Радиометрические приборы
Существует разнообразная аппаратура для количественного определения интенсивности радиоактивного излучения и его спектрального анализа. Для большинства агрохимических исследований пригодны простые радиометрические установки, включающие несколько блоков (рис. 5).
Импульсы тока, возникающие в газоразрядном счетчике, усиливаются блоком БГС и передаются на входное устройство пересчетного прибора. В случае применения сцинтилляционного счетчика усиление происходит в фотоумножителе. Входное устройство преобразует импульсы в стандартные по амплитуде и длительности и передает их на пересчетный блок. Отсчет импульсов за определенный период времени производится по декатронам.
Высоковольтный выпрямитель блока питания может быть смонтирован отдельно от пересчетной установки (ПП-8) или объединяется с нею (установка ПП-16).
Применявшиеся ранее радиометрические установки типа Б, Б-2, ДА, ПС-10 000 конструктивно устарели и сняты с производства. В настоящее время распространены более совершенные, надежные и удобные в работе установки Б-3, Б-4, ПП-8 («Волна»), УМФ-1500.
Установка Б-3. Малогабаритный прибор, предназначенный для работы с низковольтными газоразрядными счетчиками. В комплект прибора входят: входной блок БГС-3, пересчетный прибор ПС-20 со стабилизатором напряжения (390 ± 20 в) и комплект счетчиков. Емкость счета прибора 10в6 импульсов. Система счета — десятичная, с отсчетом показаний по декатронам. Возможно использование в установке прибора ПС-100 (рис. 6).
Установка Б-4. Малогабаритный прибор, состоящий из пересчетного устройства ПП-16 и блока детекторов БГС-4. Предназначен для работы с низковольтными газоразрядными счетчиками типа СТС-6, СБТ-13, СИ-22Г и др. При наличии отдельного источника высокого напряжения (ВСВ-2, ВСЭ-2500 или др.) возможна работа с высоковольтными счетчиками МСТ-17, Т-25 БФЛ и др. Емкость счета прибора 10в6 с прямым отсчетом показаний. Включение и остановка счета производятся вручную. Предусмотрена возможность последовательной и параллельной работы двух приборов (рис. 7).
Установка ПП-8 («Волна»). Предназначена для работы с газоразрядными и сцинтилляционными счетчиками. В комплект установки входят высоковольтный выпрямитель ВСВ-2 (400—2000 в), пересчетный прибор ПСТ-100, блок УГС для работы с цилиндрическими или торцовыми газоразрядными счетчиками, блок УСС для сцинтилляционного счетчика с использованием ФЭУ-19 и блок катодный повторитель (рис. 8).
Отсчет показаний производят по неоновым лампочкам и декатронам ПСТ-100. Схема обеспечивает автоматическую остановку счета и электронного секундомера по истечении 10, 100 и 1000 сек. или после того, как будет набрано 10в3, 10в4, 10в5 или 10в6 импульсов. Средняя скорость счета показывается интенсиметром. Предусмотрена поочередная работа двух приборов с автоматической остановкой как по набору импульсов, так и по заданному времени. Отсчет времени производится электронным секундомером. Работать на установке ПП-8 удобно, практика показала его надежность и стабильность.
В настоящее время подготовлен выпуск аналогичного прибора РПС-2-ОЗТ, включающего в комплекте два блока датчиков, пересчетную установку, электронный секундомер и высоковольтный выпрямитель.
Установка с малым фоном УМФ-1500 М. Предназначена для измерения малых активностей β-излучения газоразрядными счетчиками типа СБТ-13, СИ-16 БГ, СИ-17 БГ, СТС-5 и СТС-6. Установка имеет защитный контейнер, в котором находится детектор излучения, и пересчетный прибор ПП-16. Мощная экранировка и электронная схема защиты снижают фон установки до 3—9 имп/мин в зависимости от типа детектора (рис. 9).
Перспективными в агрохимических исследованиях могут стать новые типы приборов, снабженные автоматическими и печатающими устройствами:
Декадный пересчетный прибор ПП9—2М. Предназначен для счета импульсов и снабжен электронным секундомером. Прибор состоит из отдельных блоков: усилителя-дискриминатора, пяти пересчетных декад, блока автоматики, блока питания. Емкость пересчетного устройства 10в6 импульсов. Индикация счета десятичная, однострочная — в окошках прибора сменяются светящиеся цифры электролюминесцентных индикаторов.
Прибор автоматически прекращает счет после набора заданного числа импульсов или по истечении установленного срока. В первом случае фиксируется прошедшее с начала счета время, во втором — число импульсов.
Предусмотрена возможность подключения к прибору цифропечатающего устройства БЦ-1.
Установка 2154-1-1М «Протока». Предназначена для измерения а- и P-излучений радиоактивного пятна диаметром менее 20 мм при толщине подложки не более 2 мм. Установка обладает высокой эффективностью: учитывается до 95% радиоактивности образца (рис. 10).
В комплект входят 4л-счетчик (через который пропускается метан, этан или другой природный газ) и пересчетный прибор ПП-9-2М. Возможно подключение цифропечатающего устройства БЗ-15.
Сцинтилляционная хроматографическая установка УСХ-1 может использоваться при биохимических исследованиях, проводимых с мечеными соединениями H3, С14, S35, P32 и др. Измерение активности производится в хроматографических пятнах на тонкослойных или бумажных хроматограммах. Для этого в состав сорбента наносимой тонкослойной пластины вводят один из сцинтилляторов или готовую бумажную хроматограмму пропитывают раствором стильбена в бензоле.
Механизм сканирования, управляемый блоком автоматики, перемещает хроматограмму, расположенную под фотоэлектронным умножителем. Импульсы регистрируются логарифмическим интенсиметром марки БИ-3 и электронным самопишущим потенциометром КСП-4. Предусмотрено также подключение декадно-пересчетного прибора ПП9-2М с печатающим устройством БЗ-15.
Бета-радиометры с жидкостными сцинтилляторами применяются для измерения мягких p-излучений H3, С14, S35 и др. Установка такого рода производства Венгерской Народной Республики включает измеритель p-излучений Nz-137 с полуавтоматической подачей образцов под сцинтилля-ционный датчик и одноканальный амплитудный анализатор типа NC-241/B. Заменив датчик на двухканальный анализатор NK-110, получают возможность одновременно определять в образце радиоактивность двух изотопов (H3 и С14 или P32 и С14 и т. д.).
В России выпускаются экспериментальные образцы спектрометров с жидкостной сцинтилляцией Всесоюзным научно-исследовательским институтом медицинского приборостроения.
Контроль загрязненности α-, β- и γ-активными веществами рабочих мест, рук, одежды и обуви персонала производят с помощью следующих радиометров.
Универсальный радиометр «Тисс» имеет три сменных датчика: сцинтилляционный счетчик с фотоумножителем ФЭУ-19М для учета загрязненности α-активными веществами малых поверхностей; пропорциональный счетчик с воздушным наполнением для измерения загрязнения больших поверхностей (рабочая поверхность счетчика 150 см2) и блока из трех газоразрядных счетчиков СТС-6 для измерения загрязнения поверхности β-активными веществами (рис. 11).
Радиометр регистрирует число поступивших импульсов механическим счетчиком, имеет прямопоказывающий прибор средней скорости поступления импульсов — до 100 000 имп/мин, а также световую сигнализацию предупреждения о превышении установленного уровня. Питание прибора от сети переменного тока.
Носимый универсальный β-γ-радиометр «Луч-А» имеет вес около 3 кг и питание от двух элементов 1,6 ПМЦ-У8 или от сети переменного тока. Прибор снабжен сменными счетчиками и дифференцирующими экранами, что позволяет раздельно регистрировать мягкое (J-излучение с энергией 0,15 Мэв (S36, Ca45), жесткое β-излучение с энергией 1,7 Мэв (Р32, Sr90) и γ-излучение. Диапазоны измерения от нуля до 20, 100, 500 и 1000 имп/сек по шкалам прямопоказывающего прибора. Звуковой резонатор позволяет судить по частоте сигналов о радиоактивности.
Носимый универсальный радиометр РУП-1М имеет шесть сменных датчиков, при помощи которых можно определить степень загрязненности поверхности α- и β-активными веществами, мощность дозы 7-излучения и интенсивность потоков быстрых и тепловых нейтронов.
Сцинтилляционный датчик с фотоумножителем ФЭУ-35 позволяет измерять поток α-частиц от 0,5 до 2*10в4 частиц/см2 в 1 мин. При помощи галогенного счетчика СБТ-10 учитывают интенсивность потока β-частиц от 10 до 5*10в4 и счетчиков СИ-13Г и СИ-3БГ — мощность дозы γ-излучения. Для регистрации нейтронов используют сцинтилляционные детекторы из порошка плексигласа и сернистого цинка, активированного серебром.
Прибор надежен в эксплуатации, удобен для экспресс-контроля лабораторий.
Комплект индивидуальных фотопленочных дозиметров ИФКУ позволяет определить суммарную дозу внешнего облучения по почернению рентгеновской пленки. Комплект используют в изотопных лабораториях для постояного индивидуального контроля за дозой внешнего β-излучения, нейтронов, рентгеновского и γ-излучения, полученной каждым сотрудником, как этого требуют санитарные правила (ОСП-72).
В комплект входят: набор кассет, оборудование для резки и проявления пленки и фотометрический прибор ИФКУ (рис. 12).
Каждому сотруднику лаборатории выдаются пластмассовые кассеты с рентгеновской пленкой для постоянного ношения в течение 2—6 недель. Кассеты имеют четыре окна с разными экранами, что позволяет учесть вид излучения, а степень почернения определяется дозой радиоактивного облучения. Эталоном сравнения служат контрольные пленки, получившие известную дозу облучения — от 0,2 до 2,0 бэр. Специальный прибор, фотометр ИФКУ, позволяет провести сравнение с высокой точностью.
Сцинтилляционный дозиметр ДРГЗ предназначен для измерения мощности дозы рентгеновского и γ-излучений.
Приборы и оборудование, необходимые для работы с радиоактивными изотопами, поставляет Всесоюзное объединение «Изотоп» через межобластные конторы по заявкам научных учреждений, а также отдел снабжения Министерства сельского хозяйства.
Приборы высылаются вместе с описанием, технической характеристикой и подробной инструкцией по эксплуатации и устранению возможных неполадок.
