Зависимость космической радиации от географической широты и высоты над уровнем моря.

В районах, расположенных на незначительном удалении от экватора, доза космического излучения увеличивается и составляет на широте 50º примерно 0,5 мЗв/г. Такую дозу получают жители Лондона, Москвы, Нью-Йорка, Токио, расположенных вблизи этой широты. Высота над уровнем моря имеет большее значение, чем географическая широта, так как с ее увеличением все меньше остается воздуха, играющего роль защитного экрана. Более интенсивному облучению подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме с высоты от 4000 до 12 000 м доза облучения за счет космических лучей увеличивается в 25 раз. При дальнейшем подъеме доза облучения продолжает расти и на высоте 20 000 м достигает 13 мЗв/г. Два часа полета в реактивном самолете эквивалентны недельной дозе космического излучения на поверхности Земли.

 

Земная радиация. Земную радиацию создают радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах, природном газе, строительных материалах, продуктах питания, воде, воздухе и др. Радиоактивность Земли иногда в несколько раз превышает радиацию космоса. Так, если все источники облучения принять за 100 %, то на радиацию из воздуха приходится 52 %, грунта и строительных материалов – 14 %, пищевых продуктов и питья – 12, космическую – 10 %.

Разумеется, уровни земной радиации на поверхности Земли неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, бывшем Советском Союзе, Японии, США, примерно 95 % населения этих стран живет в местах, где мощность дозы облучения в среднем составляет от 0,3 до 0,6 мЗв/г. Но некоторые группы населения получают дозы радиации: от 1 мЗв/г до 1,4 мЗв/г. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше.

Территории, характеризующиеся дозой облучения в 2,5-5 мЗв/г, имеются на атлантическом побережье Бразилии, во Франции, Египте и других странах. Жители острова Ниуэ (в Тихом океане) подвергаются внешнему облучению дозой, равной 10 мЗв/г. В индийских штатах Керала и Мадрас 100 тыс. жителей получают дозу в среднем 13 мЗв/г. Это самый высокий в настоящее время уровень естественного радиационного фона, который испытывает человек. В Белоруссии средняя эквивалентная доза облучения от естественных источников составляет 2,4 мЗв/год.

Природные радиоактивные вещества, как правило, сконцентрированы в гранитных породах гор, а в известняковых и песчаных породах встречаются гораздо реже. Так, урана в гранитах в 2-3 раза, а тория в 3-10 раз больше, чем в песчаниках и известняках. Город Севастополь построен на известковых породах. Что объясняет его низкий радиационный фон.

Искусственная радиоактивность. Искусственные радионуклиды появились в связи с деятельностью человека. Они подразделяются на три группы:

1. Радиоактивные продукты ядерного деления. Они возникают при реакциях деления ядер ²³⁵U, ²³⁸ U, ²³⁹Pu и т. д., которые происходят в результате действия на них нейтронов. Источники этой группы радионуклидов в атмосфере – испытания ядерного оружия, работа предприятий ядерного топливного цикла и атомной промышленности (ядерно-энергетические установки, радиохимические заводы и т. д.). При ядерных взрывах образуется около 250 изотопов 35 элементов. К радиоактивным продуктам деления (РПД): относятся: ¹³¹J, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ¹⁴⁰ Ba и многие другие. Период полураспада РПД от нескольких секунд до нескольких десятков лет.

Большинство образующихся радионуклидов являются бета- и гамма-излучателями (¹³¹J, ¹³⁷Cs, ¹⁴⁰Ba).

2. Радиоактивные трансурановые элементы, возникающие в ядерно-энергетических установках и при ядерных взрывах в результате последовательных ядерных реакций с ядрами атомов делящегося вещества и последующего радиоактивного распада образующихся сверхтяжелых ядер. К этим радионуклидам относятся ²³⁹Pu, ²⁴¹Am и др. В основном они альфа- активны, характеризуются очень большим периодом полураспада, отсутствием стабильных изотопов.

3. Продукты наведенной радиоактивности, образующиеся в результате ядерных реакций элементарных частиц. Нейтроны, образующиеся при цепной реакции деления урана или плутония воздействуют на ядра стабильных элементов окружающей среды, превращая их в радиоактивные (реакция активации). К этим радионуклидам относятся: ⁴⁵Ca, ²⁴Na, ²⁷Mg, ²⁹Al, ³¹Si, ⁶⁵Zn, ⁵⁴Fe и др. Большая часть их распадается с испусканием бета- частиц и гамма- излучения.

 

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

РАДИОМЕТРА РУБ-01 П6.

Бета-радиометр РУБ-О1 П6 предназначен для измерения удельной и объемной активности бета-гамма-излучающих нуклидов в пробах природной среды. Он применяется для комплексного санитарно-гигиенического контроля природной среды в промышленных, лабораторных и полевых условиях (при защите измерительного приспособления от прямого воздействия атмосферных осадков).

Радиометр позволяет проводить экспрессные измерения обьёмной активности проб (воды, молока, кефира) в Бк/л; удельной активности сыпучих веществ (почвы, пищевых продуктов) в Бк/кг.

Допустимая относительная погрешность при измерении составляет: 50% при измерении активности от 20 до 100 Бк/кг (Бк/л), 25% при измерении активности более 100 Бк/кг (Бк/л). Питание прибора: 220 В переменного тока или 12-18 В постоянного тока.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ радиометра основан на превращении световых вспышек (сцинцилляций) в чувствительном обьеме детектора в импульсы электрического тока.

РАДИОМЕТР РУБ-01 П6 включает блок детектирования БДКГ-О3П и устройство измерительное УИ-38 П2. Блок детектирования предназначен для превращения энергии излучения в электрические импульсы. Конструктивно блок детектирования состоят из кожуха (свинцовая защита с толщиной стенок в 50 мм) и внутреннего блока, который крепится к кожуху.

Устройство измерительное предназначено для превращения и измерения сигналов, которые поступают из блока детектирования; представления информации об измеряемой физической величине в удобной для визуального считывания форме; а также для выведения информации на внешнее приспособление. Устройство измерительное УИ-38 П2 включает приспособление обработки информации (которое состоит из узла обработки и узла информации) и встроенный блок питания. На верхней крышке УИ-38 П2 закреплена передняя панель, на которую выведены приспособление индикации и органы управления. На задней стороне имеется разъём для подключения блока детектирования.

РАБОТА ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ

На панели устройства измерительного УИ-38 П2 размещены следующие органы управления:

Кнопка «BКЛ» предназначена для включения устройства измерительного (включения питания). Индикатором включения служит светодиод зелёного цвета.

Кнопка «РЕЖИМ» предназначена для включения режимов работы прибора. Прибор работает на следующих режимах:

-«ОСН» – основной измерительный канал для измерения объёмной и удельной активности блоком детектирования;

-«К» – вспомогательный измерительный канал, который включается для измерения вклада калия-40 в активность контролируемой пробы;

-«УИ» – включение встроенного генератора для контроля функционирования устройства измерительного.

Кнопка «d %» – (сигма %) служит для оптимального выбора ёмкости входного счётчика импульсов, которые поступают из блока детектирования. Имеет положения 50, 25, 12, 6 %, светодиод (111111), который горит при счете импульсов.

В момент включения питания радиометра включается светодиод «25», предопределяя статистическую погрешность 25% единичного измерения информации, которая поступает с блока детектирования. При этом автоматически включается счётчик импульсов ёмкостью 64 импульса. При начатии кнопки «d %» и удержании её в нажатом состоянии в течение 1с происходит обнуление всех внутренних счётчиков и числового индикатора, при отпускании кнопки «d %» включается светодиод «12», который индуцирует включение счётчика ёмкостью 256 импульсов - при этом статистическая погрешность единичного измерения информации не превышает 12%.

Последовательно нажимая и удерживая кнопку «d %» производят переключение светодиодов «6» и «50» (с одновременным включением счётчиков ёмкостью 1024 и 16 импульсов).

Режим «50» можно использовать для определения удельной активности или объёмной активности проб, которые имеют небольшую активность импульсов (№-<0,1 с^-1).

Светодиод(111111) включается автоматически в момент поступления на счётчик первого импульса, который регистрируется блоком детектирования и выключается в момент заполнения счётчика импульсами. Значение каждого единичного измерения сопровождается коротким звуковым сигналом.

Шестиразрядный кодовый переключатель (:0:0:0:0:0:0 разделен на 2 части. Левые три декады переключателя предназначены для кодирования коэфициента преобразования (нормирования) – Кн интенсивности измеренных импульсов в измеряемую физическую величину (с^-1 - количество импульсов в секунду, Бк -активность, Бк/кг – удельную активность, Бк/л – объёмную активность). Правые три декады переключателя служат для кодирования величины измеряемого или наперёд заданного радиационного фона (для установки фона и поправки на содержание калия – при автоматическом их вычитании).

Четырёхдекадное числовое табло (:0:0:0:0 предназначено для визуального считывания результатов измерения.

ПОДГОТОВКА РАДИОМЕТРА К РАБОТЕ

1. Подключить заземляющий провод устройства измерительного через клемму (сечением не менее 1,5 мм).

2. Присоединить к устройству измерительному блок детектирования.

3. Кнопку «ВКЛ» (кнопочный переключатель) перевести в положение отпущено.

4. Включить прибор в электрическую сеть переменного тока напряжением 220В.

5. Нажать кнопку «ВКЛ» (включить питание радиометра). При этом на панели включается светодиод «ОСН» и «25», зелёный светодиод индикации включения электрического питания (светится непрерывно) и цифры индикатора. Светодиод «25» означает, что включен счётчик радиометра ёмкостью 64 импульса – при этом относительная погрешность измерений не превышает 25%. При нажатии кнопки «d %» можно включить и другие счётчики импульсов с ёмкостью 1024 импульса (6%), 256 импульсов (12%) и 16 импульсов (50%).

6. При поступлении на входной счётчик первого импульса автоматически включается светодиод (111111), последний выключается в период заполнения счётчика импульсов. Окончание каждого единичного измерения сопровождается коротким звуковым сигналом.

7. Выдержать радиометр во включенном состоянии на протяжении 15 минут.

8. Для контроля функционирования УИ-38 П2 установить на устройстве измерительном коэфициент нормирования Кн=1,0, для чего на кодовом переключателе устанавливают комбинацию чисел: (:1:0:0:0:0:0 , при этом радиометр находится в режиме подсчёта импульсов в секунду (с^-1).

9. Нажать кнопку «РЕЖИМ» (при этом последовательно начинают включаться и выключаться светодиоды «К» и «УИ») и в момент включения светодиода «УИ» отпустить её. При этом с периодичностью 13с будет включаться короткий звуковой сигнал, выключаться и через 0,2с вновь включаться светодиод (111111), а на числовом табло будет высвечиваться число 4,85+0,05с, что свидетельствует об исправной работе устройства измерительного УИ-38 П2.

10. ля выключения радиометра кнопка «ВКЛ» переводится в положение отпущено.