у-излучением эталонного препарата Ra. В этом случае должны быть, конечно, соблюдены все предосторожности, необходимые ,цля проведения относительных измерений, т. е. геометрические размеры препарата и эталона, а также их положение относительно источника должны быть строго одинаковы. Если объем протянутого воздуха К , скорость счета от препарата р. а от эталона Пэт. А - активность эталона в кюри, то концентрация радона

V V

кюри/л.

В литературе имеется описание установок для определения концентраций радона в воздухе, выдыхаемом человеком, которые основаны на этом принципе. Может быть установлено прямое соотношение между скоростью выделения радона и количеством его в организме, а также величиной поглощенной дозы, обусловленной радоном.

Глава 6

ИЗМЕРЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДЫ

Один из самых распространенных методов определения загрязненности воды радиоактивными веществами - измерение активности сухого остатка исследуемого раствора, полученного путем испарения воды. При значительных концентрациях порядка 10 кюри!л исследуемую жидкость объемом 1-2 мл наносят на подложку и высушивают инфракрасной лампой до сухого остатка. Количество сухого остатка, которое необходимо знать, чтобы можно было ввести поправку на самопоглощение и рассеяние, определяется взвешиванием на аналитических весах.

Если концентрация является величиной порядка Ю *- - 10 кюри/л, то производится концентрирование активности путем выпаривания.

Существенный недостаток этого метода - значительное самопоглощение а-пзлучення слоем осадка, если концентрация неактивных солей значительна. Это не дает возможности практически измерять концентрации а-излучателей в воде ниже 5 10 кюри/л.

В настоящее время применяются жидкие сцинтилляторы в смеси с исследуемым раствором, однако помимо прочих причин выигрыш в чувствительности не может быть получен, поскольку

световой выход а-излучения примерно в 10 раз меньше, чем для р-лучей.

Сейчас разработаны методы, позволяющие надежно измерять л-излучатели (например, полоний в воде) при концентрациях порядка 10 -10 2 кюри/л.

Один из таких методов [3] заключается в том, что исследуемый раствор наносят на слой порошка сернистого цинка, который выполняет одновременно и роль подложки и роль сцинтиллятора.. Благодаря большой поверхности сцинтиллятора значительно снижается действие сухого остатка, что обеспечивает высокую эффективность регистрации а-излучения.

Приготовление пробы заключается в том, что в стеклянный цилиндр с диаметром дна, равным диаметру катода фотоумножителя, и высотой ~1,5 см вводят около 300 мг сцинтиллятора и 1 мл исследуемого раствора. Пробу перемешивают встряхиванием (при этом сцинтиллятор покрывает равномерно дно цилиндра), подсушивают и ставят на катод фотоумножителя. Чтобы оптический контакт был достаточно хорошим, дно цилиндра должно быть плоским и промежуток между ним и фотокатодом заполняют тонким слоем прозрачного вазелинового масла. Градуировку производят измеряя заранее приготовленный раствор с известной концентрацией а-излучателя в воде.

Следует иметь в виду, что толщина сцинтиллятора не должна превышать ~30 мг/см, так как увеличение толщины приводит к поглощению самим сцинтиллятором части светового излучения.

Существенно также, что при такой толщине эффективность регистрации р- и у-нзлучения весьма мала, что дает возможность вести измерения при большой величине собственной р- и у-ак-тивности раствора.

Применение этого метода для измерения концентрации полония в водных растворах значительно повышает его чувствительность (до 10 2 кюри/л) вследствие того, что сернистый цинк выполняет не только роль сцинтиллятора, но и при определенных условиях - роль осадителя полония из раствора. Этот метод в принципе пригоден и для других а-излучателей.

Кроме методов выпаривания и смешивания измеряемого раствора со сцинтиллятором, возможно и непосредственное измерение концентрации некоторых Р-нзлучателей в воде, если р-распад сопровождается достаточно жестким у-излучением. Например, Со° при максимальной энергии р-спектра ~0,3 Мэв дает две интенсивные у-лннин с энергиями 1,12 и 1,38 Мэв. В этом случае соответствующим образом герметизированный датчик может опускаться непосредственно в воду. Прибором такого типа является универсальный Р -у-интенсиметр типа Луч-А . Этот прибор, кроме того, дает возможность качественно и количественно определять мягкое р-излучение с минимальной

энергией 0,15 Мэв (типа излучения С и S), жесткого р-излучения (типа Р) и у-излучения. Прибор снабжен специальными дифференцирующими экранами для раздельной регистрации мягких и жестких р-лучей, а также у-излучения.

Диапазон прибора О-1000 имп/сек разбит на 4 поддиапазона: 0-20, 0-100, 0500 и 0-1000 имп/сек.

Луч-А имеет звуковую регистрацию, которая обеспечивает индикацию излучения на слух. Прибор может питаться как от сети, так и от батареи. Принцип работы аналогичен нринципу, применяемому в больщннстве установок для измерения скорости счета. Градуировка прибора производится путем счета импульсов от препарата на установке Б-2 с учетом всех поправок, о которых щла речь в гл. 1.

Для измерения концентрации у-излучателей в воде в качестве датчика применяют самогасящийся счетчик со стальным катодом типа СТС-6, который располагается на краю гильзы радиометра, длину гильзы можно увеличивать от 550 до 840 мм при помощи специального приспособления. Вся гильза герметизирована и допускает погружение в воду. Градуировать прибор для непосредственного измерения концентрации воды удобно при помощи раствора р- и у-излучатсля известной активности. Тогда при соблюдении обычных условий, необходимых при относительных из.мереннях, концентрации исследуемого и эталонного раствора будут пропорциональны соответствующим скоростям

счета

Глава 7

КОНТРОЛЬ НЕЙТРОННЫХ ПОТОКОВ НА РАБОЧИХ

МЕСТАХ

Источники нейтронов:

1) препараты, содержащие а-излучатели в смеси с веществом, испускающи.м нейтроны под влиянием бомбардировки а-частиц (радий-бериллиевые, полонин-бериллиевые и другие источники нейтронов). Здесь происходит реакция (а, п);

2) ускорители различных типов, в которых нейтроны генерируются в результате бомбардировки мищени ионами водорода, дейтерия и гелия;

3) урановые реакторы, где значительные потоки нейтронов возникают в результате реакции деления тяжелых ядер.

Для радий-бериллиевых источников выход нейтронов составляет примерно 10 нейтронов в секунду на 1 г радия.

Для каналов ядерных реакторов примерные значения нейтронных потоков это величины 10 -10 и выще нейтронов на 1 см в 1 сек.

Как известно, энергия нейтронов колеблется в пределах от сотых долей электронвольт для тепловых нейтронов до нескольких десятков мегаэлектронвольт. Следует отметить, что характер взаимодействия нейтронов различных энергий с веществом и, в частности, с живой тканью в сильной степени зависит не только от величины нейтронного потока, но и от качества его (т. е. энергии). Отсюда ясно, что дозиметрическая аппаратура, применяемая для этих целей, должна давать возможность регистрировать нейтроны в достаточно широком диапазоне потоков и энергий. Для регистрации нейтронов могут применяться пропорциональные борные счетчики, а также сцинтилляторы различных типов.

§ 1. стационарный радиометр быстрых и тепловых нейтронов типа рн-3 ( эфир-ь)

Прибор РН-3 позволяет регистрировать как быстрые, так и тепловые нейтроны в присутствии у-фона до 200 мкр/сек.

Датчиком прибора служит набор различных сцинтилляционных детекторов и фотоумножитель ФЭУ-19М.

Диапазон измерений прибора О-52500 нейтронов/см сек. * При измерении потоков быстрых нейтронов с энергиями от 0,5 до 14 Мэв используется детектор типа Б. Поддиапазоны измерений таковы, нейтрон/см сек: О-100, О-350 О-1000 0-3500.

При измерении тепловых нейтронов применяются детекторы типа Т-1 и Т-2. Диапазоны измерений в это.м случае составляют, нейтрон/см - сек: 0-1500, 0-5250, 0-15000, 0-52500.

В приборе предусмотрена предупредительная сигнализация ири потоке нейтронов от 30 до 100 нейтрон/с.ч сек и аварийная сигнализация при величинах 300-1000 нейтрон/см сек. Донус-каегся отдаление датчика на расстояние до 150 м от пульта прибора. Прибор питается от сети переменного тока.

Для регистрации .медленных нейтронов служит установка СЧ-3 ( Черника ).

Датчиком прибора является пропорциональный борный счетчик СНМ-5А, предназначенный для регистрации потоков медленных нейтронов.

§2. Переносный радиометр быстрых и тепловых нейтронов РПН-1

Прибор позволяет регистрировать потоки быстрых нейтронов с энергией от 0,5 до 14 Мэв, а также обнаруживать тепловые нейтроны при гамма-фоне до 50 мкр/сек.

Эфф(ективность детектора составляет около 0,3% для бы-26 Защита от радиоактпвиы.х пзлучепим

стрых нейтронов и мало зависит от угла падения и энергии нейтронов от 4 до 14 Мэв.

Детектор быстрых нейтронов - твердая взвесь зерен люминофора (ZnS) в водородсодержащем веществе (ограническое стекло). Быстрые нейтроны при взаимодействии с ядрами водорода образуют протоны отдачи, которые и вызывают световые всиыщки.

Работа детектора тепловых нейтронов основана на реакции В°(/г, а) Li. Образующаяся при этой реакции а-частица с энер-rneii 2,2 Мэв дает вспыщку в сцинтилляторе. Фотоумножитель превращает световые вспыщки в импульсы напряжения.

Задачи.

1. Общее число импульсов от радиоактивного преггарата, зарегистрированное в течение Г) \н1н., составило 2000. Измерение фона дало 600 импульсов за 10 мин. Найти скорость счета от препарата пр, а также абсол1отну:о и относительную ошибки в определении скорости счета (Рпр, -Рпр).

2. Скорости счета препарата с фоном и фона соответственно составляют 240 и 40 имп/мин.

Найти: число импульсов Лр.ф при регистрации излучения препграта и фона и /Уф-число импульсов при регистрации фона, которое обеспечило бы относительную ошибку скорости счета, равную ±5%.

3. Определить концентрацию Ra в воздухе, если скорость счета от мишени, на которой собирались аэрозоли, дала 8 импульсов за 5 м,1ш. при к. п. д. электрофильтра 30 /о, скорости прокачки воздуха 800 л/мин и времени прокачки / = 3 мин. Принять величину общей поправки при определении активности равном k = 0,1.

4. Найти концентрацию радона в воздухе, если скорость движения индекса электрометра составила 4 дел/мин (чувствительность 20 дел/в), а остаточное давление воздуха в эманационной камере объемом 1 л составляло 250 ч.ч рт. ст. Емкость электрометра с камерой принять равной 8 пф, постоянную прибора й = 3. 10 кюри/ед. CQSE силы тока. Атмосферное давление 750 мм рт. ст.

ЛИТЕРАТУРА

1. К. С. Калугин, У. Я. Map гул и с, К. А. Т р у х а и о в, Л. Н. Успенский. Практическое руководство по дозиметрии, Лкдгиз, 1959.

2. Дозиметрия исиизнрующих излучении. Доклады иностранных ученых на Международной конференции по мирному использованию атомной энергии. ГТТИ, 1956, стр. 168.

3. Сборник радиохимических и дозиметрических методик, Медгиз, 1959

ПРИЛОЖЕНИЯ