1. Введение
Данный обзор касается дозиметрического и радиометрического оборудования внесенного в Госреестр средств измерений РФ и имеющего сертификат утверждения типа и применимое в службах ГО и ЧС. В обзор не включено оборудование узкоспециального назначения, применяемое в радиохимических производствах и спецпредприятиях, такие как жидкосцинтилляционные радиометры, радиометры радиоактивных аэрозолей, йода, благородных газов, трития, углерода-14 и др.
До конца 80-х годов разработка и производство дозиметрических и радиометрических приборов было сосредоточено в нескольких предприятиях принадлежащих Минсредмашу. Приборы разрабатывались в основном в Союзном НИИ приборостроения (СНИИП, Москва), Минском научно-исследовательском приборостроительном институте (МНИПИ). Производство же приборов осуществлялось на заводах: "Электрон" (г.Желтые Воды, Украина), им.Ленина (Киев, Украина), "Балтиец"(г.Нарва, Эстония), "Импульс"(г.Пятигорск, Россия), «Сигнал» (г.Обнинск). В новых экономических и политических условиях первые три з-да на Украине, и Эстонии перестали работать полностью, 2 последних з-да работали с трудом из-за с разрывов связей с разработчиками. В настоящее время эта аппаратура производится и поставляется разными предприятиями различных форм собственности.
В обзоре будут рассмотрены приборы индивидуального дозконтроля, переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры, а также лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах пищевых продуктов, кормов, стройматериалах и объектов окружающей среды.
2. Приборы индивидуального дозконтроля
В настоящее время в мире наиболее широко применяются следующие типы индивидуальных дозиметров:
конденсаторного типа прямопоказывающие дозиметры («карандаши»);
термолюминесцентные, радиофотолюминесцентные (слепые) дозиметры;
электронные прямопоказывающие дозиметры.
2.1. Конденсаторные дозиметры («карандаши»)
Конденсаторные дозиметры широко применялись для задач ГО и ЧС в СССР. Преимущество дозиметров данного типа - простота в эксплуатации, низкая стоимость и оперативность получения результата: результат измерения показывается прямо в окуляре дозиметров. Дозиметры выпускались в следующих комплектах:
ДП-22В - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 50 шт. дозиметров ДКП-50-А.,
ДП-24 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 5 шт. дозиметров ДКП-50-А.,
ИД-1 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-6 и 10 шт. дозиметров ИД-1.
ДК-02 - состоящий из одного зарядного устройства ЗД-4 и 10 шт. дозиметров ДК-02.
Первые три комплекта предназначались для длительного применения в условиях боевых действий с применением ядерного оружия при определении выживаемости личного состава с лучевым поражением, поэтому имели диапазон измерения: ДКП-50-А до 50 Р(рентген), ИД-1 до 500 Р. Поэтому их показания при коротких по времени радиационных ЧС недостоверны, трудно определить небольшие приращения доз. ДК-02 имел диапазон измерения до 200 мР (миллирентген), но имел другой недостаток - саморазряд дозиметров из-за утечек заряда.
В настоящее все вышеуказанные дозиметры не выпускаются, но начат выпуск дозиметров ИД-02 с диапазоном измерения до 200 мР. В них устранен недостаток ДК-02 (саморазряд дозиметров) применением новых негигроскопичных изоляционных материалов в конденсаторах дозиметров.
2.2. Термолюминесцентные, радиофотолюминесцентные дозиметры
Радиофотолюминесцентные дозиметры применялись в дозиметрическом комплекте ИД-11. Радиофотолюминесцентные дозиметры представляют собой стеклянные детекторы в металлическом корпусе. В состав комплекта дозиметров входят кроме самих дозиметров также и считывающее устройство. Недостатком данных типов дозиметров является то, что накопленная доза не стирается при считывании, и поэтому небольшие приращения доз на фоне ранее накопленных доз определяются с большой погрешностью. Для стирания доз с дозиметров применяются специальные высокотемпературные печи. Комплект радиофотолюминесцентных дозиметров ДВГ-713-РФЛД выпускается фирмой «Люмэкс» (С-Петербург). К недостаткам радиофотолюминесцентных дозиметров, препятствующими их применение в целях ГО и ЧС, также можно отнести и то, что они не получили широкого применения в индивидуальном дозконтроле (ИДК) в мире, и в частности в России, и поэтому их показания можно считывать только собственным считывающим устройством, которое может оказаться недоступным в условиях ЧС.
Напротив термолюминесцентные дозиметры широко применяются для ИДК во всех медицинских учреждениях и радиационно-опасных объектах РФ. Дозиметры представляют собой пластмассовую кассету с кристаллическими детекторами, обычно 2-мя (4-5мм в диаметре). Считывание доз с дозиметров производится периодически в соответствии с регламентом, принятом в предприятии (обычно раз в несколько м-цев или сразу после аварийных ситуации).
Термолюминесцентные дозиметры обладают очень широкими диапазонами измерения - от 50 мкЗв (5 миллирентген) до 10-50 Зв (1000 - 5000 рентген). В состав комплекта дозиметров входят кроме самих термолюминесцентных дозиметров также и считывающие устройства с компьютером, что обеспечивает автоматизацию процесса считывания и ведения базы данных по дозам персонала. Термолюминесцентные дозиметры относительно недороги и удобны для ИДК большого количества персонала с применением одного считывающего устройства.
В настоящее время в мире и в России используются следующие типы комплекта термолюминесцентных дозиметров: Dosakus (Финляндия), Harshaw (США), АКИДК-201, ДВГ-02Т (Россия). Комплект Harshaw (США) используют детекторы несовместимые с детекторами, выпускаемыми в России, и очень дорогостоящ. Также комплект Harshaw (США) не внесен в Госреестр СИ РФ.
Комплект Dosakus (Финляндия) внесен в Госреестр СИ РФ и применяется во многих АЭС России. Комплект Dosakus является автоматом, оператор заряжает около 20-ти дозиметров в приемное устройство считывателя, дальнейшее считывание происходит автоматически. Недостатком данного комплекта, препятствующим его применению в условиях ГО и ЧС является то, что нагрев детекторов производится в потоке горячего азота и для работы комплекта постоянно необходим азотопровод (как на АЭС) или баллон со сжатым азотом и расход азота довольно большой. Кроме того, считыватель дорогостоящий (свыше 50 тыс.долларов), работа с комплектом требует высокой квалификации оператора.
В комплекте АКИДК-201 нагрев детекторов производится СВЧ полем, комплект удобен в работе. Но считыватель данного комплекта довольно дорогостоящий (свыше 20 тыс.долларов). Комплект также является полуавтоматом и работает только с тем комплектом дозиметров, с которым произведена поставка из завода, т.е. считывание дозиметров, которые не входили в комплект поставки или расширение комплекта дозиметров требуют перенастройки прибора и программного обеспечения.
Таким образом, применение комплектов Dosakus и АКИДК оправданно при обслуживании персонала АЭС и предприятий численностью в несколько тысяч человек в стационарных условиях.
Комплект ДВГ-02Т ручной, т.е. считывание производится непосредственно с детекторов, входящих в дозиметр, дозиметры взаимозаменяемы. Может применяться не только для дозиметров гамма-излучения, но и дозиметров для кожи рук, лица и хрусталика глаза. Стоимость считывателя около 9 тыс.долларов, дозиметра с 2-мя детекторами - 340 руб. ДВГ-02Т оптимален для применения для текущего и аварийного индивидуального дозконтроля в условиях ЧС.
2.3. Электронные прямопоказывающие дозиметры
Для ИДК применяются также и электронные прямопоказывающие дозиметры. Они представляют собой прибор с детектором, электронным табло, аккумулятором и сигнализацией о превышении заданных уровней по дозе или мощности дозы, поэтому они дорогостоящие и применяются для ограниченного круга персонала АЭС, занятого радиационно-опасными ремонтными работами. В настоящие время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы электронных дозиметров: RAD-52 (Финляндия), РМ-1603 (Р.Беларусь), ДКГ-05Д(Россия).
В то же время надо учитывать, что применение вышеуказанных дозиметров целесообразно при их использовании в общей системе ИДК: с ведением дознаряда, с автоматическим считыванием дозы и ведением общей базы данных с текущим ИДК и внутреннего облучения с помощью спектрометров излучения человека. Поэтому для ИДК оперативных служб при ЧС более подходящими являются автономные (несистемные) портативные (карманные) многофункциональные дозиметры. В настоящее время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы таких дозиметров:
ДКГ-02У (Россия)
ДКГ-03Д (Россия)
РМ-1203 (Р.Беларусь)
МКС-05 (Украина)
В первых 2-х дозиметрах (ДКГ-02У, ДКГ-03Д) чувствительность примерно в 3 раза выше, чем у остальных. Эти дозиметры обеспечивают как определение уровня излучения (измерение мощности дозы), так и измерение полученной оператором дозы и также, как например, в ДКГ-03Д определение радиационной опасности звуковым сигналом, частота которого пропорциональна мощности дозы.
3. Переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры
Для задач ГО и ЧС в СССР применялись радиометры-рентгенометры ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В. Эти приборы имели выносные блоки детектирования, которые обеспечивали определение уровня гамма-излучения (измерение мощности дозы), а также индикацию бета-загрязненности.
Необходимо отметить, что в качестве детекторов у приборов ДП-5 применялись газоразрядные счетчики, допускающие простую замену из ЗИП персоналом не особо высокой квалификации.
Во многих приборах, выпускаемых сегодня, в качестве детекторов применяются сцинтилляторы, довольно хрупкие кристаллические материалы. Они применяются в комплекте с фото-электронными умножителями (ФЭУ) со стеклянными корпусами или фотодиодами, на которые приклеиваются специальными клеями, что не допускает их оперативную замену в незаводских условиях.
В настоящее время выпускаются и внесены в Госреестр СИ РФ следующие приборы, выполняющие аналогичные функции:
Радиометр-дозиметр ДКС-96 (Россия)
Радиометр-дозиметр МКС-РМ 1402М (Р.Беларусь)
Радиометр-дозиметр МКС-1117М (Р.Беларусь)
Радиометр-дозиметр ДРБП-03 (Россия)
Радиометр-дозиметр ДКС-96 является многофункциональным прибором обеспечивающим проведение комплексного радиационного контроля: измерение гамма-, бета-, альфа- и нейтронных излучений путем смены блоков детектирования. ДКС-96 может комплектоваться 10-ю типами блоков детектирования. В связи с этим управление прибором довольно сложно и предъявляет повышенные требования к квалификации оператора.
Радиометр-дозиметр ДРБП-03 функционально является наиболее близким аналогом приборов ДП-5. Прибор компактен и легок, комплектуются 2-мя типами блоков детектирования (гамма- и бета), применяемые детекторы - недорогие газоразрядные счетчики. Прибор имеет также наушные телефоны со звуковым сигналом, частота которого пропорциональна уровню излучения. Кроме того, ДРБП-03 имеет отдельные детекторы, расположенный в пульте прибора, определяющие дозу, которую получил оператор.
В настоящее время выдержала испытания новая серия приборов (дозиметр-радиометр МКС-07Н и бортовой/стационарный дозиметр ДКГ-07БС), серия ИМД-7, разработанные на современной элементной базе и обладающие метрологическими, климатическими и прочностными характеристиками, соответствующими современным требованиям для полевых и бортовых приборов. Данные приборы планируются принятие на оснащение в системах МО РФ и МЧС России.
Для немногочисленных специальных задач комплексного радиационного контроля ГО и ЧС, для которых ранее применялись приборы типа РУП-1, также могут применяться Радиометры-дозиметры ДКС-96 с необходимыми блоками детектирования (гамма-, бета-, альфа- нейтронные).
4. Лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах
Для измерения содержания радионуклидов в пробах (определение объемной и удельной активности) ранее применялись радиометрические приборы типа ДП-100, РУБ и другие.
В настоящее время для указанных задач применяются гамма- и бета-спектрометрические установки. Эти установки изпользуют два типа блоков детектирования: полупроводниковые и сцинтилляционные. Полупроводниковые детекторы работают при низких температурах и для работы требуют постоянной заливки жидким азотом. Полупроводниковые спектрометры имеют высокое энергетическое разрешение и широко используются в АЭС, радиохимических и других производствах, где необходимо определение нестандартного радионуклидного состава проб с высокой точностью.
Для рутинных же задач в России с успехом используются сцинтилляционные гамма- и бета-спектрометры, развитое программное обеспечение которых позволяют определять объемные и удельные активности наиболее часто встречающихся нуклидов (цезий-137, кобальт-60, стронций-90, радий-226, калий-40 и др.).
В настоящее время внесены в Госреестр СИ рф и используются в России следующие спектрометрические установки:
Спектрометрические установки «Прогресс» (Россия)
Спектрометрические установки «Гамма-плюс» (Россия)
Спектрометрические установки «Гамма-1С» (Россия)
Спектрометрические установки СЕГ, СЕБ (Украина)
Спектрометрические установки МКС-АТ1315 (Р.Беларусь)
Портативные спектрометры установки «Спутник» (Россия)
Спектрометры «Ortec» (США)
Спектрометры «Canberra» (США)
И полупроводниковые и сцинтилляционные спектрометры представляют собой стационарные установки с блоками детектирования в свинцовой защите, многоканальным анализатором и компьютером с программным обеспечением, кроме портативных спектрометров типа «Спутник», где многоканальный анализатор встроен в блок детектирования. Спектрометр «Спутник» имеет портативный пульт, в процессор которого «зашито» программное обеспечение для стандартных задач спектрометрии. В случае необходимости информация с памяти пульта может быть обработан подсоединенным компьютером с расширенным программным обеспечением.
