RU2193785C2 - Индивидуальный дозиметр - Google Patents
Индивидуальный дозиметр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193785C2 RU2193785C2 RU2001102572A RU2001102572A RU2193785C2 RU 2193785 C2 RU2193785 C2 RU 2193785C2 RU 2001102572 A RU2001102572 A RU 2001102572A RU 2001102572 A RU2001102572 A RU 2001102572A RU 2193785 C2 RU2193785 C2 RU 2193785C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodiode
- pulse
- field
- effect transistor
- analog
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: измерение и определение мощностей эквивалентных доз и интегральных эквивалентных доз рентгеновского γ-излучения, потоков нейтронных, α- и β-частиц, а также оценка радиационной обстановки окружающей среды. Индивидуальный дозиметр содержит корпус, снабженный окном, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации и индикатором, источник питания, покрытые слоем экранирующего материала сцинтиллятор и фотодиод, а также усилитель импульсов фотодиода, дискриминатор импульсов фотодиода, формирователь импульсов фотодиода, полевой транзистор, усилитель импульсов полевого транзистора, дискриминатор импульсов полевого транзистора, формирователь импульсов полевого транзистора, переключатель, усилитель постоянного напряжения, аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения, импульсный аналого-цифровой преобразователь, счетчик, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти и процессор индикатора. Технический результат: расширение области применения и повышение надежности работы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Заявляемый индивидуальный дозиметр относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области измерений уровней радиоактивных излучений, причем наиболее эффективно он может быть использован для измерения и определения мощностей эквивалентных доз (МНT,R) и интегральных эквивалентных доз (ИНT,R) рентгеновского, γ-излучения, потоков нейтронных и заряженных частиц (потоков α- и β-частиц), а также для оценки радиационной обстановки окружающей среды.
Известен фактически являющийся индивидуальным дозиметр (РМ-1401) [1], предназначенный для измерения МНT,R γ- излучения, состоящий из снабженного жидкокристаллическим индикатором для отображения результатов измерений корпуса, в котором расположены источник питания, узлы звуковой и вибросигнализации превышения установленных порогов по МНT,R, а также соединенного с корпусом посредством гибкого кабеля датчика со сцинтилляционным детектором, выполненным из неорганического материала, и фотодиодом.
Недостатком известного индивидуального дозиметра является его ограниченная область применения, обусловленная возможностью его использования для измерений только МНT,R γ-излучения, пониженным диапазоном измерения MHT,R (0,05-50 мкэв/ч), пониженным диапазоном регистрируемых энергий γ-излучения (0,06-1,25 МэВ).
Известен индивидуальный дозиметр для измерения и определения МНT,R и ИНT,R ионизирующего, рентгеновского, γ-излучения, а также потоков нейтронных и β-частиц от 10-4 Грэй и выше [2]. Известный индивидуальный дозиметр состоит из снабженного индикатором (состоящим из линзы и шкалы) светонепроницаемого корпуса, в котором расположены детектирующий блок, состоящий из выполненного из тканеэквивалентного материала в виде сектора цилиндра сцинтиллятора и соединенного с ним (консольно закрепленного на ребре сцинтиллятора) нитевидного фотоактивного элемента, выполненного из обладающего фотомеханическим эффектом материала (азида свинца).
Недостатками известного индивидуального дозиметра являются:
- пониженная надежность, обусловленная повышенной чувствительностью нитевидного фотоактивного элемента к разного рода механическим воздействиям и способностью таких обладающих фотомеханическим эффектом материалов, как азид свинца, к гидролизу при повышенных уровнях влажности окружающей среды (следствием чего может быть искажение результатов измерений);
- его ограниченная область применения, обусловленная повышенным нижним порогом определения ИНT,R радиоактивных излучений (составляющей 10-4 Грэй), невозможностью осуществления измерений уровней проникающих типов излучений (рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц) отдельно от измерений уровней потоков заряженных частиц (потоков α- и β-частиц), невозможностью оповещения пользователя о получении им предела дозы (ПД - величины годовой эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы) [3] или о превышении измеряемой МНT,R радиоактивного излучения предельно-допустимой величины.
- пониженная надежность, обусловленная повышенной чувствительностью нитевидного фотоактивного элемента к разного рода механическим воздействиям и способностью таких обладающих фотомеханическим эффектом материалов, как азид свинца, к гидролизу при повышенных уровнях влажности окружающей среды (следствием чего может быть искажение результатов измерений);
- его ограниченная область применения, обусловленная повышенным нижним порогом определения ИНT,R радиоактивных излучений (составляющей 10-4 Грэй), невозможностью осуществления измерений уровней проникающих типов излучений (рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц) отдельно от измерений уровней потоков заряженных частиц (потоков α- и β-частиц), невозможностью оповещения пользователя о получении им предела дозы (ПД - величины годовой эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы) [3] или о превышении измеряемой МНT,R радиоактивного излучения предельно-допустимой величины.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому индивидуальному дозиметру является индивидуальный дозиметр, предназначенный для измерения и определения МНT,R и ИНT,R рентгеновского, γ-излучения, потоков нейтронных, α- и β-частиц, а также для оценки радиационной обстановки окружающей среды [4].
Известный индивидуальный дозиметр состоит из снабженного окном и индикатором корпуса, в котором расположены:
- выполненный из твердого прозрачного неорганического тканеэквивалентного материала сцинтиллятор, последовательно соединенный с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, счетчиком и индикатором;
- источник питания соединенный с усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, счетчиком и индикатором.
- выполненный из твердого прозрачного неорганического тканеэквивалентного материала сцинтиллятор, последовательно соединенный с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, счетчиком и индикатором;
- источник питания соединенный с усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, счетчиком и индикатором.
Недостатками известного индивидуального дозиметра являются:
- ограниченная область применения, обусловленная:
а) пониженным верхним порогом определяемой ИНT,R радиоактивных излучений (5•105 P);
б) невозможностью его применения для измерения МНT,R в импульсных полях излучений (полях излучений ускорителей элементарных частиц, рентгеновских аппаратов и т.п.), обусловленной повышенным временем высвечивания (порядка 10-6 с), характерным для сцинтилляторов, выполненных из неорганических материалов (5);
в) невозможностью осуществления измерений уровней проникающих типов излучений (рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц) отдельно от измерений уровней потоков заряженных частиц (потоков α- и β-частиц);
г) отсутствием звуковой и световой сигнализации,
- пониженная надежность, обусловленная:
а) невозможностью прямого измерения ИНT,R радиоактивных излучений;
б) невозможностью сохранения за период работы индивидуального дозиметра историй изменений измеряемой МНT,R и определяемой ИНT,R радиоактивных излучений;
в) невозможностью установки порогов срабатывания для оповещения пользователя о получении им ПД или о том, что МНT,R радиоактивного излучения превышает предельно допустимую величину;
г) искажением результатов измерений при отключении источника питания или по причине нестабильности его работы (обусловленной зависимостью величины вырабатываемого источником питания напряжения от энергии радиоактивного излучения).
- ограниченная область применения, обусловленная:
а) пониженным верхним порогом определяемой ИНT,R радиоактивных излучений (5•105 P);
б) невозможностью его применения для измерения МНT,R в импульсных полях излучений (полях излучений ускорителей элементарных частиц, рентгеновских аппаратов и т.п.), обусловленной повышенным временем высвечивания (порядка 10-6 с), характерным для сцинтилляторов, выполненных из неорганических материалов (5);
в) невозможностью осуществления измерений уровней проникающих типов излучений (рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц) отдельно от измерений уровней потоков заряженных частиц (потоков α- и β-частиц);
г) отсутствием звуковой и световой сигнализации,
- пониженная надежность, обусловленная:
а) невозможностью прямого измерения ИНT,R радиоактивных излучений;
б) невозможностью сохранения за период работы индивидуального дозиметра историй изменений измеряемой МНT,R и определяемой ИНT,R радиоактивных излучений;
в) невозможностью установки порогов срабатывания для оповещения пользователя о получении им ПД или о том, что МНT,R радиоактивного излучения превышает предельно допустимую величину;
г) искажением результатов измерений при отключении источника питания или по причине нестабильности его работы (обусловленной зависимостью величины вырабатываемого источником питания напряжения от энергии радиоактивного излучения).
Преимуществами заявляемого индивидуального дозиметра являются расширение области его применения и повышение надежности его работы.
Указанные преимущества обеспечиваются за счет того, что заявляемый индивидуальный дозиметр состоит из снабженного окном, индикатором, блоком световой и звуковой сигнализации, а также последовательным портом связи корпуса, в котором расположены:
- выполненный из твердого прозрачного тканеэквивалентного органического полимерного материала с активирующими световое излучение добавками сцинтиллятор, последовательно соединенный с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода и формирователем импульсов фотодиода, причем сцинтиллятор и фотодиод окружены слоем экранирующего материала толщиной, обеспечивающей полное поглощение им α- и β-частиц;
- размещенный напротив окна полевой транзистор, последовательно соединенный стоком с усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора и формирователем импульсов полевого транзистора, а также последовательно соединенный изолированным затвором с усилителем постоянного напряжения и аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения;
- импульсный аналого-цифровой преобразователь, счетчик, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти, процессор индикатора, переключатель и источник питания, причем формирователь импульсов фотодиода и формирователь импульсов полевого транзистора соединены с импульсным аналого-цифровым преобразователем, импульсный аналого-цифровой преобразователь соединен со счетчиком, счетчик и аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения соединены с арифметическо-логическим устройством, арифметическо-логическое устройство соединено с модулем памяти, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации, процессором индикатора и переключателем, процессор индикатора соединен с индикатором, а переключатель соединен с изолированным затвором полевого транзистора, источник питания, в качестве которого используют аккумуляторную батарею, соединен с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, стоком полевого транзистора, усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, переключателем, усилителем постоянного напряжения, аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсным аналого-цифровым преобразователем, счетчиком, арифметическо-логическим устройством, автономным источником питания модуля памяти, соединенным с модулем памяти, процессором индикатора, блоком световой и звуковой сигнализации и индикатором.
- выполненный из твердого прозрачного тканеэквивалентного органического полимерного материала с активирующими световое излучение добавками сцинтиллятор, последовательно соединенный с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода и формирователем импульсов фотодиода, причем сцинтиллятор и фотодиод окружены слоем экранирующего материала толщиной, обеспечивающей полное поглощение им α- и β-частиц;
- размещенный напротив окна полевой транзистор, последовательно соединенный стоком с усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора и формирователем импульсов полевого транзистора, а также последовательно соединенный изолированным затвором с усилителем постоянного напряжения и аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения;
- импульсный аналого-цифровой преобразователь, счетчик, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти, процессор индикатора, переключатель и источник питания, причем формирователь импульсов фотодиода и формирователь импульсов полевого транзистора соединены с импульсным аналого-цифровым преобразователем, импульсный аналого-цифровой преобразователь соединен со счетчиком, счетчик и аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения соединены с арифметическо-логическим устройством, арифметическо-логическое устройство соединено с модулем памяти, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации, процессором индикатора и переключателем, процессор индикатора соединен с индикатором, а переключатель соединен с изолированным затвором полевого транзистора, источник питания, в качестве которого используют аккумуляторную батарею, соединен с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, стоком полевого транзистора, усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, переключателем, усилителем постоянного напряжения, аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсным аналого-цифровым преобразователем, счетчиком, арифметическо-логическим устройством, автономным источником питания модуля памяти, соединенным с модулем памяти, процессором индикатора, блоком световой и звуковой сигнализации и индикатором.
Отличительными признаками заявляемого индивидуального дозиметра являются:
- то, что корпус индивидуального дозиметра дополнительно снабжен блоком световой и звуковой сигнализации, а также последовательным портом связи;
- то, что внутри корпуса индивидуального дозиметра дополнительно расположены размещенный напротив окна полевой транзистор, последовательно соединенный стоком с усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора и формирователем импульсов полевого транзистора, а также последовательно соединенный изолированным затвором с усилителем постоянного напряжения и аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсный аналого-цифровой преобразователь, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти, процессор индикатора и переключатель;
- то, что формирователь импульсов фотодиода и формирователь импульсов полевого транзистора соединены с импульсным аналого-цифровым преобразователем, импульсный аналого-цифровой преобразователь соединен со счетчиком, счетчик и аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения соединены с арифметическо-логическим устройством, арифметическо-логическое устройство соединено с модулем памяти, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации, процессором индикатора и переключателем, процессор индикатора соединен с индикатором, а переключатель соединен с изолированным затвором полевого транзистора;
- то, что источник питания соединен с фотодиодом, стоком полевого транзистора, усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, переключателем, усилителем постоянного напряжения, аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсным аналого-цифровым преобразователем, арифметическо-логическим устройством, автономным источником питания модуля памяти, соединенным с модулем памяти, процессором индикатора и блоком световой и звуковой сигнализации;
- то, что сцинтиллятор и фотодиод окружены слоем экранирующего материала толщиной, обеспечивающей полное поглощение им α- и β-частиц, в качестве твердого прозрачного тканеэквивалентного материала сцинтиллятора используют органический полимерный материал с активирующими световое излучение добавками, а в качестве источника питания - аккумуляторную батарею.
- то, что корпус индивидуального дозиметра дополнительно снабжен блоком световой и звуковой сигнализации, а также последовательным портом связи;
- то, что внутри корпуса индивидуального дозиметра дополнительно расположены размещенный напротив окна полевой транзистор, последовательно соединенный стоком с усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора и формирователем импульсов полевого транзистора, а также последовательно соединенный изолированным затвором с усилителем постоянного напряжения и аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсный аналого-цифровой преобразователь, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти, процессор индикатора и переключатель;
- то, что формирователь импульсов фотодиода и формирователь импульсов полевого транзистора соединены с импульсным аналого-цифровым преобразователем, импульсный аналого-цифровой преобразователь соединен со счетчиком, счетчик и аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения соединены с арифметическо-логическим устройством, арифметическо-логическое устройство соединено с модулем памяти, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации, процессором индикатора и переключателем, процессор индикатора соединен с индикатором, а переключатель соединен с изолированным затвором полевого транзистора;
- то, что источник питания соединен с фотодиодом, стоком полевого транзистора, усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, переключателем, усилителем постоянного напряжения, аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсным аналого-цифровым преобразователем, арифметическо-логическим устройством, автономным источником питания модуля памяти, соединенным с модулем памяти, процессором индикатора и блоком световой и звуковой сигнализации;
- то, что сцинтиллятор и фотодиод окружены слоем экранирующего материала толщиной, обеспечивающей полное поглощение им α- и β-частиц, в качестве твердого прозрачного тканеэквивалентного материала сцинтиллятора используют органический полимерный материал с активирующими световое излучение добавками, а в качестве источника питания - аккумуляторную батарею.
Заявляемый индивидуальный дозиметр иллюстрируется чертежом.
Индивидуальный дозиметр состоит из корпуса 1, окна 2, источника питания 3, сцинтиллятора 4, фотодиода 5, слоя экранирующего материала 6, усилителя импульсов фотодиода 7, дискриминатора импульсов фотодиода 8, формирователя импульсов фотодиода 9, полевого транзистора 10, имеющего в своем составе исток 11, сток 12, изолированный затвор 13, слой полупроводника 14 и слой изолятора 15, а также из усилителя импульсов полевого транзистора 16, дискриминатора импульсов полевого транзистора 17, формирователя импульсов полевого транзистора 18, импульсного аналого-цифрового преобразователя 19, счетчика 20, переключателя 21, усилителя постоянного напряжения 22, аналого-цифрового преобразователя постоянного напряжения 23, арифметическо-логического устройства 24, модуля памяти 25, автономного источника питания модуля памяти 26, последовательного порта связи 27, процессора индикатора 28, блока световой и звуковой сигнализации 29 и индикатора 30.
Заявляемый индивидуальный дозиметр работает следующим образом.
Непосредственно перед началом работы с источника питания 3 подают напряжение на все соединенные с ним элементы индивидуального дозиметра, причем питание модуля памяти 25 в этом случае осуществляется непосредственно от источника питания 3 через автономный источник питания модуля памяти 26, исходная ЭДС (электродвижущая сила) которого остается постоянной (за счет подзарядки) в течение всего времени работы источника питания 3. Затем индивидуальный дозиметр через последовательный порт связи 27 подсоединяют к серверу, из базы данных которого через арифметическо-логическое устройство 24 в модуль памяти 25 вводят индивидуальный код пользователя, а также информацию о величине ПД, величине предельно-допустимой MHT,R радиоактивного излучения, величине ИНT,R радиоактивного излучения, полученной пользователем на момент получения им индивидуального дозиметра, а также о режимах работы индикатора 30, в качестве которого используют, например, жидкокристаллический индикатор. После этого индивидуальный дозиметр отсоединяют от сервера и выдают пользователю, при появлении которого в различных по интенсивности и времени полях радиоактивных излучений последний начинает измерение их уровней.
Благодаря наличию в составе индивидуального дозиметра канала регистрации проникающих типов радиоактивных излучений (рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц), содержащего окруженные слоем экранирующего материала 6 сцинтиллятор 4 и фотодиод 5, усилитель импульсов фотодиода 7, дискриминатор импульсов фотодиода 8 и формирователь импульсов фотодиода 9, а также канала регистрации потоков заряженных частиц (потоков α- и β-частиц), содержащего полевой транзистор 10, усилитель импульсов полевого транзистора 16, дискриминатор импульсов полевого транзистора 17 и формирователь импульсов полевого транзистора 18, становится возможным измерение уровней рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц отдельно от измерения уровней потоков α- и β-частиц.
При попадании рентгеновского, γ-излучения или потоков нейтронных частиц на сцинтиллятор 4 (в качестве активирующих световое излучение добавок которого используют тяжелые металлы) последний начинает излучать световые фотоны, воспринимаемые фотодиодом 5. Фотодиод 5 преобразует их энергию в электрическую, имеющую на выходе фотодиода 5 форму электроимпульсов. Благодаря наличию окружающего сцинтиллятор 4 и фотодиод 5 слоя экранирующего материала 6, в качестве которого с наибольшей эффективностью используют медь, кадмий, цинк, кобальт, вольфрам, алюминий, магний или алюминиево-магниевые сплавы, в последнем происходит не только полное поглощение потоков α- и β-частиц, но также и максимально возможное поглощение (по сравнению с другими видами экранирующих материалов), возникающее в процессе торможения заряженных частиц в слое экранирующего материала 6, вторичного γ-излучения, что обеспечивает повышенную достоверность в измерениях уровней проникающих типов радиоактивных излучений.
Электроимпульсы с фотодиода 5 поступают в усилитель импульсов фотодиода 7, где происходит их усиление, затем в дискриминатор импульсов фотодиода 8, где происходит отсечение шумов, и формирователь импульсов фотодиода 9, где происходит их окончательное формирование по длительности и амплитуде. После этого обработанные таким образом электроимпульсы поступают в импульсный аналого-цифровой преобразователь 19, где происходит их преобразование в цифровые коды, которые затем передаются в счетчик 20, где происходит их суммирование. Из счетчика 20 результаты суммирования поступают в арифметическо-логическое устройство 24, где они преобразуются в величину измеряемой МНT,R рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц, которая сразу же пересчитывается арифметическо-логическим устройством 24 в величину их ИНT,R.
После подачи напряжения от источника питания 3 на сток 12 и изолированный затвор 13 полевого транзистора 10 между истоком 11 и стоком 12 по полупроводнику 14 начинает течь постоянный электроток, причем при достижении потенциалом на изолированном затворе 13 своей максимальной величины по команде с арифметическо-логического устройства 24 происходит отключение с помощью переключателя 21 подачи напряжения на изолированный затвор 13 для того, чтобы его величина не поддерживалась бы источником питания 3 на постоянном уровне. При попадании через окно 2 заряженных частиц на изолированный затвор 13 на нем происходит изменение его потенциала, следствием чего является преобразование постоянного электротока между истоком 11 и стоком 12 в электроток, имеющий форму электроимпульсов, которые со стока 12 поступают в усилитель импульсов полевого транзистора 16, где происходит их усиление, затем в дискриминатор импульсов полевого транзистора 17, где происходит отсечение шумов, и формирователь импульсов полевого транзистора 18, где происходит их окончательное формирование по длительности и амплитуде. С формирователя импульсов полевого транзистора 18 электроимпульсы поступают в импульсный аналого-цифровой преобразователь 19, где происходит их преобразование в цифровые коды, которые затем передаются в счетчик 20, где происходит их суммирование. Из счетчика 20 результаты суммирования поступают в арифметическо-логическое устройство 24, где они преобразуются в величину измеряемой МНT,R потоков α- и β-частиц, которая сразу же пересчитывается арифметическо-логическим устройством 24 в величину их ИНT,R.
Одновременно с этим величина падения потенциала на изолированном затворе 13, пропорциональная величине ИНT,R потоков α- и β-частиц, и величина скорости падения потенциала на изолированном затворе 13, пропорциональная величине МНT,R потоков α- и β-частиц, усиливаются усилителем постоянного напряжения 22 и поступают в аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения 23. В аналого-цифровом преобразователе постоянного напряжения 23 они переводятся в цифровые коды, которые затем поступают в арифметическо-логическое устройство 24, где преобразуются в значения ИНT,R и МНT,R потоков α- и β-частиц.
Таким образом, наличие в составе заявляемого индивидуального дозиметра полевого транзистора 10 позволяет осуществлять прямое измерение ИНT,R потоков α- и β-частиц и дублированное измерение их МНT,R.
После отключения переключателем 21 подачи напряжения на изолированный затвор 13 одновременно с падением на нем потенциала будет происходить также и падение амплитуд электроимпульсов постоянного тока между истоком 11 и стоком 12, причем при достижении величинами амплитуд электроимпульсов порога чувствительности усилителя импульсов полевого транзистора 16 произойдет прекращение измерения индивидуальным дозиметром МНT,R потоков α- и β-частиц по цепочке: сток 12 - усилитель импульсов полевого транзистора 16 - дискриминатор импульсов полевого транзистора 17 - формирователь импульсов полевого транзистора 18 - импульсный аналого-цифровой преобразователь 19 - счетчик 20 - арифметическо-логическое устройство 24. С другой стороны, после падения потенциала на изолированном затворе 13 до его критической величины произойдет прекращение измерения индивидуальным дозиметром ИНT,R и МНT,R потоков α- и β-частиц по цепочке: изолированный затвор 13 - усилитель постоянного напряжения 22 - аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения 23 - арифметическо-логическое устройство 24. Чтобы избежать этого явления, по команде с арифметическо-логического устройства 24 переключателем 21 вновь подается напряжение от источника питания 3 на изолированный затвор 13, причем момент подачи команды выбирается в зависимости от того, какая из вышеуказанных величин первой снизится до ее критического значения.
Указанное включение-отключение источника питания 3 продолжается в течение всего периода работы индивидуального дозиметра, что обеспечивает непрерывность процесса измерения как МНT,R, так и ИНT,R потоков α- и β-частиц, причем, например, умышленное отключение источника питания 3 или падение его напряжения до величины, меньшей, чем минимально допустимая, не приведет к искажению результатов измерений ИНT,R потоков α- и β-частиц при последующем его включении в силу того, что исходные данные (величина падения потенциала на изолированном затворе 13) будут сохранены во времени.
Помимо всего вышесказанного, в арифметическо-логическом устройстве 24 происходит также еще и подсчет ИНT,R от всех типов радиоактивных излучений, полученной пользователем на текущий момент времени, величина которой вместе с величинами измеряемых и определяемых МНT,R и ИНT,R в течение периода работы индивидуального дозиметра поступает в модуль памяти 25, а также через процессор индикатора 28 на табло индикатора 30, причем в модуле памяти 25 происходит их сравнение с информацией, предварительно введенной туда из базы данных сервера.
В том случае, если ИНT,R от всех типов радиоактивных излучений, полученная пользователем на текущий момент времени, не превышает ПД, а измеряемые МНT,R не превышают предельно-допустимую МНT,R, на табло индикатора 30 последовательно через определенные промежутки времени отображаются значения вышеуказанных измеряемых и определяемых величин. В случае, если пользователем получена ПД или же если измеряемые МНT,R превышают их предельно-допустимые величины, сменный режим отображения на табло индикатора 30 переходит в стационарный с отображением соответствующего показателя, а блок световой и звуковой сигнализации 29 выдает по команде с арифметическо-логического устройства 24 предупреждающий сигнал. Кроме того, в модуле памяти 25 осуществляется сохранение в течение всего периода работы индивидуального дозиметра историй изменений измеряемых и определяемых MHT,R и ИНT,R, причем при отключении источника питания 3 или падении его напряжения до величины, меньшей, чем минимально допустимая, потерь данных не произойдет вследствие того, что в этом случае питание модуля памяти 25 будет осуществляться автономным источником питания модуля памяти 26.
После окончания измерений индивидуальный дозиметр через последовательный порт связи 27 вновь подсоединяют к серверу, в базу данных которого из модуля памяти 25 через арифметическо-логическое устройство 24 вводят всю накопленную за период работы информацию, а также индивидуальный код пользователя, что обеспечивает, с одной стороны, обновление информации о величине ИНT,R радиоактивных излучений, полученной пользователем, а с другой, позволяет серверу на основе информации о пользователе и его местонахождении во время работы индивидуального дозиметра дать оценку радиационной обстановки окружающей среды (оценку уровней интенсивности полей радиоактивных излучений, а также на основе данных по историям изменений измеряемых и определяемых МНT,R и ИНT,R радиоактивных излучений - динамику изменения уровней интенсивности полей радиоактивных излучений во времени).
Испытания показали, что заявляемый индивидуальный дозиметр имеет более широкую область применения:
- за счет того, что верхний порог измерения и определения ИНT,R радиоактивных излучений составляет 109 Р (при диапазоне регистрируемых энергий от 0,02 до 10 МэВ);
- за счет того, что используемый в нем сцинтиллятор, обладающий пониженным (порядка 10-9 с) временем высвечивания, обеспечивает возможность измерения MHT,R и ИНT,R в импульсных полях радиоактивных излучений (полях радиоактивных излучений ускорителей элементарных частиц, рентгеновских аппаратов и т.п.);
- за счет того, что используемые в нем канал регистрации проникающих типов радиоактивных излучений и канал регистрации потоков заряженных частиц позволяют осуществлять измерение уровней рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц отдельно от измерений уровней потоков α- и β-частиц;
- за счет того, что в нем используют блок звуковой и световой сигнализации,
а также обладает повышенной надежностью:
- за счет того, что используемый в нем полевой транзистор позволяет осуществлять прямое измерение ИНT,R и дублированное измерение МНT,R потоков α- и β-частиц, а также сохранять во времени исходные данные для измерения ИнT,R потоков α- и β-частиц в случае отключения или выхода из строя источника питания;
- за счет того, что используемый в нем модуль памяти с автономным источником питания модуля памяти позволяет сохранять ИНT,R радиоактивных излучений, полученную пользователем на текущий момент времени, величины измеряемых и определяемых МНT,R и ИНT,R за период работы индивидуального дозиметра, истории изменений измеряемой МНT,R и определяемой ИНT,R, а также устанавливать пороги срабатывания для оповещения пользователя о получении им ПД или о том, что МНT,R радиоактивного излучения превышает предельно-допустимую величину;
- за счет того, что в нем в качестве источника питания используют более стабильную в работе аккумуляторную батарею.
- за счет того, что верхний порог измерения и определения ИНT,R радиоактивных излучений составляет 109 Р (при диапазоне регистрируемых энергий от 0,02 до 10 МэВ);
- за счет того, что используемый в нем сцинтиллятор, обладающий пониженным (порядка 10-9 с) временем высвечивания, обеспечивает возможность измерения MHT,R и ИНT,R в импульсных полях радиоактивных излучений (полях радиоактивных излучений ускорителей элементарных частиц, рентгеновских аппаратов и т.п.);
- за счет того, что используемые в нем канал регистрации проникающих типов радиоактивных излучений и канал регистрации потоков заряженных частиц позволяют осуществлять измерение уровней рентгеновского, γ-излучения и потоков нейтронных частиц отдельно от измерений уровней потоков α- и β-частиц;
- за счет того, что в нем используют блок звуковой и световой сигнализации,
а также обладает повышенной надежностью:
- за счет того, что используемый в нем полевой транзистор позволяет осуществлять прямое измерение ИНT,R и дублированное измерение МНT,R потоков α- и β-частиц, а также сохранять во времени исходные данные для измерения ИнT,R потоков α- и β-частиц в случае отключения или выхода из строя источника питания;
- за счет того, что используемый в нем модуль памяти с автономным источником питания модуля памяти позволяет сохранять ИНT,R радиоактивных излучений, полученную пользователем на текущий момент времени, величины измеряемых и определяемых МНT,R и ИНT,R за период работы индивидуального дозиметра, истории изменений измеряемой МНT,R и определяемой ИНT,R, а также устанавливать пороги срабатывания для оповещения пользователя о получении им ПД или о том, что МНT,R радиоактивного излучения превышает предельно-допустимую величину;
- за счет того, что в нем в качестве источника питания используют более стабильную в работе аккумуляторную батарею.
ЛИТЕРАТУРА
1. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ, Оборудование и услуги, Каталог, Научно-производственное предприятие "ДОЗА", 1999, с. 102-103.
1. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ, Оборудование и услуги, Каталог, Научно-производственное предприятие "ДОЗА", 1999, с. 102-103.
2. Патент РФ 2070332, МПК6: G 01 T 1/20, 1/202, oп. 10.12.96 в Бюл. 34.
3. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99), СП 2.6.1.758 - 99, 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность, Минздрав России, 1999, с. 10.
4. Патент РФ 2141120, МПК6: G 01 T 1/20, 1/202, оп. 10.11.99 в Бюл. 31.
5. М.Т.Максимов, Г.О.Оджагов. Радиоактивные загрязнения и их измерение, Москва, Энергоатомиздат, 1989, с. 59-62.
Claims (2)
1. Индивидуальный дозиметр, включающий снабженный окном и индикатором корпус, внутри которого расположены выполненный из твердого прозрачного тканеэквивалентного материала сцинтиллятор, последовательно соединенный с фотодиодом, усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода и формирователем импульсов фотодиода, а также счетчик и источник питания, соединенный с усилителем импульсов фотодиода, дискриминатором импульсов фотодиода, формирователем импульсов фотодиода, счетчиком и индикатором, отличающийся тем, что корпус индивидуального дозиметра дополнительно снабжен блоком световой и звуковой сигнализации, а также последовательным портом связи, внутри корпуса индивидуального дозиметра дополнительно расположены размещенный напротив окна полевой транзистор, последовательно соединенный стоком с усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, а также последовательно соединенный изолированным затвором с усилителем постоянного напряжения и аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсный аналого-цифровой преобразователь, арифметическо-логическое устройство, модуль памяти, автономный источник питания модуля памяти, процессор индикатора и переключатель, причем формирователь импульсов фотодиода и формирователь импульсов полевого транзистора соединены с импульсным аналого-цифровым преобразователем, импульсный аналого-цифровой преобразователь соединен со счетчиком, счетчик и аналого-цифровой преобразователь постоянного напряжения соединены с арифметическо-логическим устройством, арифметическо-логическое устройство соединено с модулем памяти, последовательным портом связи, блоком световой и звуковой сигнализации, процессором индикатора и переключателем, процессор индикатора соединен с индикатором, переключатель соединен с изолированным затвором полевого транзистора, источник питания соединен с фотодиодом, стоком полевого транзистора, усилителем импульсов полевого транзистора, дискриминатором импульсов полевого транзистора, формирователем импульсов полевого транзистора, переключателем, усилителем постоянного напряжения, аналого-цифровым преобразователем постоянного напряжения, импульсным аналого-цифровым преобразователем, арифметическо-логическим устройством, автономным источником питания модуля памяти, соединенным с модулем памяти, процессором индикатора и блоком световой и звуковой сигнализации, сцинтиллятор и фотодиод окружены слоем экранирующего материала толщиной, обеспечивающей полное поглощение им α- и β- частиц, в качестве твердого прозрачного тканеэквивалентного материала сцинтиллятора используют органический полимерный материал с активирующими световое излучение добавками, а в качестве источника питания - аккумуляторную батарею.
2. Индивидуальный дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве активирующих световое излучение добавок используют тяжелые металлы, а в качестве материала экранирующего слоя используют медь, кадмий, цинк, кобальт, вольфрам, алюминий, магний или алюминиево-магниевые сплавы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102572A RU2193785C2 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Индивидуальный дозиметр |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102572A RU2193785C2 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Индивидуальный дозиметр |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193785C2 true RU2193785C2 (ru) | 2002-11-27 |
Family
ID=20245336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001102572A RU2193785C2 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Индивидуальный дозиметр |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193785C2 (ru) |
-
2001
- 2001-01-30 RU RU2001102572A patent/RU2193785C2/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI118097B (fi) | Parannuksia henkilökohtaisissa säteilyn annosmittareissa tai niihin liittyen | |
| US7737401B2 (en) | Radiation measurement using multiple parameters | |
| US7115872B2 (en) | Portable radiation detector and method of detecting radiation | |
| US4489315A (en) | Personnel electronic neutron dosimeter | |
| US20110261650A1 (en) | Method for the radiation monitoring of moving objects and a radiation portal monitor for carrying out said method | |
| US20050242289A1 (en) | Radiation monitoring system | |
| US6750458B1 (en) | System and method for detecting radioactive contamination | |
| CN110703308A (zh) | 临界报警装置及系统 | |
| RU187535U1 (ru) | Детектор портативный комбинированный для обнаружения радиоактивных и металлических объектов | |
| SE423157B (sv) | Forfarande och anordning for detektering av alfa-emetterande emnen | |
| US11204429B2 (en) | Electronic radiation dosimeter | |
| JP5089568B2 (ja) | 放射性ガスモニタ | |
| US7208743B2 (en) | Method and device for determining the personal dose in mixed neutron/photon fields | |
| RU2193785C2 (ru) | Индивидуальный дозиметр | |
| US7327270B2 (en) | Apparatus and method for detecting the presence of radioactive materials | |
| US5256878A (en) | Self powered detector based monitor for radiographic cameras | |
| US10782420B2 (en) | Range-extended dosimeter | |
| KR20080104878A (ko) | 방사선 노출 시간 자동 결정시스템 및 방법 | |
| US4617167A (en) | Underwater radiation detector | |
| JP2002006055A (ja) | 放射線測定方法および装置 | |
| US7504636B1 (en) | Radiation detector using pulse stretcher | |
| KR101964099B1 (ko) | 수도관 내 방사선 검출 장치, 이를 포함하는 정수기, 및 이를 이용하는 수도관 내 방사선 검출 방법 | |
| US6897448B2 (en) | Radiation detector | |
| RU2364890C1 (ru) | Способ обнаружения ядерных материалов и радиоактивных веществ | |
| JPH04184291A (ja) | 水中放射性物質モニタ装置 |