Лабораторная работа №1. Изучение устройства и принципа работы индикаторных дозиметрических приборов
В индикаторах ионизирующих излучений энергия частиц или гамма-квантов контролируемого излучения преобразуется детектором в последовательные короткие электрические сигналы (импульсы). Они работают в следящем режиме и обеспечивают звуковую и (или) световую сигнализацию при повышении уровня радиации по сравнению с естественным гамма-фоном.
Электрическая схема таких дозиметров выполняет функцию преобразования и усиления импульсов до необходимой величины.
Почти все дозиметрические приборы работают на основе ионизационного метода регистрации ионизирующих излучений.
Суть метода сводится к тому, что в качестве рабочего тела детектора используется газ, как правило, инертный, который при обычных условиях является изолятором. При попадании внутрь детектора ионизирующего излучения происходит ионизация газа, т.е. внутри детектора образуются носители электрического тока – ионы и свободные электроны. Если на электроды детектора подать напряжение, то электроны и ионы начинают упорядоченно двигаться к соответствующим электродам, электрическая цепь замыкается и внутри детектора начинает протекать электрический ток. Наличие электрического тока внутри детектора регистрируется соответствующим электрическим устройством. На рис. 6 представлена блок-схема индикаторного дозиметра.
Источником питания, как правило, являются гальванические элементы или аккумуляторы общим напряжением 9–12В.
Блок высокого напряжения преобразует напряжение источника питания в рабочее напряжение газоразрядного счетчика (400В и более).
Усилительное или преобразующее устройство формирует слабый сигнал от счетчика в импульс с величиной, достаточной для регистрации (иногда данное устройство может отсутствовать).
Рис. 6. Блок-схема индикаторного дозиметра.
Индикатор излучения – простейший радиоэлектронный прибор, позволяющий выдавать световую или звуковую информацию.
Задание 1. Сборка и принцип работы простейшего индикаторного дозиметра.
Цель задания. Изучить последовательность сборки и принцип работы простейшего индикаторного дозиметра.
Оборудование и приборы. 1. Источник низкого напряжения (источник питания). 2. Источник высокого напряжения. 3. Источник ионизирующих излучений Со-60 или К-40. 4. Регистрирующее устройство. 5. Счетчик СТС-5. 6.Монтажная плата со схемой.
Порядок выполнения задания. 1. Подсоедините источник высокого напряжения к схеме индикатора согласно полярности.
2. Подсоедините регистрирующее устройство со световой сигнализацией к схеме индикатора.
3. Подсоедините счетчик СТС-6 к схеме согласно полярности.
4. После проверки преподавателем правильности соединений включите прибор в сеть.
5. Произведите визуальный контроль фона по световым вспышкам неоновой лампочки.
6. Поднесите источник ионизирующих излучений к счетчику, проведите визуальный контроль повышенного фона по регистрирующему устройству.
7. Выключите источник питания.
8. Замените регистрирующее устройство со световой сигнализацией на устройство со звуковой сигнализацией.
9. Повторите пункты 5 и 6, сделайте выводы.
10.Установите счетчик обратно установленной полярности.
11. Включите питание и произведите анализ данной ситуации. Сделайте вывод о работе счетчика и всего дозиметра в целом.
12. Выключите источник питания, произведите разборку индикатора на блоки исходного состояния.
Задание 2. Работа индикаторного дозиметра ИРГ-01А.
Цель задания. Изучить работу индикаторного дозиметра ИРГ-01А.
Оборудование и приборы. 1. Источник ионизирующего излучения Со-60, К-40 или Cs-137. 2. Индикаторный дозиметр ИРГ-01А.
Индикатор-сигнализатор гамма-излучения ИРГ-01А позволяет обнаруживать с помощью световой и звуковой сигнализации превышение пороговой мощности экспозиционной и эквивалентной доз, а также проводить оценку мощности экспозиционной дозы по числу отсчетов за время измерения. Дозиметр также предназначен для проведения оперативного контроля.
При помощи прибора можно обнаруживать локальные участки радиоактивного загрязнения на местности, в жилых и рабочих помещениях. Прибор имеет портативное исполнение, с помощью зажима он крепится к карману одежды. Его основные технические характеристики следующие:
1) обнаруживает гамма-излучение в режимах "Поиск" и "Измер." с выдачей световых и звуковых коротких прерывистых сигналов;
2) обеспечивает оценку мощности эквивалентной (экспозиционной) дозы в диапазоне от 0,1 до 5 мкЗв/ч (от 10 до 500 мкР/ч). Оценка значения мощности дозы производится путем подсчета числа световых или звуковых коротких прерывистых сигналов за время измерения, равное 60 с;
3) обеспечивает сигнализацию превышения одного из пороговых уровней радиации эквивалентной (экспозиционной) дозы 0,6; 1,2 и 2,4 мкЗв/ч (60, 120 и 240 мкР/ч) непрерывными световыми и звуковыми сигналами;
4) энергетическая погрешность показаний прибора не более 45% в диапазоне энергии от 0,05 до 1,5 МэВ;
5) время установления рабочего режима – не более 10 с;
6) напряжение питания – 3 В;
7) в положении "Поиск" каждый поступающий импульс преобразуется в короткие прерывистые световые и звуковые сигналы. В положении "Измер." каждые десять поступающих импульсов преобразуются в короткие прерывистые световые и звуковые сигналы.
Порядок выполнения задания.
1.Работа в режиме "Поиск".
1.1. Включите прибор, для чего установите переключатель режима работы в положение "Поиск".
1.2. Направьте прибор боковой поверхностью (геометрический центр счетчика излучения отмечен "канавкой" на боковых поверхностях крышки корпуса прибора) в сторону предполагаемого локального источника гамма-излучения, чтобы ось счетчика располагалась приблизительно перпендикулярно выбранному направлению. Определите направление, соответствующее максимальной частоте прерывистых световых и звуковых сигналов, ориентируя прибор в пространстве.
2. Работа в режиме "Измер."
2.1. Установите переключатель режима работы в положение "Измер."
2.2. Определите количество прерывистых световых или звуковых сигналов за минуту с помощью таблицы, расположенной на лицевой панели прибора, определите в колонке "мsх/Н" мощность эквивалентной дозы в микрозивертах в час или в колонке "мR/Н" мощность экспозиционной дозы в микрорентгенах в час.