Неутронното лъчение е форма на йонизиращо лъчение, което се състои от свободни неутрони. Произвежда се от ядрени реакции, като тези, протичащи в ядрени реактори, ускорители на частици и ядрени оръжия. Поради високата си проникваща способност и способността да причинява значителни биологични щети, точното измерване на неутронното лъчение е от решаващо значение за осигуряване на безопасността на лицата, работещи в среда, застрашена от радиация. Като доставчик наЕлектронен персонален радиационен дозиметър, ще разгледам как нашите дозиметри измерват неутронно лъчение.
Основи на неутронното лъчение
Неутроните са незаредени частици, което ги прави трудни за директно откриване в сравнение със заредени частици като алфа и бета частици. За разлика от заредените частици, неутроните не взаимодействат силно с електроните в материята чрез силата на Кулон. Вместо това те взаимодействат с атомните ядра чрез ядрени реакции. Тези реакции могат да произведат заредени частици, които след това могат да бъдат открити от радиационния дозиметър.
Принципи на откриване в електронни персонални радиационни дозиметри
1. Откриване на сцинтилация
Сцинтилационните детектори се използват широко при измерване на радиация, включително откриване на неутрони. В базиран на сцинтилация електронен персонален радиационен дозиметър се използва сцинтилационен материал. Когато неутрон взаимодейства със сцинтилатора, той предизвиква ядрена реакция. Например, в сцинтилатор, базиран на литий, неутроните могат да реагират с ядрата на литий - 6 чрез следната реакция:
[^{6}{3}Li + n \дясна стрелка ^{4}{2}Той+^{3}{1}З]
Алфа частицата ((^{4}{2}He)) и тритон ((^{3}_{1}H)), произведени в тази реакция, са заредени частици. Когато тези заредени частици преминават през сцинтилатора, те карат атомите в сцинтилатора да се възбудят. Когато възбудените атоми се върнат в основното си състояние, те излъчват светлинни фотони. След това тези фотони се откриват от фотоумножителна тръба (PMT) или твърдотелен фотодетектор. Интензитетът на светлинния импулс е пропорционален на енергията, отложена от заредените частици, която от своя страна е свързана с енергията на падащия неутрон.
Предимството на сцинтилационното детектиране е неговата висока ефективност и бързо време за реакция. Сцинтилаторните материали обаче могат да бъдат чувствителни и към гама лъчение, което може да доведе до смущения при измерването на неутронно лъчение. За да се преодолее този проблем, в нашите дозиметри се използват специални техники за екраниране и дискриминация.
2. Пропорционално откриване на брояча
Пропорционалните броячи са друг вид детектор, използван в електронни персонални радиационни дозиметри за измерване на неутрони. В пропорционален брояч се използва пълна с газ камера. Когато неутрон навлезе в камерата, той първо трябва да се превърне в заредена частица чрез ядрена реакция. Например, бор - 10 обикновено се използва като конвертор. Реакцията е следната:
[^{10}{5}B + n \дясна стрелка ^{7}{3}Li+^{4}_{2}He]
Алфа частиците и литиевите йони, произведени в тази реакция, йонизират газовите молекули вътре в камерата. След това йонните двойки се ускоряват от електрическо поле и възниква каскада от йонизационни събития, което води до усилен електрически сигнал.
Изходът на пропорционалния брояч е пропорционален на енергията на падащия неутрон. Това дава възможност за измерване на неутронния енергиен спектър. Пропорционалните броячи имат добра енергийна разделителна способност, която е полезна за разграничаване на неутрони с различни енергии. Те обаче изискват относително високо напрежение, за да работят, а газът в камерата трябва да се поддържа при определено налягане и състав.
3. Откриване на твърдо състояние
Детектори в твърдо състояние, като например полупроводникови детектори, също се използват в някои електронни персонални радиационни дозиметри за измерване на неутрони. В детектор в твърдо състояние се използва полупроводников материал като силиций или германий. Подобно на другите методи за откриване, неутроните трябва първо да бъдат преобразувани в заредени частици. Например, тънък слой от неутронно-преобразуващ материал (напр. литий-6) може да бъде отложен върху повърхността на полупроводника.
Когато неутрон реагира с конвертиращия материал и произвежда заредени частици, тези заредени частици създават двойки електрон - дупка в полупроводника. След това двойките електрон - дупка се събират от електрическо поле, генерирайки електрически сигнал. Твърдотелните детектори имат висока чувствителност и добра енергийна разделителна способност. Освен това са компактни и могат лесно да се интегрират в личен дозиметър.
Неутронна енергия и дозиметрия
Неутронното лъчение има широк диапазон от енергии, от топлинни неутрони (с енергия от порядъка на meV) до високоенергийни неутрони (с енергия в диапазона MeV). Различните видове биологични увреждания, предизвикани от неутрони, са свързани с различни неутронни енергии. Следователно е важно да се измерва не само потокът на неутроните (броят неутрони на единица площ), но и енергийният спектър на неутроните.
Нашите електронни персонални радиационни дозиметри са проектирани да измерват неутронната еквивалентна доза, която отчита биологичната ефективност на неутрони с различни енергии. Еквивалентната доза се изчислява чрез умножаване на абсорбираната доза (енергията, отложена на единица маса от тъканта) с радиационен тегловен коефициент ((w_R)). За неутроните радиационният тегловен коефициент варира в зависимост от енергията на неутрона.
Калибриране и точност
Калибрирането е решаваща стъпка за осигуряване на точността на измерването на неутрони в електронни персонални радиационни дозиметри. Нашите дозиметри са калибрирани с помощта на стандартни неутронни източници с известни флуенсни и енергийни спектри. Процесът на калибриране включва сравняване на изхода на дозиметъра с известните стойности на стандартния източник.
По време на калибрирането се вземат предвид фактори като ефективността на детектора, енергийната реакция и фоновото излъчване. Извършват се редовни проверки за калибриране, за да се гарантира, че дозиметрите поддържат своята точност във времето. В допълнение, нашите дозиметри са оборудвани с функции за самокалибриране и самодиагностика за откриване на всякакви неизправности или отклонения от калибрираното състояние.
Приложения и значение
Измерването на неутронно лъчение с помощта на електронни персонални радиационни дозиметри е от съществено значение в различни области. В атомните електроцентрали работниците са изложени на неутронно лъчение и точната дозиметрия помага да се следи тяхното излагане на радиация и да се гарантира тяхната безопасност. В изследователските лаборатории, където се използват ускорители на частици и ядрени реактори, се използват дозиметри за измерване на нивата на неутронно лъчение в различни зони на съоръжението.
Освен това нашите дозиметри се използват и в областта на радиационната защита по време на проекти за извеждане от експлоатация на ядрени съоръжения. Те могат да помогнат за идентифициране на зони с високи нива на неутронна радиация и да насочат процеса на извеждане от експлоатация. Освен това, в случай на ядрени аварии или радиологични аварии, електронните персонални радиационни дозиметри могат да осигурят информация в реално време за нивата на неутронно лъчение, което е от решаващо значение за аварийно реагиране и планиране на евакуация.
Други свързани продукти
В допълнение към нашитеЕлектронен персонален радиационен дозиметър, предлагаме и други продукти, свързани с радиация. НашитеМонитор на повърхностно радиационно замърсяванее предназначен за откриване и измерване на радиоактивно замърсяване на повърхности. Той е полезен в ядрени съоръжения, лаборатории и други области, където се работи с радиоактивни материали.
НашитеПреносим монитор с тритийе специално проектиран за измерване на тритий, радиоактивен изотоп на водорода. Тритият обикновено се среща в атомни електроцентрали и други свързани с ядрени съоръжения съоръжения. Преносимият дизайн позволява лесно и на място измерване на нивата на тритий.
Контакт за покупка и консултация
Ако се интересувате от нашите електронни лични радиационни дозиметри или други продукти, свързани с радиация, ви каним да се свържете с нас за повече информация. Нашият екип от експерти е готов да отговори на вашите въпроси и да ви предостави най-добрите решения за вашите нужди от измерване на радиацията. Независимо дали сте в ядрената индустрия, изследователски институции или други области, които изискват радиационен мониторинг, ние можем да ви предложим висококачествени продукти и професионални услуги.
Референции
- Knoll, Glenn F. Откриване и измерване на радиация. 4-то издание, Wiley, 2010 г.
- Атикс, Франк Х. Въведение в радиологичната физика и радиационната дозиметрия. Wiley - Interscience, 1986.
- Публикация 103 на ICRP: Препоръките от 2007 г. на Международната комисия за радиологична защита. Анали на МКРЗ, 2007 г.
