Способы и средства добывания информации о радиоактивных веществах

Добыванием информации о радиоактивных веществах занимается радиационная разведка. Демаскирующими признаками радиоактивных веществ являются Альфа – излучение состоит из ядер атомов гелия, движущихся со скоростью 14000-20000 км/с. Бета-излучение представляет собой поток электронов, скорости которых близки к скорости света. Гамма-излучение является электромагнитным излучением с длиной волны менее 0,01 нм. Заряд и кинетическую энергию и частиц определяют по их отклонению в электрическом и магнитном полях известной напряженности. Энергию и длину волны гамма-излучения рассчитывают по энергии электронов, освобождаемых из различных веществ под действием этого излучения.

Для обнаружения радиоактивных излучений используются специальные дозиметрические приборы. Структура типового прибора радиационной разведки приведена на рис. 9.7.

Рисунок 9.7 – Структурная схема приборов радиационной разведки

Детектор преобразует энергию радиоактивного излучения в электрические сигналы, которые после усиления поступают на стрелочный или цифровой индикатор. В качестве детектора используются ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики, кристаллы полупроводника, фотопленка.

Ионизационные камеры представляют собой сосуды цилиндрической или прямоугольной формы, заполненные газом с пересыщенным паром (в камере Вильсона), жидким водородом (в пузырьковой камере) и инертным газом (в искровой камере). В искровой камере имеются, кроме того, плоскопараллельные близко расположенные друг к другу пластины. На которые подается высокое напряжение. Чуть ниже пробойного. Когда через камеру Вильсона и пузырьковую камеру пролетает электрически заряженная частица, на возникающих на ее пути ионах конденсируются маленькие капельки жидкости. Видимые при боковом освещении. При пролете быстрой частицы через искровую камеру вдоль ее траектории между пластинами проскакивают искры, создавая огненный трек.

В малогабаритных приборах радиационной разведки применяются в основном газоразрядные счетчики (счетчики Гейгера-Мюллера). Газоразрядные счетчики представляют собой герметичную стеклянную трубку, заполненную газовой смесью (аргона и воздуха, аргона и паров и др.) под давлением 0.1 атмосферы. Внутренняя поверхность трубки металлизирована. Внутри трубки протянута металлическая нить, на которую подается высокое положительное напряжение 1000-1500 В постоянного ток, а к металлизированной поверхности счетчика – отрицательное напряжение. Когда в газоразрядную трубку подается ионизирующая частица, происходит лавинообразный процесс образования ионов, между электродами возникает короткий импульс тока, который подается на вход усилителя. В результате вторичной ионизации обеспечивается высокая чувствительность детектора. В простейшем варианте импульсы тока усиливаются и регистрируются в виде звуковых щелчков, в более совершенных дозиметрических приборов частота импульсов преобразуется в значение уровня излучения, отображаемое с помощью стрелочных или цифровых индикаторов.

Счетчики Гейгера-Мюллера для регистрации альфа-излучения имеют очень тонкое (0,002-0,003 мм) слюдяное (пленочное) окно, через которое частицы без существенного поглощения попадают в трубку. Для регистрации бета-излучения окно трубки делают из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,2 мм, которая поглощает альфа-частицы. Трубки для регистрации гамма-излучения закрыты слоем алюминия толщиной 1 мм, поглощающей бета-излучение.

Широкое распространение получили кристаллические полупроводниковые детекторы, основу которых составляют полупроводниковый кристалл кремния или германия с различными добавками. Электропроводность кристалла изменяется под действием ионизирующего излучения.