Выбор радиометра: характеристики детекторов, особенности приборов и методы контроля

Поисковый радиометр «Спутник-1»

Геологический радиометр «Спутник-1» предназначен для поиска радиоактивных веществ, а также их качественного и количественного определения по бета- и гамма-излучению . Индикация осуществляется по стрелочному прибору, резонатору со звуковым сигналом или слуховой трубке . Шкала отградуирована в микрорентгенах в час (мкр/ч) .

Прибор имеет следующие технические параметры:

• Поддиапазоны измерений: I поддиапазон — от 0 до 150 мкр/ч; II поддиапазон — от 0 до 1500 мкр/ч (с возможностью расширения тумблером внутри пульта до 2500–3000 мкр/ч по индивидуальному графику);
• Погрешность градуировки: не более ±15% от показания и ±5% от шкалы в нормальных условиях;
• Порог чувствительности: 8 мкр/ч при естественном фоне 10 мкр/ч;
• Питание: штатно от 4 элементов КБ-1, которые легко заменяются на 4 стандартные батареи или аккумулятора типа AA;
• Условия эксплуатации: от −10 до +40 °С, влажность до 95±3% (при +20 °С), выдерживает работу под дождем и транспортную тряску с ускорением 30 м/с²;
• Габариты: блок пульта — 162×76×98 мм, выносной датчик — 157×88×34 мм (комплектуется зажимом для удлинительной штанги).

Характеристики и параметры счетчиков Гейгера — Мюллера

Газоразрядные счетчики Гейгера не предназначены для прямого измерения энергии частиц, поэтому их калибруют по эталонным изотопным источникам. Основные рабочие параметры отечественных датчиков существенно различаются

• Чувствительность к гамма-излучению (имп/мкР):
• «Бета-2» — от 160 до 240;
• «Бета-1» — от 96 до 144;
• «СБМ-20» — от 60 до 75;
• «СБМ-10» — от 9,6 до 10,8;
• «СБМ-21» — от 6,5 до 9,5.

• Площадь входного окна (рабочая зона):
• «Бета-2» — 13,8 см²;
• «Бета-1» — 7 см².

• Электрические режимы: рекомендуемое рабочее напряжение (середина счетной характеристики или «плато») составляет порядка 400 В, а ширина плато (диапазон между порогом зажигания и напряжением искрового пробоя) обычно равна 100 В.

Особенности сцинтилляционных детекторов и энергокомпенсация

Сцинтилляционные приборы (например, поисковые приборы серии СРП-88 или компактные сигнализаторы вроде РМ1703МА) обладают высокой чувствительностью, но их показания сильно зависят от спектрального состава поля

. В реальных условиях сложного изотопного состава (например, в зоне ЧАЭС) показания приборов, поверенных по цезию-137 (Cs-137), требуют применения поправочных коэффициентов

В компактных сцинтилляторах энергокомпенсация может решаться двумя путями

1. Аппаратно-физическим: с помощью фильтра (например, тонкого свинцового экрана), срезающего избыточный отклик на мягкое низкоэнергетическое излучение без расхода питания.

2. Программным (многоканальным): диапазон разбивается на энергетические каналы (например, три поддиапазона для низких, средних и высоких энергий и один суммарный поисковый). В режиме поиска прибор опрашивает суммарный канал, допуская перекос отклика, а в режиме точного измерения использует раздельные каналы, снижая погрешность с +450/−100% до примерно ±50%.

Современные элементы питания емкостью 2000–3000 мА·ч способны обеспечивать работу таких схем при токе потребления около 1 мА непрерывно на протяжении нескольких месяцев (2000–3000 часов).

Выявление радиоактивных аномалий по поведению фона

Стандартные посты контроля (АСКРО) и обычные дозиметры измеряют суммарную мощность экспозиционной дозы, которую формирует естественный земной и космический фон . Если в воздухе происходит выброс или рост концентрации изотопов, общий уровень фона может долго не выходить за рамки нормы. Выявить скрытое загрязнение можно по косвенным признакам:

• Дрейф усредненной энергии: фиксируется одновременным использованием двух разных приборов (например, со сцинтиллятором и счетчиком Гейгера). Из-за неодинаковой энергетической чувствительности при изменении спектра излучения их показания начнут расходиться.
• Характер статистических флуктуаций: при сохранении нормального среднего значения мощности дозы растущая концентрация радионуклидов (особенно короткоживущих) увеличивает амплитуду колебаний показаний вокруг среднего уровня или расширяет временные интервалы статистических всплесков.