Дозиметры - устройства для измерения доз ионизирующего излучения или величин, связанных с дозами. Дозиметр содержит в себе детектор излучения и измерительное устройство, которое градуировано в единицах дозы или мощности.
Детекторы - устройства, регистрирующие различные виды ионизирующего излучения. Работа детекторов основана на использовании тех процессов, которые вызывают в них регистрируемые частицы. Различают 3 группы детекторов:
1) интегральные детекторы,
2) счетчики,
3) трековые детекторы.
1. Интегральные детекторы
Эти устройства дают информацию о полном потоке ионизирующего излучения.
a. Фотодозиметр основан на свойстве излучения вызывать общее (γ – лучами) и локальное (α и β – лучами) почернение фотослоя рентгеновской пленки. По степени почернения определяют дозу облучения.
Общее почернение – в виде вуали. Локальное почернение – в виде треков.
В медицине применяется для выявления радиоактивных изотопов в клетках и тканях организма (авторадиография).
Для этого мазок крови или срез ткани контактирует со специальной ядерной фотоэмульсией, а затем проявляется. То место клетки или ткани, в котором находится изотоп, дает характерное почернение в месте контакта.
b. Ионизационная камера. В ней – 2 электрода, подключенные к источнику напряжения, сама камера заполнена газом.
При облучении камеры в ней образуются ионы и электроны, которые поддействием электрического поля между электродами перемещаются и создают ионизационный ток, пропорциональный интенсивности облучения. Следовательно по значению тока можно судить о степени облучения.
2. Счетчики
Эти устройства предназначены для подсчета количества частиц ионизирующего излучения, проходящих через рабочий объем или попадающих на рабочую поверхность.
a. На рисунке представлена схема газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера, принцип действия которого основан на образовании электрического импульсного разряда в газонаполненной камере при попадании отдельной ионизирующей частицы.
b. Сцинтилляционный счетчик – основан на регистрации вспышек света, возникающих под действием α и β – частиц и γ – квантов в специальном веществе (сцинтилляторе). Это йодистый калий, йодистый натрий, вазелиновое масло с добавками и др. вспышки образуются в результате того, что ионизационные атомы, переходя из возбужденного в невозбужденное состояние, испускают световые кванты.
1 – сцинтилляционное вещество;
2 – фотоэлектронный умножитель (ФЭУ);
3 – усилитель;
4 – регистрирующее устройство.
Вспышки регистрируются фотоумножителем (ФЭУ) (2), усиливаются (3) и регистрируются счетным устройством (4).
3. Трековые детекторы
В трековых детекторах прохождение заряженной частицы фиксируется в виде пространственной картины следа (трека) этой частицы; картина может быть сфотографирована или зарегистрирована электронными устройствами. Распространенным трековым детектором является камера Вильсона.
Камера заполнена смесью аргона и азота с насыщенными парами воды или спирта. Расширяя газ поршнем, переохлаждают пары. Пролетающая частица ионизирует атомы газа, на которых конденсируется пар, создавая капельный след (трек). Камера помещается в магнитное поле, которое искривляет траектории треков. По степени искривления можно определить массу частицы.