Jak działa miernik promieniowania radioaktywnego?

Jak działa miernik promieniowania radioaktywnego?

16 sty 2018

Promieniowanie jonizujące jest naturalnym elementem środowiska, w którym żyjemy i jest ono emitowane przez pierwiastki promieniotwórcze zawarte w warstwach skorupy ziemskiej. Nasze organizmy są jednak narażone na kontakt z promieniowaniem wytworzonym sztucznie, co w większych dawkach może spowodować problemy ze zdrowiem.

Niezależnie jednak od rodzaju, promieniowanie może wywoływać różne skutki dla organizmu ludzkiego, a także urządzeń elektrycznych pracujących w obszarze jego występowania. Monitoring jego poziomu staje się zatem istotnym elementem kontroli jakości usług i procesów zależnych od użycia promieniowania elektromagnetycznego, a także eliminowania zagrożenia zdrowia i życia.

Rodzaje promieniowania

Emisja cząstek i fal, a także proces rozpadu i przemiany jąder atomów możemy określić mianem procesu promieniowania, które może występować pod postacią:

1. Promieniowania alfa

Tworzy się przy rozpadzie jąder atomowych, w wyniku czego powstają cząstki alfa (jądra atomowe helu), składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów, zatem ma ładunek dodatni. Promieniowanie alfa jest bardzo silnie pochłaniane przez materię. Oznacza to, że już niewielka osłona pozwala uchronić się przed rozpadem alfa (dłoń, kartka), jednakże należy unikać np. spożywania potraw czy wdychania powietrza skażonego cząsteczkami promieniowania alfa. Jeśli radioaktywny materiał znajdzie się w organizmie, to rozpad cząstek może powodować jonizowanie tkanek, a to prowadzi do poważnych konsekwencji, np. choroby popromiennej.

2. Promieniowania beta

Powstaje podczas przemiany jądrowej, tzw. rozpadu beta. Można wyróżnić dwa rodzaje tego procesu: beta plus (β+) i beta minus (β-). Skutkiem tego pierwszego jest strumień pozytonów i neutrino, natomiast drugiego strumień elektronów i antyneutrino. Promieniowanie beta jest bardziej przenikliwe niż promieniowanie alfa o porównywalnej energii. Jednakże wciąż daje możliwość dość łatwej ochrony i zatrzymuje się na odpowiednich osłonach np. płytce z aluminium.

3. Promieniowania gamma

Jest to promieniowanie elektromagnetyczne o wysokiej energii, powstające w wyniku różnorodnych przemian m.in. reakcji jądrowej, nukleosyntezy i innych. Cechuje się największą przenikliwością i jest typem promieniowania jonizującego. Ma największy zasięg. Często wykorzystywane jest w celach medycznych – do sterylizacji narzędzi medycznych, jak i w diagnostyce, do wykonywania zdjęć RTG (promieniowanie X) i tomografii komputerowej. Stosowane również w hutnictwie i przemyśle ciężkim.

Oprócz pozytywnych skutków – takich jak neutralizacja i zniszczenie komórek nowotworowych podczas radioterapii, zastosowań w przemyśle energetycznym (wytwarzanie energii w przypadku braków zasobów naturalnych), promieniowanie jądrowe działające w nienaturalnie dużych dawkach może szkodzić organizmowi ludzkiemu jeszcze długo po napromieniowaniu. Dlatego istotne staje się wobec tego wprowadzenie systematycznych kontroli ilości promieniowania – w punktach, gdzie jest ono wykorzystywane jako dobroczynne źródło zmian, badań lub element stosowany na szeroką skalę w przemyśle.

Pomiar promieniowania radioaktywnego

Kontrola parametru dawek i ilości promieniowania jest istotnym elementem systemu zarządzania jakością w wielu sektorach i firmach wykorzystujących promieniowanie gamma w swojej działalności.

Pomiar ilości promieniowania odbywa się przy wykorzystaniu liczników Geigera-Müllera. Pozwalają one na określenie bezpośredniej dawki promieniowania wyrażonej w siwertach na godzinę. Umiejętne stosowanie liczników Geigera może ułatwić kontrolę istniejącego lub generowanego w sztuczny sposób promieniowania elektromagnetycznego.

Budowa licznika Geigera

Liczniki Geigera należą do gazowych detektorów promieniowania, które zbudowane są ze zbiornika ze specjalnym gazem oraz elektrod, do których jest podłączone wysokie napięcie, wytwarzające silne pole elektryczne. Wpadające do licznika promieniowanie jonizujące powoduje jonizację atomów gazu, a to wywołuje powstanie wolnych elektronów, powodując wyładowania. Konsekwencją tego procesu jest powstanie impulsu elektrycznego na wyjściu, które jest rejestrowane przez urządzenie.

Urządzenie zbudowane po raz pierwszy przez niemieckiego fizyka Hansa Geigera wykorzystywane jest do dziś do detekcji promieniowania jonizującego poprzez zwiększenie procesów jonizacyjnych powstałych podczas oddziaływania promieniowania typu gamma, beta i promieni x (promieniowanie rentgenowskie). Tworzące się w wyniku tych działań promieniowanie lawinowe pozwala na uzyskanie informacji o występującym (lub nie) promieniowaniu jonizującym.

Budowa licznika Geigera

Rys. 1. Budowa licznika Geigera

Licznik Geigera zwykle zbudowany jest z wykonanego ze szkła pojemnika, w którym znajduje się umieszczony wzdłuż niego metalowy pręt otoczony rurką wykonaną z miedzi lub aluminium. Rurka ta stanowi elektrodę ujemną czyli katodę, natomiast przez środek rury katodowej przebiega cienki drut będący elektrodą dodatnią – anodą. Przestrzeń szklanego pojemnika wypełniona jest gazami, których ciśnienie jest dużo niższe niż ciśnienie atmosferyczne.

Mogą one spełniać ogromną rolę w ochronie personelu pracującego w kontakcie z promieniowaniem jonizującym, jak i osób mających z nim kontakt podczas rutynowych wizyt czy pracowni rentgenowskiej oraz budynkach produkcji przemysłowej.

Urządzeniami prostymi w obsłudze i ułatwiającymi uzyskanie informacji o ilości promieniowania są liczniki Geigera marki Gamma Scout. Dzięki tym urządzeniom możliwe będzie sprostanie poszczególnym wymogom i rozporządzeniom określającym możliwe przyjmowane przez pracowników oraz np. pacjentów pracowni RTG dawek promieniowania.

Porównanie funkcji liczników Geigera

Poniżej znaleźć można szczegółowe informacje o miernikach radioaktywności marki Gamma Scout:

Porównanie funkcji liczników Geigera

*w przypadku modelu Licznik Geigera Gamma-Scout Alarm (nr ID: 101707)
 

Powyższe liczniki promieniowania idealnie sprawdzają się podczas stałej i stacjonarnej kontroli ilości promieniowania, gdyż nieprzerwanie przekazują informacje o liczonych impulsach. W zależności od modelu różnią się charakterystyką funkcji, natomiast ich wykonanie jest niemal identyczne. Urządzenia doskonale nadają się do szkoleń, sprawdzają się także podczas stałej kontroli miejsc, w których występuje promieniowanie gamma (w przemyśle, medycynie i laboratoriach). Każde urządzenie zostaje poddane kontroli i otrzymuje plakietkę niemieckiego Instytutu Ochrony Radiologicznej, zawierającą numer służący do identyfikacji danych kontrolnych.

Kontrola środowiska, w którym występuje możliwość ekspozycji na promieniowanie gamma jest bardzo ważnym elementem dbałości o bezpieczne warunki pracy, stan zdrowia pracowników oraz pacjentów, a także odpowiednią pracę urządzeń funkcjonujących w warunkach promieniowania jonizującego, dlatego warto wyposażyć się w profesjonalne urządzenia do detekcji promieniowania radioaktywnego.

Polecane kategorie:

Polecane produkty:

Polecane akcesoria:

Jeśli uważasz, że możemy poprawić ten artykuł dzięki Tobie, prosimy o kontakt pod adresem: [email protected]. Dziękujemy - Zespół Conrad.