На каких принципах основаны способы измерения ионизирующих излучений?

Для количественной и качественной оценки ионизирующих излучений, необходимой для обеспечения радиационной безопасности, применяются радиометры, дозиметры и спектрометры. Радиометры предназначены для определения количества радиоактивных веществ (радионуклидов) или потока излучения (например, газоразрядные счетчики Геймера-Мюллера). Дозиметры позволяют измерять мощность поглощенной или экспозиционной дозы.

Спектрометры служат для регистрации и анализа энергетического спектра и идентификации на этой основе излучающих радионуклидов. Во всех приборах измерения и регистрации проникающих излучений используется один и тот же принцип, позволяющий измерять эффекты, возникающие в процессе взаимодействия излучения с веществом.

Наиболее распространенным методом регистрации ионизирующих излучений является ионизационный метод, основанный на измерении степени ионизации среды, через которую проходит излучение. Реализация этого метода осуществляется с помощью ионизационных камер или счетчиков, служащих датчиком. Ионизационная камера представляет собой конденсатор, состоящий из двух электродов, между которыми находится газ. Электрическое поле между электродами создается от внешнего источника. При отсутствии радиоактивного источника ионизации в камере не происходит и измерительный прибор тока показывает его отсутствие. Под воздействием ионизирующего излучения в газе камеры возникают положительные и отрицательные ионы. Под действием электрического поля отрицательные ионы движутся к положительно зараженному электроду, а положительные — к отрицательному электроду. В результате возникает ток, который регистрируется измерительным прибором.

Сцинтилляционный метод регистрации излучений основан на измерении интенсивности световых вспышек, возникающих в люминесцирующем веществе при прохождении через него ионизирующего излучения. Для регистрации световых вспышек используются фотоэлектронные умножители.

Сцинтилляционные счетчики применяются для измерения числа зараженных частиц, гамма-квантов, быстрых и медленных нейтронов, а также измерения мощности дозы от бета-, гаммаи нейтронного излучений. Кроме того, такие счетчики применяются для исследования спектров гаммаи нейтронного излучений.

Фотографический метод основан на фотохимических процессах, возникающих при воздействии излучений на фотографическую пленку или пластину. Способность фотоэмульсии регистрировать излучение позволяет установить зависимость между степенью потемнения пленки и поглощенной дозой. Чаще всего этот метод используется для индивидуального контроля дозы рентгеновского, гамма-, бета-и нейтронного излучений.

Для измерения больших мощностей дозы применяют менее чувствительные методы, такие, например, как химические системы, в которых под воздействием излучения происходят изменения в окрашивании растворов и твердых тел, осаждении коллоидов, выделении газов из соединений. С этой же целью применяются различные стекла, изменяющие свою окраску под воздействием излучения, а также калориметрические методы, основанные на измерении тепла, выделяемого в поглощающем веществе. В последнее время все большее распространение получают полупроводниковые, фотои термолюминесцентные детекторы ионизирующих излучений.