Mierniki mocy dawki promieniowania gamma i X
Mierniki mocy dawki promieniowania gamma i X – kluczowe narzędzia w ochronie radiologicznej
Mierniki mocy dawki promieniowania gamma oraz promieniowania rentgenowskiego (X) są nieodzownym elementem wyposażenia inspektorów ochrony radiologicznej i innych osób zawodowo zajmujących się pomiarami promieniowania, będąc często podstawowymi urządzeniami wykorzystywanymi w codziennej pracy. Urządzenia te mierzą zazwyczaj moc przestrzennego równoważnika dawki H*(10), wyrażaną najczęściej w mikrosiwertach na godzinę (µSv/h) lub milisiwertach na godzinę (mSv/h) i służą do szybkiej detekcji promieniowania gamma i X. Mierniki te są też wykorzystywane do pomiarów osłon i wyznaczania stref pracy wokół urządzeń generujących promieniowanie gamma i X.
Licznik gazowe (np. GM), detektory scyntylacyjne, czy detektory półprzewodnikowe – co wybrać?
Dobór odpowiedniego radiometru do pomiaru mocy dawki promieniowania gamma (i X) najlepiej rozpocząć od zdecydowania się na konkretny rodzaj zastosowanego detektora. Najczęściej stosowane detektory można podzielić na cztery rodzaje, które różnią się od siebie kosztami produkcji i typowymi zastosowaniami:
- Detektory Geigera-Mullera (GM) – proste i wiarygodne detektory gazowe do pomiarów promieniowania alfa, beta i gamma i X. Ze względu na ich stosunkowo niską cenę i wysoką trwałość są one często najpopularniejszym wyborem w ogólnych zastosowaniach związanych z detekcją promieniowania gamma. Szczególnym uznaniem cechują się płaskie detektory GM, tzw. pancake-GM, które charakteryzują się dużą uniwersalnością i możliwością detekcji wszystkich rodzajów promieniowania (to właśnie taki detektor jest użyty np. w popularnym mierniku skażeń RadEye B20). Do największych wad detektorów GM należą długi czas martwy, saturacja przy wysokich mocach dawek, brak możliwości dyskryminacji energetycznej, zależność wskazań od energii promieniowania (stąd stosowanie w niektórych detektorach filtrów kompensacyjnych) i duża niedokładność pomiaru w impulsowych polach promieniowania.
- Detektory scyntylacyjne– drugi najpopularniejszy rodzaj detektorów w pomiarach mocy dawki promieniowania gamma. W zależności od materiału użytego do produkcji, detektory scyntylacyjne mogą być używane do detekcji promieniowania alfa, beta i/lub gamma oraz X. Detektory scyntylacyjne cechują się dużą wydajnością pomiaru promieniowania gamma i zdecydowanie większą (ok. 103 -104 razy) czułością od detektorów gazowych takich jak GM, dlatego są najlepszym wyborem w pomiarach źródeł o niskiej aktywności (nawet tej zbliżonej do tła).Największą popularnością w pomiarach promieniowania gamma cieszą się detektory oparte na jodku sodu (NaI), często zawierającego domieszkę talu – NaI(Tl).
- Liczniki proporcjonalne – choć liczniki proporcjonalne to detektory gazowe kojarzone głównie z zastosowaniami w detekcji promieniowania alfa i beta, niektóre mierniki mocy dawki promieniowania gamma wciąż je wykorzystują. Świetnym przykładem jest bardzo popularny w Polsce radiometr FH 40 G firmy Thermo Scientific, który jest ceniony przez użytkowników za wysoką czułość, dobre parametry pomiarów promieniowania X i stosunkowo niską stałą czasową.
- Komory jonizacyjne – detektory te są przez wielu uważane za „złoty standard” w pomiarach narażenia na promieniowanie gamma i X. Ich największą zaletą jest płaska odpowiedź detektora, umożliwiająca pomiary w szerokim zakresie energetycznym. To właśnie komory jonizacyjne są często wykorzystywane w stacjonarnych sondach do monitorowania zdarzeń radiacyjnych, ponieważ ze względu na swoją specyfikę gwarantują wiarygodny pomiar nawet bardzo wysokich mocy dawek. Ponadto mogą być one wykorzystywane w polach impulsowych, co często czyni je jedynym racjonalnym wyborem przy poszukiwaniu urządzenia do pomiarów osłon RTG.
Analizując literaturę dotyczącą detekcji promieniowania jonizującego możemy natknąć się również na termin detektorów półprzewodnikowych – np. Si, CZT czy HPGe. Charakteryzują się one świetną rozdzielczością i są używane w urządzeniach służących nie tylko do detekcji promieniowania, ale także jego identyfikacji. Urządzenia te noszą tworzą osobną kategorię mierników promieniowania zwaną spektrometrami.
Kryteria wyboru odpowiedniego miernika mocy dawki gamma i X
Poza wybraniem rodzaju detektora, podczas podejmowania decyzji zakupowej dotyczącej miernika mocy dawki gamma i X należy zwrócić uwagę na jeszcze kilka innych podstawowych parametrów. Po pierwsze, istotny jest zakres pomiarowy urządzenia, który musi być dostosowany do przewidywanego poziomu natężenia promieniowania (najczęściej w mSv/h). Po drugie, należy upewnić się, że zakres energetyczny urządzenia na pewno obejmuje potencjalne energie, które chcemy mierzyć (szczególnie istotne przy pomiarach niskoenergetycznego promieniowania X). Zaawansowani użytkownicy powinni również zwrócić uwagę na szczegółową charakterystykę detektora, obejmująca sprawdzenie liniowości, zależności energetycznej oraz kierunkowej odpowiedzi detektora. Na samym końcu dobrze jest pomyśleć o praktycznych zagadnieniach pracy z danym miernikiem – tzn. zwrócić uwagę na jego wymiary, wagę, oprogramowanie czy czas pracy na baterii.
W firmie Irtech zdajemy sobie sprawę, że cały proces doboru odpowiedniego miernika może wydawać się skomplikowany i ciężko na podstawie samych kart katalogowych mieć pewność co do funkcjonalności urządzenia w danych warunkach pomiarowych, dlatego posiadamy szeroką gamę modeli demo, które udostępniamy na bezpłatne testy przed zakupem!