Kemija

Kemija

Pokrovitelji

FKKT



Gledališče
Radioaktivnost - 4. del: sevanje
Petek, 22 September 2006 20:29
thumb_rad8Z našimi čutili ni moč detektirati sevanja, izjemoma pri visokih vrednostih (blisk v očeh, pekoč občutek, itd). Pri prehodu sevanja skozi snov pride do različnih reakcij kot npr. nastanek prostih elektronov in ionov (ionizacija), nastanek vzbujenih atomov, segrevanje snovi, nastanek mikroskopskih poškodb v snovi, ...

 

Za detekcijo najpogosteje uporabimo ionizacijo, direktno ali pa njene posledice. Direktno ionizacijo izkoriščajo plinski detektorji (ionizacijska celica, proporcionalni detektor, Geiger-Müllerjev detektor). Na principu posledic ionizacije pa temeljijo scintilacijski detektorji in dozimetri. 
V tem prispevku si bomo pogledali nekatere značilnosti dozimetrov, v prihodnjih številkah pa bomo predstavili delovanje enega najbolj razširjenih plinskih detektorjev, GM števec.

DOZIMETRI

Dozimetri so naprave, ki merijo dozo prejetega sevanja. Ločimo več vrst dozimetrov: TLD dozimetri, dozimetri v obliki filma ali filmske emulzije, elektronski dozimetri. Za merjenje osebne doze se največ uporabljajo TLD dozimetri.

TLD dozimetri

Termoluminiscenčni dozimeter (TLD) tvorijo bele kristalinične tabletke iz CaF2 premera 5 mm in debeline 0,5 mm, ki jih vgradimo v vodotesno plast na ohišje ali plastično vrečico-priponko. Plastično ohišje nosi vgrajen filter, ki zagotavlja pravilno občutljivost dozimetra za različne energije žarkov. V kolikor vemo, da imamo opravka z bolj ali manj enakimi energijami, ne potrebujemo filtra, temveč zgolj plastično ohišje. S tem ohranimo visoko občutljivost dozimetra. 

Pri obsevanju tabletk pride do izbitja nekaterih elektronov in nastanka praznin s pozitivnim nabojem. Pri segrevanju tabletk do temperature 300°C pride do rekombinacije elektronov in praznin, pri tem pa nastane svetlobni signal, ki ga merimo z mikroprocesorsko vodenim čitalcem. S tem dobimo podatek o obsevu oseb, ki so nosile dozimetre. Ker se pri oddaji svetlobe dozimetri izpraznijo, jih lahko ponovno uporabimo. Uporabnost je v glavnem omejena z mehanskimi poškodbami in umazanijo, ki se s časom nabere na dozimetrih (200 odčitanj).
Dozimetri se nosijo na telesu na stalnem mestu. Idealno mesto bi bil pas, vendar se zaradi praktičnosti pritrjuje na prsne žepe (slika 1). V kolikor se pričakuje večji obsev določenih delov telesa (roke, oči, deli kože) je priporočljivo na takih mestih nositi dodatne dozimetre (prstani za merjenje doze na rokah, slika 2).

V odvisosti od sestave TLD dozimetrov, se lahko uporabljajo za določanje doze rentgenskih žarkov, žarkov gama, beta in nevtronov.

rad6 

Slika 1: Tipičen dozimeter za merjenje doze celotnega telesa

 rad7

Slika 2: Dozimeter v obliki prstana za merjenje doze na rokah

Filmske emulzije, filmi

Filmska emulzija so v želatinasti osnovi porazdeljeni kristalčki AgBr velikosti približno 1 mm. Približno 10-20 mm debela plast emulzije je nanešena na nosilno osnovo, ki je lahko steklo ali celulozna folija.
Pri obsevanju kot posledica interakcije sevanja z elektroni postanejo kristalčki "senzibilizirani". Pozneje, pri razvijanju, se iz takega kristalčka izloči elementarno srebro. Količina izločenega srebra je merilo za število žarkov, ki so zadeli emulzijo. 

V filmskem dozimetru je film vložen v ohišje, ki ima odprtino (celozna doza) ter vložene filtre, s pomočjo katerih je možno določiti različne komponente sevanja. 

Elektronski dozimetri

Dostopnih je več vrst elektronskih dozimetrov (slika 3). Sestavlja jih ionizacijska celica, napolnjena s plinom, ki se po vstopu fotona gama sevanja ionizira. Vir napajanja je litijeva baterija (LiMnO2).
Elektronski dozimetri so majhni, rigidni in neobučtljivi na elektromagntno valovanje. Uporabni so za merjenje osebne doze (1 mSv do 10 Sv oz. 0,1 mrem do 1000 rem) ali dozne hitrosti (0,1 mSv/h do 10 mSv/h oz. 0,01 mrem/h do 1000 rem/h). Njihova prednost pred TLD ali filmski detektorji je v tem, da vrednost prikažejo takoj in tako ni potrebno naknadno merjenje kot pri TLD ali filmskih dozimetrih. 

rad8 

Slika 3: Elektronski dozimeter

Pripravil: Rožle Jakopič