ПОЙМИТЕ РАЗНИЦУ, ИЛИ КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ ДОЗИМЕТР.

Чем отличается профессиональный дозиметр от бытового?
Какие характеристики дозиметров - ключевые?
Как выбрать дозиметр?

Основные группы дозиметров

    При всем многообразии представленных на рынке дозиметров большую их часть можно разделить на две группы: дозиметры на счетчиках Гейгера-Мюллера и дозиметры, использующие в качестве детекторов сцинтилляторы.
Важной характеристикой детектора гамма-излучения является его эффективность. Эффективность счётчика Гейгера-Мюллера зависит от толщины стенок счётчика, их материала и энергии гамма-излучения. Толщина стенки счётчика выбирается из условия её равенства длине свободного пробега вторичных электронов в материале стенки (обычно - порядка 50 мкм). При большой толщине стенки вторичные электроны не пройдут в рабочий объем счётчика, и возникновения импульса тока не произойдет. Так как гамма-излучение слабо взаимодействует с тонкими стенками счетчика, то обычно эффективность гамма-счётчиков также мала и составляет всего 1-2 %. Другим недостатком счётчика Гейгера-Мюллера является то, что он не даёт возможность идентифицировать частицы и определять их энергию. Эти недостатки отсутствуют в сцинтилляционных счётчиках.

    Эффективность детектора определяется массой его рабочего вещества - той его части, в которой происходит поглощение и преобразование гамма-излучения. Масса счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20, применяемого в подавляющем большинстве дозиметров - не более 9 г. Масса рабочего вещества (тонкой трубочки) - не более 1 г.

    Масса рабочего вещества сцинтилляционного детектора это весь объем кристалла. К примеру, для детектора на основе йодистого натрия диаметром 40мм и высотой 40 мм масса рабочего вещества - не менее 180 г. Эффективность детекторов на основе сцинтилляторов составляет 50…90%, в зависимости от типа и объема рабочего вещества. В итоге, чувствительность детекторов на основе сцинтилляторов в сотни раз превышает чувствительность счетчиков Гейгера-Мюллера.

Рекомендации МАГАТЭ
В августе 2003 года МАГАТЭ* совместно с Всемирной таможенной организацией, Европолом и Интерполом выпустили документ "Обнаружение радиоактивных материалов на границе" (ТЕСDOC-1312/R), который содержит обоснование основных требований к системам и приборам, обеспечивающим надежный радиационный контроль транспортных средств и пешеходов.
Основными (ключевыми) характеристиками таких приборов являются чувствительность и быстродействие. Эти характеристики связаны между собой. Это объясняется просто. Что такое чувствительность детектора гамма-излучения? Это количество зарегистрированных гамма-квантов при определенной мощности ионизирующего излучения. Чем больше этих зарегистрированных взаимодействий гамма-квантов с веществом детектора, тем раньше и с большей точностью мы измерим уровень гамма-излучения и обнаружим аномалию.

Уровни расследования и порога срабатывания тревожного сигнала прибора
Распределения отчетов прибора в большинстве случаев описываются Гауссовым распределением. Параметры этого распределения зависят от скорости счетов детектора прибора (от чувствительности) и от времени накопления результата.
В разделе 5 ТЕСDOC-1312/R приводятся понятия уровней расследования и порога срабатывания тревожного сигнала прибора. На рисунке 1 слева - кривая распределения фоновой частоты отчетов прибора, справа - кривая распределения частоты отчетов прибора при дополнительном облучении. При фоновом облучении отчеты, превышающие порог (правее точки С), будут вызывать ложные срабатывания тревожной сигнализации. Частота этих срабатываний пропорциональна площади части фонового пика (закрашено желтым цветом). При облучении отчеты прибора, не достигшие порога (левее точки С), будут означать пропуски аномалий. Частота пропусков пропорциональна площади части правого пика (закрашено синим цветом). Порог срабатывания прибора может быть установлен не только в точке С, как показано на рисунке 1. Увеличивая порог, мы уменьшим частоту ложных срабатываний и увеличим вероятность пропусков.

    В качестве примера, приводим кривые распределения частоты отчетов для двух приборов, работающих в реальных фоновых условиях (рисунок 2): первый - на основе двух счетчиков Гейгера-Мюллера СБМ-20, суммарная чувствительность которых - 4 с-1/мкЗв/час (импульсов в секунду на микрозиверт в час), второй - на основе сцинтиллятора, имеющий чувствительность 800 с-1/мкЗв/час. Левые пики на графиках соответствуют фоновому излучению, а правые - режиму облучения.

Из приведенных графиков видно, что сцинтилляционный дозиметр "Ритм-1М" надежно и быстро различает аномальное облучение, в то время как такие же уровни облучения прибора на счетчиках Гейгера-Мюллера, даже при 20 секундах измерения не дают возможности отличить аномалию от фонового облучения.

Приведенные иллюстрации подтверждают тезис ТЕСDOC-1312/R о том, что для обнаружения радиоактивных материалов необходимой чувствительностью обладают только приборы на основе сцинтилляторов: "Хотя карманные приборы могут снабжаться детекторами излучения различных типов, лишь те приборы, в которых используется сцинтилляционные детекторы, обладают достаточной чувствительностью для этого вида применения".

Заключение

    Резюмируя, можно сказать, что при выборе дозиметра стоит обращать особое внимание на чувствительность и быстродействие прибора, поскольку эти параметры являются ключевыми, и определяют пригодность тех или иных приборов для обнаружения радиационно-загрязненных фрагментов при входном контроле металлолома и других грузов.