Необходимость разработки дозиметрического устройства

К созданию устройства, о котором пойдет речь в этой статье, ученых из ИПБ АЭС НАН Украины побудила необходимость разработки эффективных мероприятий по защите персонала, который должен был выполнять работы по ремонту нестабильных конструкций объекта «Укрытия». В 1999 году была начата работа по изучению радиационных условий в местах расположения нестабильных конструкций, которые планировалось отремонтировать для поддержания объекта «Укрытие» в безопасном состоянии. Исследователи выявили, что радиационные условия в местах работы строителей крайне неоднородны и зачастую существуют несколько интенсивных источников, которые формируют основную дозу облучения. Расчеты показали, что покрытие защитными экранами из свинца таких источников позволяло существенно снизить дозы облучения рабочих. Но существовала проблема. Выявление таких источников в условиях объекта «Укрытие» требовало проведения большого количества измерений, что приводило к накоплению больших доз облучения для дозиметристов.
Понимая существующие проблемы, ученые разработали устройство позволяющее изучить радиационные условия в определенной рабочей зоне и определить локальные участки с интенсивными источниками излучения с помощью одного измерения.

Устройство шара дозиметрического

Ученые понимали, что специфические условия объекта Укрытие требуют создания устройства, которое бы позволяли измерять гамма-излучение со всех сторон (измерения угловых распределений в полном телесном угле) и иметь достаточно широкий диапазон измерений. Под угловым распределением понимается распределение интенсивности гамма-излучения в данной точке от углов, характеризующих направление расположения источников гамма-излучения. Мощность экспозиционной дозы в местах, где планировались (и были проведены в 2006 году) строительные работы находится в пределах от 100 мкР/час до 10 Р/ч.

Кроме того, устройство должно было бы быть не тяжелым и удобным для ручной транспортировки до места измерений. Поскольку дозиметрический прибор необходимо было доставить, например, на кровлю объекта «Укрытие» где использовались металлические тросы которые можно посмотреть тут, каскадную стену, внутренние помещения в деаэраторной этажерке, машзал 4-го блока ЧАЭС и другие труднодоступные места. Было принято, что вес устройства недолжен превышать 20 кг.
После изучения разных вариантов конструкции устройства, ученые пришли к выводу о том, что наиболее оптимальным будет использование многодетекторного устройства выполненного в виде свинцового шара. На рисунку представлено изображение дозиметрического прибора. Внешний вид устройства ШД-1: 1- свинцовый корпус с коллимирующими отверстиями; 2- капсулы с детекторами; 3 термолюминесцентные детекторы; 4 — медные фильтры; 5 — держатели; 6 — пенал для транспортирования детекторов
Шар имеет коллимирующие отверстия (32 отверстия), которые равномерно расположены равномерно по поверхности. Конусообразные коллимирующие отверстия выполнены под углом 45°, что обеспечивает обзор устройством всего окружающего пространства. В вершинах конусов коллимирующих отверстий устроены цилиндрические углубления, где устанавливаются капсулы с термолюминесцентными детекторами ТЛД-500К.
Ученые рассчитали, что наиболее оптимальным диаметром будет шар 140 мм. Вес составил 16 кг. Благодаря своей форме прибор получил название «Шар дозиметрический (ШД-1)». При этом прибор можно размещать на месте измерения несколькими способами:

• размещать на специальной подставке;
• размещать в транспортном контейнере;
• или подвешивать на тросах-растяжках (таким методом ШД-1 размещали в проемах и развала помещений, куда доступ человека ограничен).

Проведение измерений при помощи дозиметрического шара ШД-1

Проведение измерений по выявлению источников проводится в два этапа.
На первом этапе проводится анализ мощности дозы на месте измерения и выбирается точка установки ШД-1. С помощью радиометра-дозиметра измеряется мощности дозы в выбранном месте установки устройства ШД-1. По результатам измерения мощности дозы определяется время экспозиции (время проведения измерений), требуемое для набора детекторами минимально необходимой дозы облучения. Экспозиция измерений находится в зависимости от мощности дозы в точке исследований и увеличивается с уменьшением мощности дозы.
Для минимизации дозозатрат персонала капсулы ТЛД вставляются в лабораторных условиях. ШД-1 вместе со штативом доставляется в отмеченную заранее точку измерения. Для дополнительного контроля интегральной мощности дозы (в месте проведения измерений) на поверхности ШД-1 устанавливается дополнительная кассета с 3-мя ТЛД.
При установке в месте проведения измерений устройство ШД-1 ориентируется в пространстве заранее установленным образом. Данные по установке устройства (координаты уменьшения уровня фонового облучения) доставляются в лабораторию.
На втором этапе осуществляется обработка результатов измерений в лаборатории ИДК, где производится снятие показаний с облученных ТЛД.
В офисе, полученные данные облучения каждого из 96 ТЛД детекторов, обрабатываются по специальной компьютерной программе с построением мощности дозы в точках измерений.