Степень заражения предмета определяется по шкале прибора.

Дозиметрпредназначен для измерения суммарной дозы облучения, полученной человеком за время пребывания на зараженной местности. Действие дозиметра основано на измерении уменьшения первоначального напряжения (заряда) камеры под воздействием радиоактивных излучений.

Для контроля облучения личного состава подразделения используется обычно так называемый дозиметрический комплект. В некоторых образцах он состоит из 200 индивидуальных ионизационных камер, аналогичных по конструкции карманной ионизационной камере, описанной выше, и зарядно- измерительного пульта. Камеры имеют небольшие размеры и помещаются в кармане гимнастерки.

Камеры позволяют измерять дозы от нуля до 50 р .

Явление радиоактивности, с которым мы познакомились в предыдущей главе, впервые ясно показало, что ядра атомов имеют сложное строение и что в природе происходят превращения ядер одних химических элементов в ядра других элементов.

Явление радиоактивности интересно также и в другом отношении. Альфа-частицы, испускаемые ядрами атомов некоторых радиоактивных элементов, движутся с огромной скоростью, достигающей 20–25 тыс. км в секунду, и обладают в силу этого большой кинетической энергией. Поэтому естественно возникла мысль: используя альфа-частицы радиоактивных веществ в качестве «снарядов» и обстреливая ими атомы, проникнуть внутрь атомных ядер и разрушить их. Такую попытку предпринял Резерфорд, подвергнувший обстрелу альфа-частицами атомы азота. Это была «неприцельная стрельба» вслепую. Попасть в этих условиях в невидимое ядро атома азота — это все равно, что, стреляя из орудия, поразить невидимую мишень, расположенную где-то на площади в 1 км 2. Продолжая методически обстрел в течение длительного времени, Резерфорду удалось в 1919 г. впервые в истории физики искусственно расщепить ядро. Оказалось, что ядро азота при попадании в него альфа-частицы превращается в ядра кислорода и водорода.