Ядерное приборостроение Радиометры и радиометрические установки Дозиметры и дозиметрические системы Спектрометры и спектрометрические комплексы Системы радиационного контроля Системы контроля и управления реакторными установками Системы технологического контроля Газоразрядные детекторы, ионизационные камеры Сцинтилляционные детекторы Полупроводниковые детекторы ТЛД - детекторы

1 кг м 3 м 3 Основные величины, характеризующие поле и источник ионизирующего излучения Активность (А) число спонтанных ядерных превращений (распадов) - (dN) за промежуток времени (dt) А=dN/dt [Бк=1 расп./с] ; [Ки=3, расп./с] А V =А / V ;[ Бк/м 3 ]; [ Бк/л]; Удельная активность (А m ) - отношение активности (А) радионуклида в веществе к массе вещества (m) А m =А/m;[ Бк/кг] Объемная активность (А V ) - отношение активности (А) радионуклида в веществе к объему вещества (V)

Источник активностью – (А), в общем случае создает поле излучения в сферическом пространстве 4π Характеристики поля излучения: поток, плотность потока, флюенс ; Поток частиц (квантов)- F= N/ t; [част/с]; [квант/с] - определяется числом частиц или квантов ( N), которые за интервал времени ( t) пересекают заданную площадь число частиц или квантов - N заданная площадь; t

Число частиц или квантов - N Нормируемая площадь Плотность потока частиц (квантов)- = N/( s * t); [част/м 2 *с]; [квант/ м 2 *с] -определяется как число частиц или квантов ( N), пересекающих площадь поперечного сечения ( s) в единицу времени ( t) Флюенс (перенос) частиц (квантов) - Ф= N/ s; [част./м 2 ]; - определяется как отношение числа ионизирующих частиц или квантов ( N), проникающих в элементарную сферу, к площади поперечного сечения этой сферы ( s) t Число частиц (квантов) N

Основные величины, характеризующие поле и источник ионизирующего излучения Назначение, область применения Наименование величины Обозначение единицы Обозначение Характеристики поля Число частиц част.N Поток частиц част./сF=dN/dt Флюенс частиц част./м 2 Ф=dN/dS Плотность потока частиц част./(м 2. с) =dF/dS Энергия частицыэВE Энергия излучения Дж =N. E Поток энергии Вт F = d /dt Флюенс (перенос) энергии Вт/м 2 Ф = d /dS Плотность потока энергии Вт/(м 2. с) =dF /dS Характеристики радионуклидных источников Активность нуклида в источнике БкA=dN/dt Удельная активность источника Бк/кгAm=A/mAm=A/m Объемная активность источника Бк/м 3 AV=A/VAV=A/V Поверхностная активность источника Бк/м 2 AS=A/SAS=A/S

Основные дозиметрические величины Наименование величины Размерность и соотношение между величинами Поглощенная доза Гр D=d погл /dm Мощность поглощенной дозы Гр/сР D = dD/ dt Керма Гр K=d K /dm Мощность кермы Гр/сP K = dK/ dt Экспозиционная доза фотонного излучения Кл/кгX=dQ/dm Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения А/кг. X

Эквивалентная доза ЗвH= D* W R Средняя поглощенная доза в органе или ткани Т Гр DTDT Эквивалентная доза (в органе или ткани Т для данного вида излучения R) ЗвH T,R = = D T,R *W R. Эквивалентная доза в органе или ткани Т (при воздействии различных видов излучения) Зв H T = H T,R R Эффективная доза Зв E= H T *W T T Взвешивающий коэффициент для данного вида излучения R Зв/ГрWRWR Взвешивающий коэффициент для тканей и органов Т Относит. единица W T ( W T =1) Коллективная доза Чел.-Зв S= H i i Амбиентная эквивалентная доза ЗвH*(d) Направленная эквивалентная доза Зв H (d, ) Индивидуальная эквивалентная доза Зв H p (d, ) Величины, используемые в области радиационной безопасности

человек Преобладающее направление ИИ Варианты геометрии облучения Задняя геометрия облучения Передняя геометрия облучения Передне / задняя геометрия облучения

Облучение в изотропном 4π поле Облучение в изотропном 2π поле (геометрия ИЗО) человек Облучение под углом 3 в момент времени t3 Облучение под углом 1 в момент времени t1 человек Облучение под углом 2 в момент времени t2 Облучение в геометрии - ROT

Операционные дозиметрические величины – эквиваленты доз в определенных точках фантома человека (фантом - шар из тканеэквивалентного материала диаметром 30 см или параллелепипед 30 х 30 х 15 см) Дозовые величины измеряемые при групповой дозиметрии - амбиентная доза - Н*(d) - направленная доза Н'(d, ) Значения Н*(d) и Н'(d, ) определяются в точке шара, лежащей на его радиусе (R) на глубине (d) со стороны потока излучения, направление которого параллельно радиусу (для дозы Н*) или образует с ним угол (для дозы Н') в диапазоне от 0 до

Геометрия измерения амбиентной и направленной эквивалентной дозы. R d Н*(d) Н'(d, ) Угол - ; 0 Фантом Направления потока излучения

Индивидуальная дозиметрия Измеряемая величина - индивидуальная доза (Нр(d, )); Нр(d, ) измеряется в точках фантома, лежащих на глубине (d) со стороны потока излучения, образующего угол ( ) с нормалью к поверхности фантом, (0 /2) d=10 мм - индивидуальная доза для всего тела d=3 мм - индивидуальная доза в хрусталике глаза d=0,07 мм - индивидуальная доза в коже

Геометрия измерения индивидуальной дозы. d Направление потока излучения Угол - ; 0 /2 Фантом

Средства измерения ионизирующего излучения Измерение Нахождение из опыта значения физической величины Средства измерений Меры – воспроизведение значения физической величины НАПРИМЕР: - активность источника; - плотность потока; Измерительный прибор – техническое средство для определения значения физической величины и имеющее нормированные метрологические характеристики Измерительная установка - функционально объединенные меры, измерительные приборы и вспомогательные устройства Поверочная установка – измерительная установка + образцовое средство измерения Измерительная система – совокупность функционально объединенных : мер, ИП, ИУ, размещенных на объекте

Методы измерения ионизирующего излучения Прямые методы – нахождение значения физической величины непосредственно из результата измерения; Косвенные методы - нахождение значения физической величины на основании известной функциональной связи с результатами прямых измерений Абсолютные методы - непосредственное получение результата измерения Относительные методы- определяется отношение измеряемой величины к образцовой: А)Метод сравнения с мерой; Б)Дифференциальный метод В)компенсационный метод

Нормируемые метрологические характеристики измерительного прибора. Характеристика Аналитическое выражение Физический смысл Коэффициент преобразования G=B/RG=B/RОтношение измеренной величины - B к значению измеряемой, входной величины – R; Чувствительность К=Δ B/ΔRНормирует минимальное приращение измеряемой величины, которое может быть измерено прибором Энергетическая зависимость чувствительности δ е = [(Ki – Kп)/Кп] *100% Нормирует пределы изменения чувствитель-ности прибора при регистрации ионизирую-щего излучения различ-ной энергии Анизотропия чувствительности δ α = [( n α – n ср )/ n ср ]*100% Нормирует зависимость чувствительности прибора от угла падения параллельного пучка частиц или квантов на рабочую поверхность детектора Нестабильность показаний V =(Nср – Ni)/ N1 Нормирует нестабиль-ность во времени результатов измерений Избирательность S = Kизм. / Kмеш. Нормирует степень влияния мешающего излучения на результат измерения

1) Радиометрические приборы (радиометры) – предназначены для измерения величин, характеризующих источники излучения - активность, плотность потока излучения, удельная активность, объемная активность. 2) Дозиметрические приборы (дозиметры) – предназначены для измерения величин, характеризующих перенос и передачу энергии излучения. 3) Спектрометрические приборы (спектрометры) – предназначены для измерения пространственно-временного, энергетического или массового распределения частиц и квантов; 4) Комбинированные приборы – объединяющие в каком либо сочетании приборы первых трех групп. Классификация приборов для измерения ионизирующего излучения

Приборы каждой группы разделяют по ряду признаков и свойств 1)По области применения - промышленные, военные, медицинские и т.п.; 2)По способу применения - носимые, переносные, стационарные; 3)По виду регистрируемого излучения -, рентгеновское, -,, нейтронное, а также излучения двух и более видов; 4)По назначению – рабочие, образцовые, эталонные; 5)По способу представления результата измерений: показывающие, регистрирующие, индикаторные, комбинированные; 6)По виду представления результатов измерения – аналоговые, цифровые, комбинированные.

Источник активностью – (А), в общем случае создает

поле излучения в сферическом пространстве 4π

Характеристики поля излучения: поток, плотность потока, флюенс;

Поток частиц (квантов)- F= N/ t; [част/с]; [квант/с]

- определяется числом частиц или квантов ( N), которые за интервал времени ( t) пересекают заданную поверхность

Плотность потока частиц (квантов)- = N/( s * t);

[част/м 2 *с]; [квант/ м 2 *с] - определяется как число частиц или квантов ( N), пересекающих площадь поперечного сечения ( s) в единицу времени ( t)

t

Флюенс (перенос) частиц (квантов) - Ф= N/ s; [част./м 2 ]; [квант/м 2 ] - определяется как отношение числа ионизирующих частиц или квантов N, проникающих в элементарную сферу, к площади поперечного сечения этой сферы s

Основные величины, характеризующие поле и источник ионизирующего излучения

Назначение, область применения Наименование величины Обозначение единицы Обозначение и соотношение между величинами

Характеристики поля Число частиц

част.N

Поток частиц

част./сF=dN/dt

Флюенс частиц

част./м 2 Ф=dN/dS

Плотность потока частиц

част./(м 2. с) =dF/dS

Энергия частицы

эВE

Энергия излучения

Дж =N. E

Поток энергии

ВтF = d /dt

Флюенс (перенос) энергии Вт/м 2 Ф =d /dS

Плотность потока энергии

Вт/(м 2. с) =dF /dS

Характеристики радионуклидных источников Активность нуклида в источнике

БкA=dN/dt

Удельная активность источника

Бк/кгA m =A/m

Объемная активность источника

Бк/м 3 A V =A/V

Поверхностная активность источника

Бк/м 2 A S =A/S

Основные дозиметрические величины

Назначение, область применения Наименование величины Размерность и соотношение между величинами

Дозиметрические величины Поглощенная доза Гр D=d погл /dm

Мощность поглощенной дозы Гр/сР D = dD/ dt

Керма ГрK=d K /dm

Мощность кермы Гр/сP K = dK/ dt

Экспозиционная доза фотонного излучения Кл/кгX=dQ/dm

Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения

А/кг.

X

Величины, используемые в области радиационной безопасности Взвешивающий коэффициент для данного вида излучения RЗв/ГрW R

Взвешивающий коэффициент для тканей и органов ТОтносит. единицаW T

( W T =1)

Эквивалентная доза ЗвH= D* W R

Средняя поглощенная доза в органе или ткани ТГрD T

Эквивалентная доза (в органе или ткани Т для данного вида излучения R)ЗвH T,R =

= D T,R *W R.

Эквивалентная доза в органе или ткани Т (при воздействии различных видов излучения)Зв H T = H T,R

R

Эффективная доза ЗвE= H T *W T

T

Коллективная доза Чел.-Зв S= H i i

Операционные величины внешнего облучения Амбиентная эквивалентная доза ЗвH*(d)

Направленная эквивалентная доза ЗвH (d, )

Индивидуальная эквивалентная доза ЗвH p (d, )

Варианты геометрии облучения

Задняя геометрия облучения Передняя геометрия облучения

Передне / задняя геометрия облучения

Облучение в изотропном 4π поле Облучение в изотропном 2π поле

(геометрия ИЗО)

Облучение в геометрии - ROT

Операционные дозиметрические величины - эквиваленты доз в определенных точках фантома человека (фантом - шар из тканеэквивалентного материала диаметром 30 см или параллелепипед 30 х 30 х 15 см)

Групповая дозиметрия

- амбиентная доза - Н*(d)

- направленная доза Н'(d, )

Значения Н*(d) и Н'(d, ) определяются в точке шара, лежащей на его радиусе (R) на глубине (d) со стороны потока излучения, направление которого параллельно радиусу (для дозы Н*) или образует с ним угол (для дозы Н') в диапазоне от 0 до

Геометрия измерения амбиентной и направленной эквивалентной дозы.

Индивидуальная дозиметрия - индивидуальная доза (Н р (d, ));

Н р (d, ) измеряется в точках фантома, лежащих на глубине (d) со стороны потока излучения, образующего угол ( ) с нормалью к поверхности фантом, (0 /2)

d=10 мм - индивидуальная доза для всего тела

d=3 мм - индивидуальная доза в хрусталике глаза

d=0,07 мм - индивидуальная доза в коже

Геометрия измерения индивидуальной дозы.

Средства измерения ионизирующего излучения

Методы измерения ионизирующего излучения