/
Автор: Иванов А.И. Абрамов Г.А.
Теги: учебное пособие радиационная безопасность радиоактивные излучения дозометрия
Год: 1958
Текст
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ СОЮЗА ССР
ШТАБ МЕСТНОЙ ПВО СТРАНЫ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ
ПРИБОРЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР
М О С К В л - 1 9 5 8
Отсканировал Midas для НШГО
Пособие «Дозиметрические приборы» содержит описание принципа
действия, работы схем и правил эксплуатации основных типов дози-
метрических приборов.
В книге даны также необходимые для ясного понимания меха-
низма работы приборов сведения о радиоактивности, свойствах ра-
диоактивных излучений, методах их регистрации и измерений.
Особое внимание уделено физическому объяснению излагаемых
явлений и процессов, на которых основано действие отдельных эле-
ментов и электрических цепей схем дозиметрических приборов.
В конце книги приведены краткий справочный материал из элек-
тротехники и электррники и некоторые справочные таблицы.
Пособие предназначается для личного состава штабов и форми-
рований МПВО.
Пособие составил
инженер-майор А. И. ИВАНОВ
Общая редакция
доцента, кандидата технических наук
инженер-подполковника Г. А. АБРАМОВА
ГЛАВА ПЕРВАЯ
РАДИОАКТИВНОСТЬ И СВОЙСТВА
РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВ И АТОМОВ
Все окружающие нас предметы и тела построены из
различных веществ и их смесей. Наукой установлено, что
любое вещество состоит из отдельных частиц, сохраняющих
все химические свойства данного вещества, получивших
название молекул. Молекулы в свою очередь обра-
зуются из атомов сравнительно небольшого числа хи-
мических элементов, т. е. мельчайших частиц простейших
веществ природы. Молекулы сложных веществ состоят из
атомов различных химических элементов; молекулы про-
стых веществ — из одинаковых атомов.
Изучение и систематизация свойств химических элемен-
тов позволили великому русскому ученому Д. И. Менде-
лееву открыть один из величайших законов природы —
периодическую систему химических элементов. С законом
Менделеева тесно связаны последующие работы ученых по
изучению химических элементов и строению их атомов.
Таблица периодического закона химических элементов
Д. И. Менделеева дана в приложении 1. В каждой клетке
этой таблицы приведены условный знак (символ) химиче-
ского элемента, его название и цифры, верхняя из которых
показывает порядковый номер элемента (Z), а нижняя —
массу атома в атомных единицах массы х.
Расположение элементов в периодической системе Мен-
делеева не случайно. Оно определяется строением атомов
и соответственно их химическими и физическими свой-
ствами.
1 За атомную единицу массы принята ‘/is массы атома кислорода.
1* 3
Современной наукой доказано, что атомы построены Из
более мелких (элементарных) частиц материи—электро-
нов в, протонов р и нейтронов п.
Электрон является легкой элементарной частицей
и обладает отрицательным электрическим зарядом. Масса
неподвижного электрона или совершающего движения
с малыми скоростями (масса покоя) то=9,1О6 • 10~~28 г.
Электрический заряд электрона является наименьшим ко-
личеством электричества, обнаруженным в природе. По-
этому заряд электрона е обычно называют элементарным
© Протон • Нейтрон
О Злектрон
Рис. 1. Схемы строения атомов водорода (И), гелия (Не) и
лития (Li)
и часто используют в качестве единицы заряда в атомной
физике С
Протон и нейтрон являются сравнительно тя-
желыми частицами. Масса протона в 1836 раз, а нейтрона
в 1839 раз больше массы электрона.
Протон обладает положительным электрическим заря-
дом, по величине равным заряду электрона. Нейтрон не
имеет электрического заряда, т. е. является электрически
нейтральной частицей. В атоме (рис. 1) тяжелые ча-
стицы— протоны и нейтроны образуют наиболее плотную
центральную часть атома — атомное ядро. Поэтому
протоны и нейтроны часто объединяются под общим назва-
нием «нуклоны», т. е. ядерные частицы (от латинского
слова nucleus — ядро).
Вокруг атомного ядра по замкнутым орбитам совер-
шают движение электроны. Электронные орбиты распола-
1 Практическая единица количества электричества—кулон соот-
ветствует электрическому заряду примерно 6,25 • 1018 электронов. За-
ряд электрона, выраженный в кулонах, составляет 1,605-Ю~19 кулона.
4
гаются слоями и составляют электронную оболочку атома.
Размер атома, т. е. диаметр его электронной оболочки,
имеет величину порядка 10s см и примерно в 10 000 раз
превышает размер ядра атома. Таким образом, объем
атома весьма незначительно заполнен материальными ча-
стицами. Если ядро атома условно увеличить до размеров
шарика с диаметром в 1 см, то электроны будут представ-
лять собой пылинки, вращающиеся вокруг ядра на рас-
стояниях порядка 100 м.
Атомы элементов в нормальном состоянии электрически
нейтральны, так как положительный заряд ядра уравнове-
шивается суммой отрицательных зарядов электронов.
Порядковый номер элемента в таблице Менделеева (Z)
показывает число протонов в ядре атома и соответственно
общее число электронов на орбитах (орбитальных электро-
нов). Так, ядро первого по порядку элемента — водорода
содержит один протон, положительный заряд которого
уравновешивается одним электроном, совершающим движе-
ние по орбите. Ядро следующего элемента — гелия содер-
жит два протона. Число электронов в атоме гелия также
равно двум. Элемент уран (порядковый номер 92) имеет
92 протона в ядре и столько же электронов в оболочке.
Кроме величины заряда ядра, важнейшей характери-
стикой атома является его масса. Практически вся масса
атома (больше 99, 95%) сосредоточена в ядре и опреде-
ляется числом протонов и нейтронов. Поэтому общее число
входящих в состав ядра протонов и нейтронов принято на-
зывать массовым числом А; оно соответствует
округленному до целых чисел значению массы атома
в атомных единицах.
Если известны массовое число элемента А и его поряд-
ковый номер Z, то можно определить число нейтронов
в ядре N:
N = A —Z.
Существует много атомов, ядра которых содержат рав-
ное число протонов, но разное число нейтронов. Массовые
числа таких атомов различны, однако они имеют один по-
рядковый номер и, следовательно, должны быть располо-
жены в одной клетке таблицы Менделеева. Такие атомы
получили название изотопов, что в переводе с грече-
ского языка означает «одноместные». Изотопы, обладая
одинаковым количеством протонов и электронов в атоме,
имеют одинаковые химические свойства. Исследования по-
5
казали, что большинство природных химических элемен-
тов представляет собой смесь двух и большего числа изо-
топов. Например, природный водород состоит из смеси
двух изотопов: более распространенного легкого водо-
рода— протия (А = 1) и тяжелого водорода— дейтерия
(А —2); ядро последнего содержит 1 протон и 1 нейтрон.
Искусственным путем может быть получен сверхтяжелый
водород — тритий (А = 3), содержащий в своем ядре
2 нейтрона и 1 протон. Дейтерий и тритий используются
для создания термоядерного оружия взрывного действия.
Природный кислород О содержит изотопы с массовыми
числами 16, 17, 18 и т. д.
Общее количество обнаруженных природных изотопов
всех химических элементов составляет примерно 330; кроме
того, значительно большее число изотопов (свыше 1000)
создано искусственно путем воздействия на ядра или, иначе
говоря, путем бомбардировки ядер естественных изотопов
нейтронами, протонами и другими частицами с большой
энергией.
Различные изотопы химических элементов в ядерной
физике принято обозначать символом элемента и массо-
вым числом. Например, запись Н3 обозначает изотоп во-
дорода с массовым числом А — 3; запись Со60 — изотоп
элемента кобальта с массовым числом А = 60; U238 — изо-
топ урана с массовым числом А = 238. Порядковый номер
элемента (Z) определяется его символом. В некоторых слу-
чаях справа или слева внизу около символа пишется
цифра, показывающая порядковый номер элемента. На-
пример, Н3, Со|5 или 1Н3, 27Со60.
Изотопы каждого элемента делятся на стабильные
(устойчивые) и радиоактивные (неустойчивые). Радио-
активными называются изотопы, ядра которых с тече-
нием времени самопроизвольно (т. е. без внешних воздей-
ствий) превращаются в ядра изотопов других элементов.
Радиоактивные превращения неустойчивых ядер, или
радиоактивные распады, сопровождаются вылетом из ядра
заряженных частиц и квантов энергии. Свойство распада
неустойчивых ядер создавать невидимые излучения опре-
делило название этого явления — радиоактивность
(«радио» в переводе с греческого на русский язык означает
луч). Явление радиоактивности впервые было обнаружено
в 1896 г. французским ученым А. Беккерелем в солях, со-
держащих элемент уран. Позднее (в 1898 г.) учеными Ма-
рией и Пьером Кюри были выделены из урановой руды
6
новые естественные радиоактивные элементы, создающие
более интенсивные излучения — радий и полоний. Искус-
ственные радиоактивные изотопы впервые были получены
в 1934 г. Ирен и Фредериком Жолио-Кюри путем бомбар-
дировки ядер стабильных изотопов ядрами гелия (альфа-
частицами).
В настоящее время искусственным путем созданы ра-
диоактивные изотопы всех химических элементов. В очень
больших количествах радиоактивные изотопы получаются
в атомных реакторах в результате деления тяжелых ато-
мов урана, плутония, тория или путем облучения нейтро-
нами стабильных изотопов. Источником большого количе-
ства радиоактивных изотопов, приводящим к заражению
местности радиоактивными веществами, являются взрывы
атомной и водородной бомб.
2. СТРУКТУРА И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА
ЭЛЕКТРОННОЙ ОБОЛОЧКИ АТОМОВ
Теоретически и экспериментально установлено, что элек-
троны в оболочке атома, совершая непрерывное движение
но орбитам, могут обладать лишь строго определенными ве-
личинами энергии («разрешенными» уровнями энергии),
зависящими от положения орбиты относительно ядра и за-
ряда ядра.
На любой из разрешенных орбит может находиться не
более одного электрона (см. рис. 1). Близкие по своему
энергетическому уровню разрешенные орбиты образуют
слои электронной оболочки атома со строго определенным
предельным числом электронов в каждом слое. В ближай-
шем к ядру слое электронов, получившем название К-слоя,
может находиться не более двух электронов; в следующем
A-слое может быть размещено не более 8 электронов; да-
лее следуют слои М, N, О, Р и т. д. Схема расположения
электронных слоев атомов и размещения на них электро-
нов приведена на рис. 2.
Чем дальше от ядра расположен электронный слой, тем
большей энергией обладают в нем электроны и тем слабее
они связаны с ядром.
Наиболее прочно с ядром связаны электроны, находя-
щиеся в /<-слос, которому соответствует минимальный
энергетический уровень электронов в атоме. А это озна-
чает, что чем меньше энергия электронов в атоме, тем бо-
лее прочно они связаны с ядром. Установлено, что атом
7
находится в устойчивом состоянии, когда электроны по-
следовательно заполняют электронные слои К, L, М, N..,
так как в этом случае электроны наиболее прочно связаны
с ядром, а сам атом обладает наименьшим уровнем
энергии.
Поэтому электроны, стремясь занять положение с наи-
меньшей энергией, заполняют наиболее близкие к ядру
электронные слои. Последовательность заполнения элек-
тронных слоев при переходе от одного элемента к другому
Рис. 2. Схема расположения электронных слоев и раз-
мещения на них электронов в атомах водорода (И), кис-
лорода (О) и аргона (Аг)
в порядке возрастания заряда атома (Z) легко проследить
по периодической системе химических элементов Д. И. Мен-
делеева.
У элементов первого периода заполняется /(-слой;
у элементов второго периода — Т-слой и т. д.
Электроны внешнего, в большинстве случаев непол-
ностью укомплектованного электронного слоя носят назва-
ние валентных электронов. Они наиболее уда-
лены от ядра и поэтому менее прочно связаны с ним.
Внешние электроны определяют свойства элементов всту-
пать в химические соединения. Так, например, элементы
нулевой группы таблицы Менделеева (инертные газы: ге-
лий, неон, аргон и др.) имеют завершенные (укомплекто-
ванные восемью электронами) внешние слои электронной
оболочки; это определяет их свойство не вступать в какие-
либо соединения с другими атомами и поэтому инертные
газы существуют в природе в атомарном состоянии. Атомы
остальных элементов, стремясь получить укомплектованную
оболочку, как у инертных газов, вступают в химические
соединения путем отдачи «избыточных» или присоединения
«недостающих» до устойчивой комбинации электронов во
внешнем слое. Так, атом кислорода имеет 6 электронов на
8
внешнем L-слое и легко соединяется с двумя атомами во-
дорода, имеющими по одному электрону в /(-слое, образуя
при этом молекулу воды (рис. 3). Также легко соединяется
атом одновалентного лития с атомом семивалентного
фтора.
Электронная оболочка атома в нормальном состоянии
является устойчивой системой, так как никогда не наблю-
дается самопроизвольного перехода электронов с более
низкого на более высокий энергетический уровень. Однако
если электрону атома каким-либо образом передать извне
Рис. 3. Схематическое изображение молекул
воды (Н2О) и фтористого лития (1-iF)
дополнительную энергию, то он скачком займет орбиту
в более удаленном от ядра свободном слое, соответствую-
щем его новому уровню энергии. Получив достаточно
большую энергию, электрон может полностью преодолеть
силу связи с положительно заряженным ядром атома и,
оторвавшись от него, превратиться в свободный электрон.
Перескок электрона с основной орбиты на более уда-
ленную от ядра орбиту, связанный с полученной извне до-
полнительной энергией, называется возбуждением
атома. Возбужденный атом через промежуток времени по-
рядка 10s сек. (т. е. практически мгновенно) вернется
в свое первоначальное энергетическое состояние; при этом
обратный переход электронов на более низкий энергетиче-
ский уровень "сопровождается излучением в окружающее
пространство ранее полученной избыточной энергии в виде
квантов (порций) электромагнитного излучения (светового,
ультрафиолетового или рентгеновского излучения в зависи-
мости от величины энергии кванта1). Полный отрыв
электрона от атома называется ионизацией атома;
1 Кванты электромагнитной энергии, или фотоны, в зависимости от
своей энергии и свойств делятся на инфракрасные (тепловые), види-
мого света, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-кванты.
9
атом, потерявший один или несколько электронов и имею-
щий благодаря этому положительный заряд, называется
положительным ионом.
Минимальная энергия, необходимая для удаления элек-
трона из атома, равна энергии связи электрона с ядром.
Электрон, оторвавшийся при ионизации от ядра, может со-
вершать движение в окружающей среде.
В газах такие электроны (свободные электроны), со-
вершая хаотическое тепловое движение вместе с атомами
среды, могут сталкиваться с положительными ионами и при-
соединяться к ним. При этом произойдет рекомбинация, т. е.
восстановление положительного иона в нейтральный атом.
Рекомбинация атомов сопровождается излучением избыточ-
ной (затраченной ранее на ионизацию) энергии в виде фо-
тонов видимого света, ультрафиолетового или рентгенов-
ского излучения.
В газах, содержащих атомы элементов VI и VII групп
периодической системы Менделеева, может происходить
«захват» электрона нейтральным атомом или молекулой.
Атом (молекула) с избыточным («прилипшим») электро-
ном имеет отрицательный заряд и носит название отри-
цательного иона. При встрече (столкновении) отри-
цательного иона с положительным они рекомбинируют (де-
ионизируются) с последующим излучением избыточной
энергии в виде фотона.
Ионизация и возбуждение атомов среды могут проис-
ходить в результате их взаимного столкновения при тепло-
вом движении (в условиях высокой температуры), а также
при воздействии радиоактивных и других ионизирующих
излучений.
В процессе ионизации электрону атома может сооб-
щаться энергия, значительно превосходящая энергию связи
электрона с ядром. В этом случае вырванный из атома
электрон получит начальную кинетическую энергию, в ре-
зультате чего электрон с большой начальной скоростью бу-
дет совершать движения в окружающей среде и взаимо-
действовать с ее атомами. Если кинетическая энергия та-
кого электрона достаточно велика, то он в свою очередь
будет производить ионизацию и возбуждение атомов среды.
Необходимую кинетическую энергию для совершения актов
ионизации и возбуждения атомов среды свободный элек-
трон может приобрести также в электрическом поле под
действием его сил. Такой процесс ионизации атомов исполь-
зуется в газоразрядных электрических приборах, к кото-
10
рым относятся неоновая лампочка, газовые стабилизаторы,
газоразрядные счетчики ионизирующих частиц и многие
другие приборы.
С целью лучшего понимания рассмотрим явление воз-
буждения и ионизации атомов с количественной стороны.
В качестве единицы измерения энергии в атомной и ядер-
ной физике применяется электронвольт (эв). Элек-
тронвольт — это такая энергия, которую получает электрон
в ускоряющем электрическом поле, пройдя разность потен-
циалов в 1 в. Электронвольт — весьма малая единица энер-
гии по сравнению с другими единицами, используемыми
в физике и технике:
1 эв = 1,6- 1(К19 кулона X 1 в = 1,6-10“19 джоуля =
= 1,6- 1СГ12 эрг =1,632• 10"20 кгм.
Однако для измерения энергии атома и элементарных
частиц электронвольт весьма удобная единица энергии.
Так, например, энергия фотонов видимого света состав-
ляет 1,6—3 эв; фотоны ультрафиолетового излучения обла-
дают более высокой энергией — от 3 до 100 эв; энергия
квантов (порций) рентгеновского и гамма-излучений изме-
ряется в килоэлектронвольтах (1 /(эв= 1000 эв) и мега-
электронвольтах (1 Л4эв = 10е’ эв) \
Энергия связи электрона атома водорода в /(-слое со-
ставляет = 13,5 эв; для Т-слоя WL = 3,37 эв; для
Л4-слоя = 1,5 эв и т. д.
Таким образом, для ионизации атома водорода необхо-
димо его электрону передать энергию не менее 13,5 эв.
Если электрон атома водорода получает дополнитель-
ную энергию меньше 13,5 эв, то он перескочит на один из
разрешенных слоев, па котором электрон должен иметь
соответствующий уровень энергии.
Так, например, для перехода электрона атома водорода
с /(-слоя на L-слой он должен получить дополнительную
энергию WK—WL =10,13 эв.
Энергия связи электронов в /(-слое у атомов с поряд-
ковым номером Z в первом приближении в Z2 раз больше
энергии связи в атоме водорода. Так, для атома свинца
1 Энергия квантов электромагнитного излучения связана с часто-
той колебаний > (герц) и длиной волны X (см) соотношением Е =
= li-> = 3 • 1010 у , Где h = 4,125 • 10—16 эв • сек = 6,624-10~27 эрг . сек —
постоянная Планка.
И
Pb1^ (Z = 82) энергия связи электрона на /(-слое состав-
ляет WK=88 Кэв, поэтому для вырывания электронов
в /(-слое необходимо воздействовать на атом частицами
с большой энергией (больше 88 Кэв).
Энергия, необходимая для отрыва валентных, наиболее
слабо связанных с ядром электронов, имеет величину,
в зависимости от вида атома, от 4 до 25 эв. Эта энергия
часто называется потенциалом ионизации.
В дозиметрии ионизирующих излучений используется
понятие средней работы образования одной пары ионов
(средняя работа ионизации). Средняя работа всегда
больше потенциала ионизации среды, так как энергия
ионизирующих излучений одновременно с ионизацией за-
трачивается также на возбуждение атома (с последующим
излучением фотонов), увеличение теплового движения мо-
лекул и т. д. Для воздуха средняя работа образования
пары ионов при воздействии рентгеновского, гамма- и бета-
излучений составляет 33 эв.
3. РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ СВОЙСТВА
Радиоактивные распады ядер неустойчивых изотопов
химических элементов принято определять по виду созда-
ваемых ими излучений. К основным видам радиоактивного
распада относятся альфа-распад и бета-распад.
Альфа-распад сопровождается вылетом из ядра
альфа-частицы, представляющей собой быстролетящее
ядро изотопа гелия Неф Радиоактивные вещества, обла-
дающие альфа-распадом, принято называть альфа-актив-
ными веществами.
Бета-распад сопровождается вылетом из ядра бета-
частицы, представляющей собой электрон или позитрон.
Позитроны — элементарные частицы, обладающие мас-
сой электрона и имеющие положительный заряд, по абсо-
лютной величине равный заряду электрона.
Вещества, создающие бета-излучение, принято называть
бета-активными.
В большинстве случаев после вылета бета- или альфа-
частицы ядро нового атома остается в возбужденном со-
стоянии, иначе говоря, оно обладает избытком энергии.
Избыточная энергия возбужденного ядра излучается в виде
кванта (порции) электромагнитной энергии, получившей
название гамма-кванта.
12
Радиоактивные изотопы, у которых бета-распад сопро-
вождается излучением гамма-квантов, принято называть
бета-, гамма-активными.
Альфа-излучение. Альфа-активные изотопы относятся
к тяжелым элементам с порядковым номером больше атом-
ного номера свинца (Z>82). Неустойчивость ядер таких
элементов может быть объяснена
чрезмерно большим числом про-
тонов в ядре, взаимное электро-
статическое отталкивание между
которыми ослабляет действие осо-
бых ядерных сил притяжения ме-
жду протонами и нейтронами, об-
уславливающих прочность ядра.
При испускании альфа-части-
цы исходный атом превращается
в новый атом с уменьшенным на
2 единицы зарядом (Z) и на 4
лом (А). Так, например, атомы изотопа плутония-239 путем
альфа-распада превращаются в атомы изотопа урана-235.
Схему распада можно представить символами элементов
следующим образом:
Р< -> U^5 + Не*.
ргзэ
Гц
----у...—~ Т*2,ин-
°- // 5,238 Мэв
Рис. 4. График
альфа-активного
илутопия-239
распада
изотопа —
единицы массовым чис-
Распад радиоактивных ядер удобно изображать также
графиком (рис. 4), в котором каждому энергетическому со-
стоянию ядра (исходного и вновь образованного) соответ-
ствует горизонтальная линия, а переход из одного энергети-
ческого состояния в другое (т. е. распад) изображается
в виде стрелки.
Направление стрелки соответствует направлению изме-
нения порядкового номера изотопа (Z) при распаде. При
альфа-распаде порядковый номер элемента уменьшается
на 2, поэтому стрелка на рис. 4 имеет направление влево.
На таком графике указываются обычно энергия частиц,
излучаемых при распаде, и другие данные, характеризую-
щие свойства изотопов.
Альфа-частицы, испускаемые ядрами одного изотопа,
имеют равные энергии. Большинство альфа-активных изо-
топов излучает частицы с начальными энергиями в преде-
лах от 4 до 8 Мэе, что соответствует начальной скорости
их движения порядка 109—2-Ю9 см/сек (скорость распро-
странения света составляет 3- 1010 см/сек). Проходя через
вещество, альфа-частицы, обладающие относительно боль-
13
ШИм электрическим зарядом (2 = 2), эффективно взаимо-
действуют с электронами, вызывая ионизацию и возбужде-
ние атомов и молекул среды. Хотя в каждом акте взаимо-
действия с электронами расходуется лишь небольшая доля
начальной энергии альфа-частиц, однако большое число
Рис. 5. 3 ависимость плотности иони-
зации воздуха альфа-частицей с
начальной энергией Еу = 7 Мэв от
пройденного пути
актов взаимодействия на
единице пути пробега
обуславливает быстрое за-
медление альфа-частицы
и сравнительно короткий
путь пробега. Таким обра-
зом, альфа-излучение, т. е.
поток альфа-частиц, обла-
дает высокой ионизирую-
щей и малой проникаю-
щей способностью.
Ионизирующая способ-
ность радиоактивных из-
лучений характеризуется
плотностью иони-
зации, т. е. числом пар ионов, создаваемым на 1 см пути
в поглощающей среде. Плотность ионизации зависит от
энергии альфа-частицы и свойств среды. На рис. 5 приве-
дена зависимость плотности ионизации, создаваемой альфа-
частицей с начальной энергией £, = 7 Мэв в воздухе, от
пройденного пути. На протяжении большей части пути плот-
ность ионизации практически постоянна, однако в конце его,
когда энергия частицы и скорость ее движения уменьша-
ются, ионизирующая способность увеличивается. Средняя
плотность ионизации воздуха альфа-частицей имеет вели-
чину 30 000 пар ионов на 1 см пути.
Общее число пар ионов, создаваемых альфа-частицей
до полной ее остановки, зависит от начальной энергии ча-
стицы и средней работы, затрачиваемой на образование
одной пары ионов. Так, например, при средней работе об-
разования одной пары ионов в воздухе, равной приблизи-
тельно 33 эв, альфа-частица с начальной энергией =
е л л cnnnnnn 5 000 000
= 5 Мэв = 5 000 000 эв создаст в воздухе --------
150000 пар ионов и будет иметь длину пробега порядка
150 000 _
30 000 ~5 см'
С увеличением плотности среды увеличивается число
атомов и электронов в единице объема, поэтому плотность
14
ионизации альфа-частицей возрастает, а длина пробега
частиц уменьшается. Так, в алюминии альфа-частицы
с энергией 7 Мэв имеют длину пробега порядка 0,0041 мм
(4,1 микрона). Обычная тонкая бумага полностью погло-
щает альфа-частицы естественных альфа-активных изотопов.
Бета-излучение. Источниками бета-излучения является
подавляющее большинство радиоактивных изотопов. Обра-
зование бета-частицы при радиоактивном распаде происхо-
дит за счет превращения одного из нейтронов ядра в про-
тон (электронный бета-распад) или протона в нейтрон (по-
зитронный бета-распад). При бета-распаде массовое число
атома (Л) не изменяется, так как общее число нуклонов
г——- т*5%5дня
1^63 Мэв
-----Т-16,2 дня
0,16 Мэв
(неустойчивый)
Рис. 6. Схема электронного бета-распада радио-
активного стронцня-89 п позитронного бета-
распада хрома-48
(т. е. протонов и нейтронов) остается в ядре неизменным;
заряд ядра увеличивается на единицу при электронном рас-
паде и уменьшается на единицу при позитронном распаде.
Примеры электронного и позитронного бета-распадов при-
ведены на рис. 6.
Характерным для бета-распада является то, что ядра
одного и того же радиоактивного изотопа испускают бета-
частицы с различными начальными энергиями. Наибольшее
значение начальной энергии бета-частиц для каждого ра-
диоактивного изотопа имеет строго определенную величину
и называется максимальной энергией бета-излучения
(А'р max)- У большинства радиоактивных изотопов максималь-
ная энергия бета-излучения имеет величину в пределах от
нескольких десятков килоэлектронвольт до 3 Мэв.
Бета-излучение с максимальной энергией меньше
0,5 Мэв условно считается «мягким»; чем больше энергия,
чем более «жестким» считается излучение.
Типовое распределение частиц по энергиям для бета-
излучения (энергетический спектр) приведено на рис. 7.
Средняя энергия бета-частиц обычно составляет ’/3 макси-
мальной.
15
Прохождение бета-частиц через вещество сопровож-
дается их взаимодействием с электронами оболочек атома
и ядрами. Это взаимодействие, так же как и у альфа-ча-
стиц, имеет электрическую природу и сопровождается, в за-
висимости от переданной энергии, либо ионизацией моле-
кул и атомов среды, либо их возбуждением. Общее число
пар ионов, которое создается одной бета-частицей в облу-
чаемой среде, определяется ее начальной энергией и сред-
ней работой, затрачиваемой на образование пары ионов
спектр бета-излучения
N
Рис. 8. Ослабление потока
бета-частиц в веществе
в облучаемой среде (33 эв для воздуха). Чем больше на-
чальная энергия бета-частиц, тем большее число пар ионов
она образует на всем своем пути пролета в облучаемой
среде.
Бета-частицы обладают значительно меньшей по срав-
нению с альфа-частицей ионизирующей способностью;
средняя плотность ионизации бета-частицей в воздухе со-
ставляет около 100 пар ионов на 1 см пути. Меньшая
ионизирующая способность бета-частицы объясняется мень-
шей величиной ее электрического заряда и значительно
большими скоростями движения. Так же как и для альфа-
частиц, плотность ионизации бета-частицами возрастает
с уменьшением их скорости, т. е. к концу пролета бета-
частиц.
Имея малую массу, бета-частицы значительно изменяют
направление своего движения при случайном попадании
в поле действия электрических сил ядра. Поэтому траек-
тория движения бета-частиц в облучаемой среде представ-
ляет ломаную линию, а длина пробега бета-частиц по на-
правлению первоначального движения значительно меньше
истинного ее пути. При прохождении бета-излучения через
16
слой вещее ib;i число бета-частиц постепенно уменьшается
(рис. 8). Последнее объясняется тем, что длина пробега
бета-частицы в среде зависит от ее начальной энергии,
а бета-излучение содержит частицы с широким спектром
начальных энергий от близких к нулевой до Е^так.
Максимальный пробег бета-частиц в среде 7?ГП1|Х опреде-
ляется глубиной проникновения в нее бета-частиц с макси-
мальной начальной энергией. Величина максимального
пробега бета-частиц различных изотопов различна и мо-
жет быть рассчитана по формулам:
0,542 £□ --0,133
/?тах =------------------ДляЕ, >0,8 Мэв;
max р ,5 тах
0,407 £’’88
Я11|ах =----ДЛЯ П1ах < 0,8 Мэв,
где Е р тах— максимальная энергия бета-излучения изото-
пов в Мэв;
р— плотность поглощающей среды в г/см?;
/?1пгх—максимальная длина пробега в см.
Так, например, в воздухе (р = 0,00129 а/елг1) бета-из-
лучение с£\|Ш|Х=1 Мэв имеет максимальный пробег по-
рядка 3 м, а с энергией 3 Мэв— 11,5 м, в алюминии
(р—^2,7 г/слЕ) при тех же максимальных энергиях бета-
излучения максимальный пробег примерно в 2000 раз
меньше и составляет 1,6 и 5,5 мм соответственно.
Приведенный пример показывает, что проникающая
способность бета-частиц значительно больше проникающей
способности альфа-частиц. Однако по абсолютному значе-
нию она невелика, поэтому защита от бета-излучения отно-
сительно проста. Необходимый для защиты слой вещества
можно определить по приведенным выше формулам.
Отличительной особенностью позитронного бета-излуче-
ния является короткий промежуток существования позитро-
на. В конце своего пробега замедленный позитрон при взаи-
модействии с одним из электронов среды преобразуется в
два гамма-кванта с энергией 0,51 Мэв каждый. Такое пре-
образование массы частиц в электромагнитную энергию на-
зывается реакцией а и и г и л я ц и и; оно доказывает
единство материи и энергии.
Таким образом, позитронный бета-распад всегда приво-
дит к появлению гамма-излучения.
2—1421
17
Гамма-излучение. Гамма-излучение представляет собой
поток квантов ’ электромагнитной энергии, испускаемых
возбужденными ядрами радиоактивных элементов после
бета- или альфа-распада.
Примеры схем радиоактивного распада ядер, сопровож-
дающихся излучением гамма-квантов, приведены па рис. 9.
Каждый радиоактивный изотоп излучает гамма-кванты
определенной энергии и в определенном количественном
отношении к общему числу распадов. Так, радиоактивный
т=5;<з гоЭа
Г, - 1,172 Мэв
г? 1,332 Над
^,589 fag
(5Щ_
О,188Мэв
1X466
Рис. 9. Схемы распила ядер радиоактивного
кобальта-60 (Со10) и радия-226 (На2-11)
кобальт-60 создает два гамма-кванта при каждом бета-рас-
паде ядра, а у радиоактивного радия-226 излучение гамма-
кванта наблюдается примерно в шести случаях из 100 рас-
падающихся атомов.
По своей природе и свойствам гамма-излучение не от-
личается от рентгеновского. Обычно под термином рентге-
новских лучей подразумевают излучения, создаваемые элек-
тронной оболочкой атома при его переходе из возбужденно-
го состояния в нормальное или в результате торможения
быстрых электронов, попадающих в поле действия электри-
ческих сил ядра (тормозное рентгеновское излучение); в от-
личие от этого гамма-кванты являются излучениями воз-
бужденного ядра.
Энергия гамма-квантов, излучаемых различными радио-
активными изотопами, лежит в пределах от сотых долей до
нескольких мегаэлектронвольт.
Гамма-излучение в окружающем пространстве распро-
страняется со скоростью света (3 • 1010 см/сек} и обладает
высокой проникающей способностью.
1 Квант—порция лучистой энергии. Испускание гамма-излуче-
ния атомами вещества происходит не непрерывно, а отдельными пор-
циями, названными квантами.
18
Отсутствие массы покоя и электрического заряда у кван-
тов гамма-излучения обуславливает особенности характера
взаимодействия их с веществом.
1\ основным видам взаимодействия гамма-квантов с ве-
ществом относятся: фотоэлектрическое поглощение
квантов, комптоновский
эффект (или рассеяние
гамма-квантов) и об-
разование электронно-
позитронных пар. Услов-
ное схематическое изо-
бражение видов взаимо-
действия гамма-квап-
та с атомом и его элек-
тронами приведено на
рис. 10.
При фотоэлектриче-
ском поглощении гам-
ма-квант полностью по-
глощается атомом ве-
щества, в результате
чего из атома вылетает
электрон. Энергия гам-
ма-кванта при этом про-
цессе расходуется: не-
большая часть — на от-
рыв электрона с его
оболочки, а остальная
часть — на сообщение
ему начальной скорости.
Вырванный электрон
(фотоэлектрон) дви-
жется под некоторым
гамма-
Фотомеюпршеское поглощение
Комптоновский оферент
Рис. 10. Виды взаимодействия гамма-
квантов с атомами и электронами
углом к первоначаль-
ному направлению движения гамма-кванта и, подобно бета-
частице, ионизирует атомы и молекулы окружающей среды.
Фотоэффект является преобладающим видом взаимодей-
ствия гамма-излучения с веществом при малой энергии кван-
тов— меньше 0,1—0,5 Мэе, Нижняя граница соответствует
средам с малым порядковым номером образующих элемен-
тов (воздух, ткани живых организмов, пластмассы и т. д.),
верхняя — для веществ с большим порядковым номером
элементов (железо, свинец и т. д.).
2Л
19
При комптоновском эффекте гамма-квант, взаимодей-
ствуя с электроном атома, передает ему только часть энер-
гии; при этом квант с уменьшенной энергией отклоняется
от первоначального направления движения (рассеивается).
Чем больше энергии передается электрону, тем больше от-
клоняется от первоначального направления (рассеивается)
квант.
Рассеяние гамма-квантов происходит многократно и
в конце концов заканчивается фотоэлектрическим поглоще-
нием.
Поток рассеянных гамма-квантов образует так называе-
мое рассеянное излучение, которое не имеет резко выражен-
ной направленности распространения, свойственной гамма-
излучению. Электрон при комптоновском эффекте, назван-
ный комптоновским, вылетает из атома также под некото-
рым углом к первоначальному движению гамма-кванта и
расходует свою энергию на ионизацию и возбуждение мо-
лекул окружающей среды. Таким образом, особенностью
комптоновского эффекта является наличие двух процессов:
поглощение энергии гамма-излучения путем передачи ее
электронам и рассеяние гамма-квантов.
Комптоновский эффект является преобладающим видом
взаимодействия для широкого диапазона средних энергий
гамма-квантов: для воздуха в диапазоне энергий от 0,1 до
20 Мэв; для свинца примерно от 0,5 до 5 Мэв.
Эффект образования электронно-позитронных пар на-
блюдается при попадании гамма-квантов с энергией больше
1,02 Мэв в сильное электрическое поле ядра атома веще-
ства. В результате такого взаимодействия энергия гамма-
кванта расходуется па образование массы электрона и пози-
трона (по 0,51 Мэв), а также на сообщение им начальной
скорости движения.
При движении в среде электрон и позитрон расходуют
свою кинетическую энергию на ионизацию и возбуждение
атомов и молекул среды; когда позитрон уменьшит скорость
своего движения, он взаимодействует с одним из свободных
электронов среды, в результате чего образуются два гамма-
кванта.
Эффект образования пар играет существенную роль
в поглощении энергии гамма-излучения в веществах с боль-
шим порядковым номером образующих элементов и при
большой энергии гамма-квантов.
Перечисленные виды взаимодействия обуславливают по-
степенное ослабление интенсивности гамма-излучения по
20
Рис. 11. Ослабление интенсивности па-
раллельного пучка гамма-излучения
веществом
I = пЕ .
Y 1
мере увеличения толщины слоя вещества. Интенсивностью
гамма-излучения называется энергия, которая переносится
в единицу времени (обычно в секунду) потоком гамма-кван-
тов, проходящим через
1 см2 поверхности, рас-
положенной перпенди-
кулярно к направлению
их движения. Если гам-
ма-излучение содержит
гамма-кванты с одина-
ковой энергией, то оно
называется монохрома-
тическим. Интенсив-
ность монохроматиче-
ского гамма-излучения
/ равна произведению
энергии гамма-квантов
/: на их число, прохо-
дящее через 1 см2 по-
верхности в секунду, п:
Ослабление параллельного пучка гамма-излучения про-
исходит по экспоненциальному закону, графически изобра-
женному па рис. 11, и может быть выражено следующими
формулами:
А = ^ie ИЛИ Л ~ ~2dTd~ >
где /0 — интенсивность гамма-излучения при входе в по-
глощающую среду;
/ —интенсивность гамма-излучения после прохождения
слоя толщиной d см;
— слой половинного ослабления, т. е. толщина слоя
данного материала, обеспечивающая ослабление интенсив-
ности узкого пучка гамма-излучения в два раза;
р, — линейный коэффициент ослабления гамма-излучения,
показывающий, какая доля гамма-квантов из общего их чис-
ла будет иметь акты взаимодействия на пути в 1 см.
Линейный коэффициент ц и слой половинного ослабле-
ния связаны между собой соотношением
21
Ослабление интенсивности гамма-излучения обусловлено
всеми тремя видами взаимодействия гамма-квантов со сре-
дой. Поэтому величина р. складывается из коэффициента
поглощения за счет фотоэффекта (т), коэффициента погло-
щения за счет образования пар (X) и коэффициента компто-
новского ослабления (а), который в свою очередь целесооб-
разно разбить на коэффициент поглощения (аа) и коэффи-
циент рассеяния (sj:
И = т + оа + X + оЛ.
Сумму первых трех слагающих в этом выражении, опре-
деляющих поглощение, энергии гамма-квантов, принято на-
зывать линейным коэффициентом поглощения:
На = т + °а + У-
Можно показать, что для параллельного пучка монохро-
матического гамма-излучения произведение интенсивности
на коэффициент поглощения равно энергии, поглощенной
единицей объема облучаемой среды в единицу времени (се-
кунду) :
В дозиметрии эта величина носит название мощно-
сти дозы излучения (или облучения) и обозначается
Рг
Величина линейных коэффициентов ослабления и погло-
щения зависит, с одной стороны, от свойств поглощающей
среды (от плотности вещества р и порядкового номера эле-
ментов Z) и, с другой стороны, от энергии квантов гамма-
излучения. Коэффициенты [1 и ра увеличиваются пропор-
ционально плотности вещества р, а зависимость от Z эле-
ментов вещества и энергии гамма-квантов весьма сложная
и обычно дается для различных веществ в виде таблиц
или графиков. В приложении 2 приведена сокращенная
таблица величин половинного слоя ослабления d,. , линей-
/2
ного коэффициента ослабления р. и поглощения ра для воз-
духа, тканей животных (мышц), железа и свинца, для
энергии гамма-квантов в диапазоне 0,1—2,5 Мэв.
Если вещества имеют примерно равный средний поряд-
ковый номер элементов, из которых они образованы, то они
обладают также одинаковой закономерностью изменения р.
от энергии гамма-квантов и равным количеством энергии,
поглощаемой единицей массы вещества (граммом). Так,
22
например, воздух (Zcp=7,64), ткани живого организма
(Z,.p = 7,5) и многие органические пластмассы имеют при-
мерно равное Zrp Все эти вещества являются эквивалент-
ными по свойствам поглощения энергии гамма-излучения и
обычно называются «воздухоэквивалентными». Для этих
веществ имеет место соотношение
Р-л Р-я
* d вод,чука * dтканей ф
Рвоздуха Ртканей т
которое показывает, что их коэффициенты поглощения на
единицу массы, носящие название массового коэффициента
поглощения (ра,„), примерно равны между собой при всех
энергиях гамма-квантов. Подобного соотношения нет для
веществ с резко различными Zcp, в чем можно убедиться,
ознакомившись с таблицей, в которой приведены массовые
коэффициенты поглощения для воздуха и свинца при раз-
личных энергиях гамма-квантов:
Ei р. воздуха ' т м свинца ram
0,1 Мэл 1 . 5 „ 0,024 см^г 0,028 „ 0,025 „ 5,18 ем'11г 0,038 „ 0,011 „
Энергия, поглощенная средой при воздействии на нее
гамма-излучения, в конечном итоге расходуется на иониза-
цию и возбуждение атомов и молекул среды. Однако эта
ионизация создается не самими гамма-квантами, а теми
вторичными электронами, которые образуются в результате
рассмотренных актов взаимодействия гамма-квантов с ато-
мами среды. При этом средняя работа образования одной
пары ионов в воздухе такая же, как и для бета-излучения
(е = 33 эв).
Гамма-излучение, в отличие от альфа- и бета-излучений,
не имеет строго определенного слоя полного ослабления.
Теоретически полное ослабление гамма-излучения будет
происходить при бесконечно толстом слое вещества. Для
практической оценки проникающей способности гамма-излу-
1 Линейный коэффициент поглощения имеет размерность —, мае-
СМ
ем'1
(ОНЫЙ----- .
93
чения считается, что средняя длина пробега гамма-квантов
соответствует слою вещества, обеспечивающему ослабление
гамма-излучения в 2,718 раза. Величина среднего про-
бега гамма-квантов определяется формулой
/? = _ = —А
Л р. 0,693
и для гамма-квантов с А(= 1 Мэв в воздухе составляет
120 м.
Средняя плотность ионизации в воздухе для гамма-кван-
тов с той же энергией будет иметь величину
£т 10е о л ,
о = .олла ~ 2,4 пар ионов см.
12000-33 ’ г ‘
Таким образом, обладая большей проникающей способ-
ностью, гамма-излучение имеет меньшую ионизирующую
способность. Однако большая проникающая способность
создает условие облучения от удаленных источников и по-
этому на участках местности, зараженных радиоактивными
веществами, гамма-излучение является наиболее опасным
видом радиоактивного излучения с точки зрения поражения
человека при внешнем облучении.
4. ОСНОВНОЙ ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ
Каждый радиоактивный атом рано или поздно претерпе-
вает превращение, однако предугадать момент распада дан-
ного атома радиоактивного изотопа невозможно.
Вместе с тем при наличии достаточно большого числа
атомов N какого-либо радиоактивного изотопа закономер-
ность радиоактивного распада можно установить экспери-
ментально. Закон, по которому уменьшается число радиоак-
тивных атомов, можно сформулировать в следующей про-
стой форме: половина любого достаточно большого количе-
ства атомов радиоактивного изотопа распадается за равные
промежутки времени.
Этот промежуток времени называется периодом полурас-
пада Т и является одной из основных характеристик радио-
активного изотопа.
Период полураспада известных радиоактивных изотопов
колеблется от ничтожно малых долей секунды до многих
миллиардов лет. Так, например, период полураспада ура-
на-238 составляет 4,5 миллиарда лет, радия-226 — 1590 лет,
24
стронция-90—19,9 года, кобальта-60 — 5,3 года, строн-
ция-89 — 53 дня.
Зная период полураспада радиоактивного изотопа, не-
трудно определить число нераспавшихся атомов для любого
момента времени по формуле
где No— первоначальное количество атомов радиоактив-
ного изотопа;
N— число нераспавшихся атомов;
t— время, прошедшее с момента, когда число агомов
равнялось Л^о-
Рис. 12. Закон радиоактивного
распада
Кривая радиоактивного распада, построенная по этой
формуле, приведена на рис. 12. Она пригодна для любого
изотопа, если число атомов и время выражать соответ-
ственно в долях от первоначального количества атомов и
г. периодах полураспада.
В более удобном для математического анализа виде за-
кон радиоактивного распада выражается формулой
N = Noe'u,
. 0,693
। де л = -у- —постоянная распада, показывающая долю
атомов, распадающихся за единицу вре-
мени;
е— основание натуральных логарифмов, рав-
ное 2,718,
25
Среднее число атомов, распадающееся в единицу вре-
мени (т. е. скорость распада), называется активностью
радиоактивного вещества.
Активность (а) является количественной характеристи-
кой источников радиоактивных излучений, зависящей от
числа радиоактивных атомов и периода их полураспада:
а = 0,693 = XN.
Чем больше период полураспада, тем меньшей активно-
стью обладает данное количество радиоактивных атомов.
Активность, так же как и количество радиоактивных
атомов, уменьшается с течением времени по экспоненци-
альному закону
а = аое~‘л или <т = <т0-^у.
Измерение активности числом распадающихся атомов
в единицу времени (минуту, секунду) обычно используется
только для ничтожно малых количеств радиоактивных ве-
ществ (например, для характеристики зараженности радио-
активными веществами поверхностей различных объектов
и предметов).
Для измерения активности международным соглаше-
нием принята более крупная единица, названная кюри.
Кюри соответствует активности такого количества радио-
активного вещества, в котором за 1 секунду происходит
37 миллиардов распадов (1 кюри = 3,7 • 1010 расп/сек).
Кюри относительно большая единица активности. Более
мелкими единицами являются производные от кюри Ч
1 милликюри = 3,7 • 107 расп/сек-,
1 микрокюри = 3,7 • 104 расп/сек.
Следует иметь в виду, что активность как характеристи-
ка радиоактивного источника определяет только количест-
венную сторону явления радиоактивности. Знание величины
активности источника еще недостаточно для наиболее пол- * 1
1 Исторически за единицу активности была принята активность
1 г радия, в котором, по старым измерениям, распадалось 3,7 • 1010
атомов в 1 сек. Однако последующие, более, точные измерения актив-
ности 1 г радия дали число 3,61 • 1010 распадов в 1 сек., т. е. актив-
ность 1 г радия оказалась меньшей 1 кюри и равной приближенно
0,97 кюри. Часто это расхождение не учитывают и продолжают счи-
тать активность 1 г радия равной 1 кюри.
25
ной оценки его свойств, так как неизвестными остаются
такие важнейшие характеристики распада, как виды излу-
чения, число и энергия излучаемых частиц и квантов. Эти
характеристики полностью можно установить, если известны
количество и типы радиоактивных изотопов, входящих в со-
став данного источника.
Измерение активности обычно производится путем реги-
страции (счета) полного числа или части частиц, излучае-
мых источником в единицу времени. Если при измерении
активности использовался прибор, способный регистриро-
вать альфа-частицы и не регистрирующий бета-частицы и
гамма-кванты, то можно говорить об альфа-активности
источника. Соответственно, если в процессе измерения ак-
тивности регистрируются только бета-частицы, то результат
измерения определяет бета-активность источника.
Активность источников гамма-излучения часто выражает-
ся не в кюри или милликюри, а специальными единицами из-
мерения — грамм-эквивалентами радия, миллиграмм-экви-
валентами радия или микрограмм-эквивалентами радия.
Источник, обладающий активностью в 1 грамм-эквива-
лент радия, создает на данном расстоянии от него такой
же ионизационный эффект в воздухе за счет гамма-излуче-
ния, который создает гамма-излучение одного грамма ра-
дия, находящегося в равновесии с продуктами своего рас-
пада, на том же расстоянии.
5. ФИЗИЧЕСКАЯ ДОЗА ИЗЛУЧЕНИЯ, МОЩНОСТЬ
ФИЗИЧЕСКОЙ ДОЗЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Физической дозой или, кратко, дозой излучения
называется 'количество энергии, поглощенное единицей
объема облучаемой...среды.....з.а .J3.ce..время, облучения.
Понятие о физической дозе впервые было введено для
характеристики количества рентгеновского излучения с
целью дозирования облучения. Физическая доза характери-
зует поражающее действие ионизирующих излучений на
живые организмы, поэтому это понятие использовано и для
характеристики радиоактивных излучений.
Величина дозы излучений оценивается по эффекту иони-
зации в воздухе. Это объясняется тем, что ионизация воз-
духа поддается достаточно точному измерению. Кроме того,
ткани животных являются воздухоэквивалентными по по-
глощению рентгеновских и гамма-излучений, поэтому погло-
щаемая 1 см'-' ткани энергия излучения пропорциональна
27
дозе, измеренной в воздухе. Таким образом, по дозе, изме-
ренной в воздухе, можно оценивать поражающее действие
излучений на живые организмы.
В качестве единицы измерения дозы принята, междуна-
родная единица — рентген.
Рентген (р) — это такая доза рентгеновского или гамма-
излучения, при которой в 0,001293 г сухого воздуха (т. е.
в 1 см3 воздуха при 0° С и нормальном атмосферном дав-
лении) образуется 2,08 • 109 пар ионов, обладающих одной
электростатической единицей заряда каждого знака. Более
мелкими единицами для измерения дозы являются милли-
рентген (мр) и микрорентген (мкр).
Средняя работа, затрачиваемая гамма-излучением на
образование одной пары ионов в воздухе, составляет
33 эв, поэтому дозе 1 р соответствует энергия, поглощенная
в 1 см3, = 2,08 • 109 • 33 = 68,64 • 109 эв или (умно-
жая на 1,6- 10 12 для перевода в эрги) 1ППОЗД = 0,11 эрг.
При дозе 1 р в воздухе энергия, поглощаемая в 1 см3
живой ткани, составляет
Ж,,. = 1^вт.. = 770 • 0,11 85 эрг.
I к Н < > .1Д } Г
ГВОЗД
Единицу измерения дозы — рентген можно использовать
также для характеристики дозы бета- и альфа-излучений.
Дозу бета- и альфа-излучений, которая создает в еди-
нице объема воздуха такое же количество пар ионов, как
и доза 1 р гамма-излучения, принято называть физическим
эквивалентом рентгена (фэр).
Так как биологическое действие на живые организмы
различных излучений не одинаково, было введено понятие
биологического эквивалента рентгена. Биологический экви-
валент рентгена (бэр) — это такая доза альфа-, бета- или
нейтронного излучения, которая эквивалентна по биологи-
ческому действию на живой организм одному рентгену
гамма-излучения. При непосредственном облучении тканей
живых организмов 1 р гамма-излучения соответствует
1 фэр бета-излучения и 0,1 фэр альфа-излучения. Это соот-
ветствие установлено в результате длительных наблюдений
и многочисленных опытов.
Физическая доза излучения (или облучения) характери-
зует поглощенную энергию независимо от времени облуче-
ния. Например, дозу в 10 р можно получить за 1 час, за
100 дней или за какой-либо другой промежуток времени.
Для характеристики скорости нарастания дозы во времени
20
введено понятие мощности физической дозы
(сокращенно — мощность дозы). Мощностью дозы (Р) на-
пивается энергия, поглощаемая единицей объема облучае-
мой среды в единицу времени. Единицами измерения мощ-
ности дозы являются рентген в час (р/час), миллирентген
в час (мр/час), микрорентген в секунду (мкр[сек) и др.
Мощность дозы зависит от интенсивности излучения; для
монохроматического гамма-излучения эта связь опреде-
ляется соотношением
Р., = /.f Ра = ’lE. ра,
где 1„ — интенсивность излучения;
ра—линейный коэффициент поглощения гамма-лучей
в веществе, подвергающемся облучению;
п — число гамма-квантов, проходящих через 1 см3 об-
лучаемой среды в 1 сек.;
£ —энергия одного гамма-кванта.
Если интенсивность излучения постоянная, то мощность
дозы соответствует дозе облучения за единицу времени.
В этом случае дозу облучения Z? за любой другой проме-
жуток времени kt можно рассчитать по формуле
D = ktP.
В этой формуле Р = пЕ поэтому
D.f = ktnE.^ = ZE.y-a.
Полученное выражение показывает, что доза облучения
зависит от числа гамма-квантов (Z7), проходящих через
объем в 1 см3 облучаемой среды за все время облучения
(А/), а также от их энергии (E'.pJ.
6 СВЯЗЬ МЕЖДУ АКТИВНОСТЬЮ ИСТОЧНИКА
И МОЩНОСТЬЮ ДОЗЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ
Чем больше активность источника, тем большее число
I амма-квантов в единицу времени излучает он в окружаю-
щее пространство и тем больше будет мощность дозы. Од-
нако мощность дозы, т. е. энергия, поглощенная в единице
объема облучаемой среды за единицу времени, зависит
также от энергии гамма-квантов, формы и геометрических
размеров источника.
Учесть все факторы и вывести математическую форму-
лу, пригодную для расчета мощностей дозы на различных
29
расстояниях от Источника известной активности, удается
только для наиболее простых случаев, в частности, для то-
чечного источника.
Точечным принято считать такой источник, геометриче-
ские размеры которого малы по сравнению с расстоянием
до места, в котором производится измерение мощности
дозы.
На рис. 13 изображен точечный источник, излучающий
гамма-кванты во все стороны равномерно. Если активность
источника равна а (мк), то общее число гамма-квантов,
Сфера на расстоянии R
от излучателя
Рис. 13. точечный источник, излучающий
гамма-кванты во все стороны равномерно
излучаемых источником в секунду, будет равно Z ==
— 3,7-IO7 qa, где q — среднее число гамма-квантов, излу-
чаемых при каждом распаде радиоактивных ядер источ-
ника, а 3,7 • 107 — число распадов в источнике с активностью
1 мк.
Учитывая соотношение = пЕ, ра, можно написать вы-
ражение для мощности дозы на расстоянии R от источ-
ника, создающего монохроматическое гамма-излучение:
р
1 8 й а ’
где S = 4т:А?2 — площадь сферы с радиусом R;
Е; — энергия гамма-квантов;
Ра — линейный коэффициент поглощения;
e''*R— коэффициент, учитывающий ослабление
гамма-излучения в среде.
30
При относительно небольших расстояниях от источника
(/? <С Ю м) в большинстве случаев ослаблением гамма-из-
лучения за счет поглощения в воздухе можно пренебречь,
поэтому
. 3,7-Ю^Е,
Здесь I =------------L — для удооства записи.
Коэффициент i носит название ионизационной кон-
станты или гамма-постоянной; его величина зависит от энер-
гии и среднего числа гамма-квантов, излучаемых источни-
ком при каждом распаде.
Полученное выражение показывает, что мощность дозы,
создаваемая точечным источником, прямо пропорциональна
его активности, обратно пропорциональна квадрату расстоя-
ния и зависит также от энергии гамма-квантов.
Ионизационная константа численно равна мощности
дозы, создаваемой источником с активностью в 1 мк на рас-
стоянии в 1 см в единицу времени, и может быть определена
экспериментально для каждого из известных изотопов.
Численная величина ионизационной константы зависит
также от выбора единиц измерения мощности дозы, актив-
ности и расстояния.
Так, например, для радиоактивного кобальта (Со6!!)
i = 13,5 -1’если Р измеряется в р/час, R — в см,
а активность — в мк; в то же время, если Р измерять
, • юг 1 m мр см2
в мр/час, то г. = 13,0 • 1(К (.
Ионизационная константа радиевых источников (Ra226)
с фильтром толщиной 0,5 мм из платины, отсекающим все
О л р-СМ2
альфа- и бета-частицы, имеет величину / = 8,4 ——•
Если активность источников дается в миллиграмм-экви-
валентах радия, то гамма-постоянная для всех радиоактив-
ных изотопов имеет одинаковую величину:
I = 8 4________________
7 ’ чпс-лг-экз. радия
ПРИМЕРЫ ПОЛЬЗОВАНИЯ ФОРМУЛОЙ
1. Рассчитать величину мощности дозы, создаваемой кобальтовым
(CoG0) источником гамма-излучения с активностью а =-- 1 кюри на рас-
р. смл
стоянии R = 1 м. Ионизационная константа кобальта I., = 13,5-
г Ч.1С мк .
31
Учитывая, что в формуле активность должна быть выражена
В мк, а расстояние — в см, получим
Р, =
13,5-1000
1002
= 1,35
р/час.
2. Определить расстояние от точечного источника гамма-излуче-
ния с активностью 10 мк, изготовленного из радиоактивного кобальта,
мощность дозы на котором составляет 10 мр/час.
Расчетная формула для этого случая может быть написана в сле-
дующем виде:
При подстановке известных величин в формулу с учетом необхо-
димых размерностей получим
/13,5-10
V 0,01
116 см.
3. Определить расстояние от точечного источника гамма-излуче-
ния, имеющего активность а = 805 миллиграмм-эквивалентов радия,
мощность дозы на котором равна /ф=2,5
Так как гамма-постоянная для радия
водится по формуле
р/час.
i = 8,4, то расчет произ-
”8,4 а
8,4 805
2,5
R =
ГЛАВА ВТОРАЯ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ
ИЗЛУЧЕНИЙ И ЭЛЕМЕНТЫ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ
ПРИБОРОВ
1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Радиоактивные излучения непосредственно не ощущают-
ся органами чувств человека. Обнаружить их можно по тем
изменениям, которые появляются в различных веществах
в результате их облучения.
Первичным эффектом воздействия радиоактивных излу-
чений на вещества являются ионизация и возбуждение их
атомов и молекул. Ионизация и возбуждение в свою оче-
редь могут явиться причиной таких физических и химиче-
ских изменений, которые в ряде случаев сравнительно про-
сто могут быть зафиксированы. К таким изменениям отно-
сятся: появление свойств электропроводности у газов, кон-
денсация паров воды в местах образования ионов, засвечи-
вание фотоматериалов, появление специфических химиче-
ских реакций с изменением окраски рецептур, появление
свечения (люминесценции) или вспышек света (сцинтилля-
ций) , помутнение стекла и многие другие.
Основными элементами приборов, обеспечивающих об-
наружение и измерение радиоактивных излучений, и в ча-
стности дозиметрических приборов, являются воспринимаю-
щие и регистрирующие устройства.1
Воспринимающее устройство, или датчик прибора, обес-
печивает преобразование поглощенной им энергии радиоак-
1 Дозиметрическими обычно называют приборы, предназначенные
для измерения доз, мощностей доз и радиоактивной зараженности
с целью предупреждения поражения радиоактивными излучениями.
3—1421 33
тивного излучения в одно из указанных выше физических
или химических явлений в веществе датчика. Регистрирую-
щее устройство (или приспособление) должно позволять ко-
личественно оценить появившиеся изменения в датчике и
обеспечить тем самым обнаружение и измерение величин,
характеризующих радиоактивные излучения и их источники
(дозу, мощность дозы, радиоактивность и т. д.).
В зависимости от того, какие изменения в веществе дат-
чика прибора используются для регистрации, различают
фотографический, химический, ионизационный, люминес-
центный и другие методы измерения радиоактивных излу-
чений.
Фотографический метод. Фотографический метод реги-
страции излучений широко используется для измерения доз
рентгеновского и гамма-излучений в лабораторной и научно-
исследовательской практике. В качестве датчика при фото-
графическом методе измерения доз гамма-излучений ис-
пользуется фотопленка (или фотопластинка), завернутая
в светонепроницаемую бумагу и помещенная в металличе-
скую кассету.
Чувствительный слой фотопленки содержит большое
число мелких кристалликов (зерен) галоидного серебра
(обычно бромистого серебра AgBr), равномерно распреде-
ленных в желатине. При облучении благодаря ионизации
молекулы бромистого серебра в отдельных зернах распа-
даются и в результате появляются атомы металлического
серебра. В процессе проявления свободные атомы серебра
обуславливают интенсивное восстановление металлического
серебра в тех зернах бромистого серебра, в которых они
находятся. После проявле-
ния пленка фиксируется
для удаления оставшегося
бромистого серебра. Плот-
ность потемнения прояв-
ленной фотопленки в опре-
деленных пределах про-
порциональна поглощен-
ной чувствительным слоем
энергии гамма-излучения,
т. е. дозе облучения
(рис. 14).
Плотность потемнения
пленки зависит также в
некоторой степени от дли-
0,1рентгена /рентген Юрентген
Рис. 14. Зависимость плотности по-
темнения фотопленки от дозы облу-
чения
34
тельности проявления и химического состава исПоЛьзуемых
проявляющих и фиксирующих растворов.
В простейшем случае плотность потемнения пленки, под-
вергшейся облучению, и, следовательно, дозу облучения
можно определить путем сравнения с плотностью потемне-
ния нескольких контрольных пленок, получивших известную
дозу облучения. При этом проявление сравниваемых пленок
должно быть проведено в строго одинаковых условиях:
в одном и том же проявителе и при одинаковой длительно-
Рис. 15. Зависимость плотности потем-
нения фотопленки от энергии гамма-
квантов при постоянной дозе облуче-
ния:
1 — без фильтра; 2— с кадмиевым
фильтром
сти проявления. Более точное определение плотности потем-
нения пленки производится с помощью специальных прибо-
ров, получивших название денситометров.
В зависимости от требуемого диапазона измерений доз
гамма-излучения употребляют специальные пленки различ-
ной чувствительности. Например, существуют пленки для
регистрации доз от 0,04 до 0,4 р, от 10 до 100 р и т. д.
Распространенный сорт рентгеновской пленки «Рент-
ген XX» имеет чувствительность, обеспечивающую возмож-
ность измерения доз облучения в пределах от 0,1 до 2 р.
Одним из недостатков фотографического метода измере-
ния доз облучения является то, что фотоматериалы обла-
дают значительной зависимостью чувствительности от энер-
гии гамма-квантов (т. е. от жесткости гамма-излучения).
Такая зависимость приведена на рис. 15 (кривая /) и
носит образное название «хода с жесткостью». Наличие
3*
35
Хода с жесткостью у фотоматериалов может Привести К зна-
чительным ошибкам измерения дозы гамма-излучения,
в спектре которого содержатся гамма-кванты с энергией
меньше 0,3 Мэв, если калибровка плотности потемнения
контрольных пленок производилась по гамма-источнику же-
сткого гамма-излучения (например, по Со60 Е = 1,25 Мэв).
Для уменьшения хода с жесткостью фотопленка с обеих
сторон закрывается свинцовыми или кадмиевыми пластин-
ками толщиной 1 мм. Такие фильтры значительно погло-
щают гамма-кванты малых энергий и в меньшей степени
ослабляют гамма-излучение с Е.("> 0,3 Мэв.
В результате зависимость чувствительности от энергии
гамма-квантов значительно сглаживается (см. рис. 15, кри-
вая 2) и одновременно несколько возрастает плотность
потемнения при той же дозе вследствие увеличения числа
вторичных электронов, проникающих в чувствительный
фотослой из материала фильтров (свинца, кадмия), обла-
дающего большим коэффициентом поглощения гамма-излу-
чения.
Если в свинцовом фильтре сделать отверстие, то степень
потемнения незакрытой части пленки будет в некоторой сте-
пени характеризовать суммарную дозу бета- и гамма-излу-
чений.
Применение фотографического метода для измерения доз
облучения в полевых условиях в основном ограничивается
сложностью и длительностью проявления фотопленок. Более
перспективным для этих целей считается химический метод
измерения доз гамма-излучения.
Химический метод. Датчики большинства известных
(опытных) химических дозиметров представляют собой не-
большие запаянные стеклянные ампулы, наполненные вод-
ным раствором специально подобранных реактивов с добав-
кой к ним цветных индикаторов. Рецептура химического
состава датчиков обычно подбирается так, чтобы заметное
изменение окраски происходило после воздействия опреде-
ленной дозы радиоактивного излучения. Набор таких ампул,
помещенный в коробочку со светонепроницаемой крышкой,
представляет собой химический дозиметр. Химические до-
зиметры изготовляются для измерения доз радиоактивного
облучения в определенном диапазоне. В некоторых случаях
подбирается такая рецептура, степень изменения плотности
окраски которой пропорциональна дозе облучения. Для
оценки дозы облучения в этом случае используются набор
36
эталонов окрасок и колориметр — прибор, обеспечивающий
удобство сравнения окраски облученной ампулы с этало-
нами.
Мгла
Линза
Сернистый
цинк
Источник
радиоактивного
излучения
Реакция, протекающая в химических дозиметрах и обу-
славливающая окраску, является необратимой, поэтому та-
кие дозиметры пригодны только для однократного действия
(подобно фотопленочным
дозиметрам). Чувствитель-
ность известных химических
дозиметров позволяет изме-
рять дозы облучения от де-
сятков до нескольких сотен
рентген и более.
Люминесцентный метод.
Люминесценцией называется
свойство веществ испускать
свет под воздействием иони-
зирующих, в частности, ра-
диоактивных излучений. Наи- Рис. 16. Устройство спинтари-
более ярко это явление на- скопа
блюдается у таких веществ,
как сернистый цинк, иодистый натрий и калий, нафталин,
антрацен, и у многих других твердых и жидких веществ.
Поглощение энергии альфа- и бета-частиц, а также
гамма-квантов вызывает вспышку света, носящую название
сцинтилляции. Вспышки света, как указывалось выше, на-
блюдаются в результате излучения энергии возбуждения
атомов и молекул. Ионизированные атомы также испускают
свет при перегруппировке электронов, когда места выбитых
из внутренних слоев электронов занимаются электронами из
внешних слоев.
Чем больше ионизирующая способность частиц, тем
больше образуется ионизированных и возбужденных атомов
и тем ярче вспышка света. Чем больше интенсивность из-
лучений, тем более часто появляются вспышки света.
Вспышки света в сернистом цинке, вызванные альфа-
частицами, можно наблюдать глазом в полной темноте. На
этом принципе построен простейший прибор — индикатор
альфа-частиц, получивший название спинтарископа
(рис. 16).
В последнее время для целей регистрации сцинтилляций
широко используются высокочувствительные к световым
вспышкам приборы — фотоумножители, разработанные со-
ветским инженером Л. А. Кубецким.
37
С помощью фотоумножителя световые вспышки преобра-
зуются в импульсы электрического тока, которые в после-
дующем могут быть усилены радиотехнической схемой и
зарегистрированы измерительным прибором.
Люминесцирующее вещество, используемое обычно в ви-
де кристалла, вместе с фотоэлектронным умножителем при-
нято называть сцинтилляционным счетчиком. С помощью
такого счетчика можно регистрировать все виды радиоак-
тивных излучений и производить измерение активности
источников излучения, мощности дозы и энергии частиц.
Сцинтилляционные счетчики обладают высокой эффек-
тивностью регистрации гамма-квантов (они регистрируют
до 20% и более гамма-квантов от общего их числа, воздей-
ствующего на кристалл).
К недостаткам сцинтилляционных счетчиков, ограничи-
вающим их использование в полевых дозиметрических при-
борах, относятся:
— необходимость иметь весьма стабильный источник
высокого напряжения порядка 1000 в для работы фотоэлек-
тронного умножителя;
— относительно большие габариты и большой разброс
параметров у различных фотоумножителей, что затрудняет
массовое производство сцинтилляционных счетчиков.
Несмотря на эти недостатки, сцинтилляционные счетчики
при дальнейшем их усовершенствовании найдут широкое
применение в дозиметрии радиоактивных излучений.
Люминесцентным методом можно производить измере-
ния также дозы облучения. Для этих целей используются
кристаллы фосфатного стекла с активирующими добавками
некоторых элементов. Такие кристаллы обладают свойством
накапливать поглощенную энергию ионизирующих излуче-
ний и длительное время сохранять ее в виде возбужденного
состояния кристалла. Если облученный кристалл подверг-
нуть воздействию ультрафиолетового света, то появится
световая вспышка, пропорциональная поглощенной ранее
энергии, т. е. дозе. На основе этого явления можно создать
дозиметры гамма-излучения в виде небольшого кусочка
фосфатного стекла, помещенного в светонепроницаемую ко-
робочку. Отсчет дозы облучения при этом необходимо про-
изводить с помощью специального прибора—флюорометра,
в котором имеются фотоэлектронный умножитель с усили-
телем и измерительным прибором на выходе.
Ионизационный метод. Ионизационный метод обнару-
жения и измерения радиоактивных излучений основан на
38-
использовании явления изменения электрических свойств
газов, а также некоторых твердых и жидких веществ вслед-
ствие ионизации их молекул и атомов. Наибольшее разви-
тие и практическое применение получил метод, основанный
на использовании изменения электрической проводимости
газов.
Основными видами воспринимающих устройств, исполь-
зуемых в дозиметрических приборах, являются ионизацион-
ные камеры и газоразрядные счетчики ионизирующих ча^
стиц (сокращенно — газовые счетчики, счетные трубки). ‘
Рис. 17. Типовая блок-схема дозиметрического при-
бора с использованием ионизационного метода
Регистрирующее устройство, как правило, содержит
электроизмерительный прибор (регистрирующий прибор) и
электронно-ламповую схему, обеспечивающую усиление тока
ионизационной камеры, усиление и калибрование импуль-
сов тока газового счетчика и другие функции. Для обеспе-
чения работы воспринимающего устройства и электронно-
ламповой схемы дозиметрические приборы должны иметь
источники электропитания.
Типовая блок-схема дозиметрического прибора с исполь-
зованием ионизационного метода приведена на рис. 17.
Для изучения устройства И принципа действия иониза-
ционных камер, газовых счетчиков, а также схем полевых
дозиметрических приборов необходимо знание элекротехни-
ки, принципов действия электронных ламп и электронно-
ламповых схем. Краткие сведения по этим вопросам, необ-
ходимые для изучения дальнейших разделов пособия, при-
ведены в приложении 3.
2. ИОНИЗАЦИОННЫЕ КАМЕРЫ
Ионизационная камера имеет два изолированных друг
от друга электрода, пространство между которыми запол-
39
нено газом (обычно воздухом) и, следовательно, по прин-
ципу устройства является конденсатором с воздушным ди-
электриком.
Простейшая ионизационная камера с плоскопараллель-
ными электродами показана на рис. 18. К электродам ка-
меры подводится постоянное напряжение от источника пи-
тания (батареи).
В нормальном состоянии газ является хорошим изоля-
тором, поэтому ток в цепи ионизационной камеры отсут-
Рис. 18. Принцип работы ионизацион-
ной камеры
ствует. При воздействии на камеру радиоактивного излуче-
ния часть молекул газа будет ионизирована и благодаря
этому газ приобретает токопроводящие свойства. Действи-
тельно, под действием сил электрического поля положитель-
ные ионы будут двигаться к отрицательному электроду,
а отрицательные ионы (т. е. свободные электроны и моле-
кулы с «прилипшими» к ним электронами) — к положитель-
ному электроду камеры; таким образом, появляется направ-
ленное движение электрических зарядов, т. е. электрический
ток, носящий название ионизационного тока. Условное на-
правление тока в цепи ионизационной камеры (от плюсо-
вого к минусовому зажиму источника) показано стрелками
на рис. 18.
Чем больше энергия, поглощаемая в единицу времени
в единице объема камеры, тем больше образуется пар ионов
и, следовательно, тем больше будет величина ионизацион-
ного тока. Таким образом, величина ионизационного тока
зависит от мощности дозы радиоактивного излучения.
40
Ток ионизационной камеры зависит также и от напря-
жения между ее электродами. При низких напряжениях
скорость движения ионов незначительная, поэтому происхо-
дит усиленный процесс рекомбинации при столкновениях
ионов противоположного знака. С увеличением напряжения
скорость движения ионов увеличивается и время движения
их между электродами уменьшается; все это приводит
к уменьшению вероятности взаимного столкновения и ре-
Рис. 19. Вольт-амперные характеристики ионизацион-
ной камеры
комбинации ионов, вследствие чего ионизационный ток уве-
личивается. На рис. 19 показана зависимость тока иониза-
ционной камеры от напряжения для трех значений величин
мощности дозы, называемая вольт-амперной характеристи-
кой. Наклонный участок этих характеристик (О — .4) соот-
ветствует режиму частичной рекомбинации ионов в объеме
камеры. При достаточно больших напряжениях все пары
ионов, образованные радиоактивным излучением, соби-
раются на соответствующие электроды, поэтому величина
ионизационного тока при данной мощности дозы остается
постоянной. Такой режим работы ионизационной камеры
(участок А — Б) называется режимом насыщения,
а минимальное напряжение на камере (£7Н), обеспечиваю-
щее этот режим, — напряжением насыщения.
При очень больших напряжениях (больше скорости
движения ионов в камере становятся настолько большими,
что они приобретают способность ионизировать нейтраль-
ные атомы и Молекулы газа при столкновениях; при этом
41
ионизационный ток резко увеличивается. Такой режим но-
сит название режима газового усиления; он ис-
пользуется в газоразрядных счетчиках.
Ионизационные камеры, как правило, работают в ре-
жиме насыщения. Необходимое напряжение питания ка-
меры устанавливается с таким расчетом, чтобы обеспечить
режим насыщения при максимальной мощности дозы, для
измерения которой она рассчитана. Уменьшение напряже-
ния на камере может привести к появлению ошибки при
измерении больших мощностей доз.
Стенна камеры
(пластмасса) \
L бин
/ТГ7777
Рис. 20. Схема устройства ионизационной камеры
.Внутренний
/ электрод
Проводящий слой
(внешний электрод}
Янтарный изолятор
Изолятор
Охранное кольцо
К усилителю постоянного тока
Конструктивное устройство различных камер весьма раз-
нообразно; оно зависит от видов регистрируемых излуче-
ний, измеряемых величин и особенностей назначения прибо-
ров, в которых камеры используются.
Схема устройства ионизационной камеры дозиметриче-
ского прибора, предназначенной для регистрации гамма-из-
лучений, показана на рис. 20. Такая камера, как правило,
имеет прямоугольный или цилйндрический корпус из пласт-
массы с достаточно толстыми стенками. Внешний (положи-
тельный) электрод камеры выполняется в виде тонкого то-
копроводящего слоя, нанесенного на всю внутреннюю по-
верхность корпуса камеры. Внутренний (отрицательный)
электрод делается в виде стержня или пластины. Крепление
и вывод центрального электрода осуществляются с по-
мощью высококачественного изолятора (из янтаря, поли-
стирола и других материалов).
42
Для устранения тока утечки через изолятор между поло-
жительным и отрицательным электродом, который подклю-
чается к ламповому усилителю, используется охранное
кольцо, соединенное с корпусом усилителя. При наличии
этого кольца ток утечки проходит по пути наименьшего со-
противления через кольцо на корпус и батарею (E„K), не по-
падая в цепь усилителя. Если охранного кольца не устана-
вливать, то ток утечки будет попадать в усилитель и
вызывать появление значительных ложных показаний дози-
метрического прибора.
Гамма-излучение обладает большой проникающей спо-
собностью; оно без заметного ослабления проходит через
стенки камеры толщиной в несколько миллиметров, поэто-
му их можно считать для гамма-излучения «прозрачными».
Однако стенки оказывают существенное влияние на иони-
зацию газа в рабочем объеме камеры. Выше было пока-
зано, что ионизация при гамма-излучении создается в ре-
зультате ионизирующего действия вторичных электронов,
возникающих при взаимодействии гамма-квантов с ато-
мами вещества. В камере вторичные электроны образуются
как в газе, заполняющем ее рабочий объем, так и в ее
стенках. Естественно, что в рабочий объем проникают толь-
ко те вторичные электроны, которые образованы в приле-
гающем к нему слое с толщиной не более максимального
пробега вторичных электронов в материале стенок. Однако,
поскольку плотность стенок камеры примерно в тысячу раз
больше плотности газа, число вторичных электронов, про-
никающих в рабочий объем из стенок, во много раз пре-
восходит число электронов, возникающих непосредственно
в газе. Таким образом, ионизация газа в камере создается
в основном вторичными электронами, образованными в стен-
ках, и зависит от энергии поглощаемой единицей массы
материала стенок (т. е. от массового коэффициента погло-
щения). Если стенки камеры сделаны из воздухоэквива-
лентного материала, то ионизация газа в рабочем объеме
камеры будет определяться мощностью дозы излучения
в воздухе и камера не будет обладать ходом с жестко-
стью в широком диапазоне энергий гамма-квантов. Такие
камеры могут использоваться для измерения мощностей
доз и доз гамма-излучений с широким спектром энергий.
Если стенки камеры сделать из материала с большим по-
рядковым номером элементов (например, из свинца), то
появится значительная зависимость величины тока иониза-
ционной камеры от энергии гамма-квантов при постоянной
43
мощности дозы излучения («ход с жесткостью») и соот-
ветственно будут иметь место ошибки измерения гамма-из-
лучений с широким спектром энергий гамма-квантов.
К воздухоэквивалентным веществам относятся бакелит,
органическое стекло и многие другие пластмассы. Алюми-
ний (Z = 13) также весьма близок к таким материалам.
Камеры, предназначенные для бета-излучений, должны
иметь в корпусе впускное окно, обеспечивающее проход
бета-частиц в рабочий объем камеры. Такое окно обычно
прикрывается тонкой фольгой из алюминия или пласт-
массы.
Для регистрации альфа-частиц могут применяться ка-
меры с открытым окном и разборные камеры, внутри кото-
рых размещается измеряемый альфа-препарат.
Для оценки практической возможности использования
ионизационных камер необходимо знать соотношение между
током камеры в режиме насыщения (Л), ее рабочим объе-
мом (Ук) и мощностью дозы воздействующего излучения.
Для камеры со стенками из воздухоэквивалентного мате-
риала это соотношение выводится следующим образом.
Если на камеру воздействует гамма-излучение с мощно-
стью дозы Р [p/час], то в каждом 1 см3 объема камеры
2 08-109 * *
образуется 2,08 • 10®пар ионов в час или Р.(
пар ионов в секунду. Во всем объеме камеры в секунду
й 2,08-Ю9 n
образуется —— -гк паР ионов, которые в режиме на-
сыщения создадут ток, равный
4 = 10-19 « 1,0-10-13 ИКР [«],
где 1,6 • 10~19 кулон — заряд иона (электрона).
Полученное соотношение позволяет оценить величины
токов насыщения ионизационных камер различных объемов
при различных мощностях дозы. Так, например, в камере
с объемом VK = 500 см3 * при мощности дозы Р = 0,04 р]час
ионизационный ток камеры /к = 1,010~15 • 500 • 0,04 =
= 2,0-10-12 д; при мощности дозы Р., == 400 р]час иониза-
ционный ток камеры /к —2,0-Ю-8 а.
Из рассмотренного примера следует, что величины то-
ков ионизационной камеры столь малы, что измерить их
даже весьма чувствительным прибором — микроампермет-
ром (1 жд = 10-4 * 6 * *д) невозможно.
44
Необходимое усиление величины тока ионизационной
камеры в полевых дозиметрических приборах, предназначен-
ных для измерения мощностей доз радиоактивных излуче-
ний, — рентгенометрах обеспечивается с помощью лампо-
вого усилителя постоянного тока. Если, например, исполь-
зуется микроамперметр с пределом измерения 50 мка =
= 50- 10“6 а и при этом требуется, чтобы мощность дозы
0,04 p/час создавала отклонение стрелки прибора на
]/ю шкалы (т. е. /пр = -^у 50-10-6 =5-то необхо-
димый коэффициент усиления определяется отношением
/цр 5-10~G „ г ,
7/ — 2,0-ю-^ — 2,5' 0 раз’
т. е. необходимый коэффициент усиления составляет
2,5 миллиона раз.
корпус (внешний электрод) Извлятор и
/конденсатор
централоный электрод
Рис. 21. Схема устройства малогабаритной иони-
зационной камеры с конденсатором для измере-
ния доз облучения
Такой величины коэффициент усиления может быть
получен в однокаскадном усилителе, собранном на специ-
альной электрометрической лампе 1ЭШ.
Особенности этой лампы и усилителя постоянного тока
подробно рассмотрены в третьей главе Пособия.
Ионизационные камеры широко используются также для
измерения доз облучения.
Для контроля индивидуальных доз облучения конструи-
руются специальные малогабаритные ионизационные ка-
меры, по форме напоминающие автоматическую ручку
(рис. 21).
Принципиальной особенностью таких камер является
наличие накопительного конденсатора, поэтому эти иониза-
ционные камеры часто называют конденсаторными. Перед
измерением дозы облучения камера подключается к источ-
нику постоянного напряжения, при этом на обкладках кон-
45
Дспсатора и электродах камеры накапливается электриче-
ский заряд, который вследствие хорошей изоляции между
электродами длительное время сохраняется.
Величина накопленного заряда определяется выраже-
нием:
Q0 Ск^зар,
где Ск — емкость конденсатора камеры;
£7зар — зарядное напряжение.
При облучении образованные в объеме камеры ионы
притягиваются к электродам, имеющим заряд, противопо-
ложный заряду ионов, в результате чего заряд конденса-
тора постепенно нейтрализуется, т. е. уменьшается. Умень-
шение заряда AQ конденсатора камеры пропорционально
дозе облучения и зависит также от объема камеры.
Действительно, при дозе D рентген в 1 см3 рабочего
объема камеры со стенками из воздухоэквивалентного ма-
териала образуется D- 2,08 • 109 пар ионов, несущих заряд
D-2,08-109-1,6-10-19^3,33- 1010D кулонов каждого знака.
Во всем объеме камеры образуется в VK раз больше
заряда, поэтому
AQ = 3,33-10-10 VKD [кулон].
Оставшийся после облучения дозой D заряд на конден-
саторе ионизационной камеры будет равен
QK = Qo - AQ - CKt/3ap - 3,33 • 10-i° VKZX
Соответственно уменьшению заряда уменьшится и на-
пряжение на электродах камеры:
U, = = Uw — 3,33 • 10-ю D
Ск зар
Таким образом, измеряя после облучения оставшийся
заряд на конденсаторе камеры или напряжение между его
электродами, можно определить величину полученной дозы
облучения. Из приведенных выражений следует, что чем
меньше объем камеры Ук и больше емкость конденсатора
Ск, тем большие величины доз можно измерить при данном
зарядном напряжении 67зар. Изменяя величину зарядного
напряжения, также можно подобрать необходимый диапа-
зон измерений доз облучения. Следует иметь в виду, что
полный разряд камеры при измерении доз облучения допу-
скать нельзя. Это следует из того, что при малых величи-
46
нах напряжения на электродах камеры UK не будет обеспе-
чен режим насыщения и часть ионов, возникших в объ-
еме камеры, рекомбинируется между собой, не достигнув ее
электродов. При этом в результатах измерения появится
ошибка, приводящая к занижению замеренной дозы. В каж-
дом типе дозиметров с ионизационной камерой указывается
предел мощностей доз, при котором такие ошибки исклю-
чаются.
Измерение остаточного заряда (остаточного напряже-
ния) па конденсаторной ионизационной камере может про-
изводиться только такими приборами, которые исключают
быстрый саморазряд конденсатора (т. е. обладают очень
большим входным сопротивлением). К таким приборам от-
носятся обычные электроскопы и ламповые электрометры,
обеспечивающие измерение напряжений.
Устройство и принцип действия измерительных, а также
зарядных устройств, используемых для измерения доз в ком-
плектах индивидуального дозиметрического контроля облу-
чения, приводится при описании соответствующих полевых
приборов в третьей главе Пособия.
Рассматривая принцип работы ионизационных камер,
мы предполагали, что ионизационный ток в них является
постоянным током. Такое предположение является некото-
рым упрощением, справедливым тогда, когда среднее число
ионизирующих частиц (например, бета-частиц или вторич-
ных электронов, созданных гамма-квантами), воздействую-
щих на рабочий объем камеры в единицу времени, весьма
велико и их суммарные ионизационные эффекты создают
практически постоянную концентрацию ионов и величину
тока во времени. Такие условия имеют место в камерах
с большим рабочим объемом и при относительно большой
интенсивности воздействующего излучения.
В тех случаях, когда интенсивность облучения камеры
небольшая, ионизационный ток, проходящий через нее, яв-
ляется импульсным. Так, например, если на рабочий объем
камеры в одну секунду воздействует в среднем всего 10 ио-
низирующих частиц, то последовательно друг за другом
в течение секунды пройдет 10 импульсов тока. Величина
(амплитуда) импульса тока будет зависеть от числа пар
ионов, образованных частицей, а длительность определится
временем движения электронов и ионов в пространстве
между электродами камеры. Если эти импульсы тока зна-
чительно усилить импульсным усилителем, то в принципе
можно регистрировать каждую частицу в отдельности.
47
Камеры, обеспечивающие счет Отдельных ионизирующих
частиц, называются импульсными камерами. С помощью
таких камер практически удается регистрировать только
сильно ионизирующие альфа-частицы. •
Более эффективными для регистрации радиоактивных ча-
стиц являются газоразрядные счетчики. Для увеличения
импульсов в газовых счетчиках используется ударная иони-
зация атомов газа электронами, ускоренными сильным элек-
трическим полем.
3. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ СЧЕТЧИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ЧАСТИЦ
Газоразрядный (сокращенно — газовый) счетчик, так же
как и ионизационная камера, представляет собой конденса-
тор с газовым наполнением пространства между электро-
дами.
Металлический корпус-катод
II—
К устройству,
регистрирующему
импульсы счетчика
Рис. 22. Устройство газового счетчика с металлическим корпу-
сом и схема включения
В большинстве случаев счетчики конструктивно выпол-
няются в виде закрытого металлического или стеклянного
цилиндра, покрытого внутри слоем металла; по оси цилин-
дра натягивается тонкая нить (рис. 22). Металлический
цилиндр используется в качестве катода, т. е. к нему под-
водится проводник от отрицательного зажима источника на-
пряжения. Нить является анодом счетчика; через сопротив-
ление нагрузки она соединяется с положительным зажимом
источника напряжения. Газовые счетчики наполняются
обычно смесью инертных газов — неона (Ne) и аргона (Аг)
при пониженном давлении 100—200 мм ртутного столба.
48
Указанные конструктивные особенности счетчиков на-
правлены на обеспечение условий ударной ионизации газов
электронами при возможно более низком напряжении источ-
ника питания.
Инертные Газы находятся й атомарном состоянии; при
ионизации в качестве отрицательного иона они всегда
имеют электроны (явления «прилипания» электронов к ато-
мам этих газов не наблюдаются); электроны, обладай
массой, в несколько тысяч раз меньшей, чем у ионов, более
Подвижны, поэтому их легче разогнать до скоростей, при
которых начинается ударная ионизация.
Рис. 23. Электрическое поле в газовом счетчике и
расположение области ударной ионизации
(Напряженность поля)
Г
Применение анода в виде тонкой нити с диаметром по-
рядка десятых долей миллиметра позволяет значительно
увеличить напряженность электрического поля около нее
(рис. 23) по сравнению с полем между плоскими электро-
дами при тех же условиях. Сила, действующая на электрон
в электрическом поле и создающая ускоренное движение
электрона к аноду, определяется напряженностью электри-
ческого поля (/ = Ее). Однако кинетическая энергия и ско-
рость движения =—2—зависят не. только от силы, но
и от длины пути, пройденного электроном от одного соуда-
рения с атомом газовой среды до другого.
Уменьшение давления газа в счетчике увеличивает сред-
нюю длину свободного пробега электронов в газе и, следо-
вательно, также необходимо для получения условий удар-
ной ионизации при более низком напряжении.
Ударная ионизация атомов газа электронами имеет
место не во всем объеме счетчика, а только около нити
(анода), где напряженность электрического поля достаточ-
но большая. Пространство около анода счетчика, где воз-
4—1421
49
можна ударная ионизация, называют областью ударной
ионизации (см. рис. 23).
Рассмотрим принцип работы газового счетчика.
При отсутствии ионизирующего излучения газ, напол-
няющий счетчик, содержит электрически нейтральные ато-
мы, и свободных электрических зарядов, способных пере-
мещаться под действием сил электрического поля, нет, по-
этому электрического тока в цепи также нет. Предполо-
жим, что в рабочий объем счетчика проникла одна ионизи-
рующая частица и создала там одну пару ионов. Под дей-
ствием сил электрического поля положительный ион будет
двигаться к катоду, а электрон — к аноду. В области удар-
ной ионизации электрон, приобретающий достаточно боль-
шую скорость, ионизирует нейтральный атом при соударении
с ним. В результате к аноду будут двигаться уже два элек-
трона, которые, набрав скорость, будут также ионизировать
атомы газа, вновь удваивая число электронов и ионов, и т, д.
Таким образом, вблизи анода газового счетчика проис-
ходит лавинообразное нарастание ионизации; в результате
число электронов, падающих на анод, многократно увели-
чивается (от 103 до 109 раз в зависимости от напряжения
на счетчике). Длительность развития ионизации составляет
миллионные доли секунды (микросекунды). За это время
все электроны падают на поверхность анода, а тяжелые
положительные ионы не успевают сколько-нибудь значи-
тельно переместиться с места своего образования, создавая
вокруг анода слой («чехол») положительного простран-
ственного заряда.
Постепенно положительные ионы относительно медленно
перемещаются к катоду. Когда ион приближается к по-
верхности катода, он силой электрического поля своего за-
ряда вырывает электрон катода и нейтрализуется.
Движение положительных ионов и электронов вызывает
появление импульса тока в цепи счетчика и соответственно
импульса падения напряжения на сопротивлении его на-
грузки, что создает кратковременное уменьшение положи-
тельного напряжения на аноде. Таким образом, ионизирую-
щая частица, создавшая хотя бы одну пару ионов в счет-
чике, фиксируется импульсом тока и напряжения, которые
в свою очередь сравнительно просто можно зарегистриро-
вать соответствующими регистрирующими устройствами,
принцип работы которых будет рассмотрен ниже.
Форма импульсов напряжения на аноде счетчика приве-
дена на рис. 24.
50
Характерной особенностью счетчиков является наличие
так называемого мертвого времени, т. е. промежутка вре-
мени, в течение которого счетчик становится нечувствитель-
О Врем^
Рис. 24. Форма импульсов напряжения
на аноде счетчика
ным к радиоактивным
частицам, создающим
в его объеме новые
первичные пары ионов.
Такое свойство счет-
чиков объясняется тем,
что «чехол» положи-
тельных ионов, обра-
зующихся в области
, ударной ионизации,
вместе с электронами,
которые удерживаются
на поверхности анода силами электрического притяжения
к ионам, образует дополнительное электрическое поле. Бла-
годаря этому напряженность результирующего электриче-
ского поля около анода уменьшается настолько, что усло-
вия для ударной ионизации не обеспечиваются. Поэтому
новые радиоактивные частицы не смогут создать новых им-
пульсов газового разряда. В процессе движения ионов
к катоду созданное ими дополнительное электрическое поле
около анода уменьшается. Мертвое время в газовых счет-
чиках заканчивается тогда, когда напряженность поля около
анода возрастет до величины, необходимой для ударной
ионизации, и в первом приближении совпадет с длитель-
ностью импульса (см. рис. 24).
Мертвое время имеет величину порядка 10~5—10~1 * 3 сек.
в зависимости от типа и режима работы счетчика.
Мертвое время ограничивает максимальную интенсив-
ность излучений, которую способен регистрировать счетчик
без существенных ошибок, т. е. определяет его разрешаю-
щую способность — максимальный счет радиоактивных ча-
стиц в единицу времени.
Вторая особенность счетчиков заключается в том, что
ионы инертных газов, нейтрализуясь за счет вырванных из
катода электронов, остаются в возбужденном состоянии и
испускают избыточную энергию в виде фотонов ультра-
фиолетового излучения *. Под воздействием этих фотонов
1 Работа ионизации атома неона составляет 21,5 эв; на вырыва-
ние электрона из металла катода затрачивается энергия порядка
4,5 эв. Таким образом, энергия возбуждения атома равна 17 эв.
4*
51
из атомов катода могут быть выбиты новые электроны; по-
следние ускоряются электрическим полем и могут дать на-
чало развитию новому (на этот раз ложному) импульсу
газового разряда в счетчике.
Таким образом, в газовом счетчике существуют условия
для возникновения после воздействия одной радиоактивной
частицы не одного, а целой серии следующих друг за дру-
гом импульсов. Такие счетчики, очевидно, непригодны для
регистрации радиоактивных частиц, если не будут приняты
специальные меры гашения газового разряда, исключаю-
щие появление ложных импульсов.
В зависимости от способа гашения разряда счетчики де-
лятся на самогасящиеся и несамогасящиеся.
В несамогасящихся счетчиках с целью гашения газового
разряда в анодную цепь включается высокоомное сопро-
тивление нагрузки (порядка 108—109 ом). Импульс тока
счетчика, вызванный движением ионов, создает на этом со-
противлении большое падение напряжения, поэтому напря-
жение на аноде счетчика значительно уменьшается и раз-
ряд прекращается. Вследствие большой величины сопро-
тивления нагрузки напряжение на аноде счетчика восста-
навливается очень медленно, отчего мертвое время счетчика
значительно увеличивается. По этой причине счетчики та-
кого типа называются медленными счетчиками; предельная
скорость регистрации у них составляет не более 50—100 ча-
стиц в секунду.
Подобные счетчики на практике используются весьма
редко.
Более широкое применение в настоящее время получили
самогасящиеся счетчики. Для гашения разряда такие счет-
чики наполняются инертными газами с добавкой молеку-
лярных газов, например паров спирта, метилаля и др. Мо-
лекулы гасящей примеси должны обладать работой (по-
тенциалом) ионизации меньшей, чем работа ионизации ато-
мов инертных газов. Ионы инертных атомов при движении
к катоду сталкиваются с молекулами гасящей примеси и
нейтрализуются за счет вырывания у них электронов. Та-
ким образом, поверхности катода будут достигать только
молекулярные ионы. Последние, вырывая электрон из ка-
тода, нейтрализуются и, оставшись в возбужденном состоя-
нии, быстро распадаются (диссоциируются) на две более
мелкие части (многоатомные молекулы распадаются на ра-
дикалы, т. е. группы атомов; двухатомные молекулы — на
атомы). На разрушение молекулы затрачивается часть
52
энергии; оставшаяся часть энергии возбуждения разби-
вается на две доли, каждая из которых мала и не может
вызвать вылета электрона из поверхности катода.
Самогасящиеся счетчики с примесью многоатомного
газа (например, метилалевые) имеют сравнительно высо-
кое рабочее напряжение (порядка 800—1600 в) и ограни-
ченный срок работы, так как после каждого импульса
уменьшается число многоатомных молекул; через I07—
108 импульсов оставшееся число многоатомных молекул
становится недостаточным для нормальной работы счет-
чика.
Кроме того, счетчики с многоатомной гасящей при-
месью плохо работают при пониженной температуре (ниже
—25° С).
В полевых дозиметрических приборах применяются
исключительно галогенные самогасящиеся счетчики, в ка-
честве гасящей примеси в которых применены молекулы
брома и хлора. Теоретически срок службы таких счетчиков
неограничен, так как атомы распавшихся молекул, соеди-
няясь, вновь образуют молекулу.
Практически срок службы галогенных счетчиков огра-
ничен, но он значительно больше, чем у спиртовых и ме-
тилалевых счетчиков.
К положительным свойствам галогенных счетчиков от-
носятся их более низкое рабочее напряжение (360—400 в)
и устойчивость работы в широком диапазоне температур
(от —50° до 4-50° С).
Режимы работы газового счетчика зависят от величины
приложенного напряжения. С целью выяснения особенно-
стей различных режимов работы рассмотрим характери-
стику, приведенную на рис. 25, показывающую зависимость
величины заряда, собираемого электродами за один им-
пульс, от приложенного к счетчику постоянного напряже-
ния. Кривая 1 соответствует импульсам с первоначальным
числом пар ионов в три раза большим, чем у импульсов
для кривой 2 (например, 300 пар ионов для кривой 1 и
100 пар ионов для кривой 2).
При напряжениях, меньших L7i, счетчик работает в ре-
жиме импульсной ионизационной камеры; величина собран-
ного электродами заряда в режиме насыщения равна сум-
марному заряду ионов, образованных радиоактивной частицей
Хд = пое.
53
При напряжениях больше начинается ударная иони-
зация. Чем больше напряжение на счетчике, тем больше
область ударной ионизации и тем большее число электро-
нов будет падать на анод.
В диапазоне напряжений от до С количество элек-
тронов (/11), падающих на анод, и их суммарный заряд
(Д<71) пропорциональны первоначальному числу пар ионов
Напряжение на аноде счетчика
Рис. 25. Зависимость величины электриче-
ского заряда, собираемого электродами за
одни импульс, от напряжения па газовом
счетчике:
1 — область ионизационной камеры; II—
область пропорционального усиления; III —
область ограниченной пропорциональности;
IV—область самостоятельного (гейгеров-
ского) разряда; V—область непрерывного
разряда
(п0), образованных радиоактивной частицей. Газовые счет-
чики, работающие в этой области, получили название про-
порциональных счетчиков. Если пренебречь утечкой заряда
с электродов за время развития импульса тока в счетчике,
то амплитуда импульсов напряжения на анодной нагрузке
и на аноде счетчика будет равна
ССч ’ ^сч
где Д67— амплитуда импульса напряжения счетчика;
Ссч—емкость счетчика (как конденсатора);
,, Ап. щ , ,
дгу—-г— =-------коэффициент газового усиления, показы-
п° вающий увеличение числа пар ионов за
счет ударной ионизации.
54
Таким образом, в пропорциональных счетчиках ампли-
туда импульса напряжения АСУ пропорциональна первона-
чальному числу пар ионов, образованных радиоактивной
частицей, а коэффициент газового усиления является по-
стоянной величиной. Однако величина коэффициента газо-
вого усиления в этом случае относительно небольшая (до
104 = 10000 раз). Пропорциональные счетчики используются
для регистрации сильно ионизирующих частиц, например
альфа-частиц. Их преимущество заключается в том, что
амплитуды импульсов от альфа-частиц во много раз больше
амплитуды импульсов, создаваемых бета-частицами и гамма-
квантами; благодаря этому регистрирующую схему можно
отрегулировать так, что она будет считать только импульсы
большой амплитуды, что позволяет обнаруживать и изме-
рять альфа-излучение при наличии бета- и гамма-излу-
чений.
На участке напряжений от U2 до U3 счетчик работает
в режиме ограниченной пропорциональности, т. е. с уве-
личением первоначального числа пар ионов амплитуда им-
пульса увеличивается, но не пропорционально п0 (в боль-
шей степени увеличиваются импульсы с малым п0); коэф-
фициент газового усиления в этом режиме зависит от пер-
воначального числа пар ионов — п0. Этот режим работы
счетчиков практического применения не имеет.
При напряжениях от U3 до L74 счетчик работает в ре-
жиме самостоятельного газового разряда, при котором
число образованных в области ударной ионизации пар
ионов (п) и заряд, собираемый электродами (Д<7 = /ге), не
зависят от первоначального числа пар ионов (п0). Другими
словами, амплитуда импульсов напряжения счетчика не за-
висит от того, создает ли ионизирующая частица всего одну
пару ионов в объеме счетчика (например, вторичный элек-
трон с малой энергией, возникший от гамма-кванта в стенке
счетчика и проникший в его рабочий объем) или очень
большое число пар ионов (например, 50 000 пар, созданных
альфа-частицей); амплитуды импульсов напряжения счет-
чика будут одинаковыми. Характеристики 1 и 2 на рис. 25
для этой области сливаются в одну кривую. Счетчики, ра-
ботающие в режиме самостоятельного газового разряда,
принято называть счетчиками Гейгера-Мюллера. Они ши-
роко используются для регистрации бета-частиц и гамма-
квантов и позволяют измерять малые активности и мощ-
ности доз гамма-излучения.
Если напряжение на счетчике превысит t/4, то гашение
55
разряда вследствие очень большого числа образующихся
при каждом импульсе ионов не обеспечивается и счетчик
з
Рис. 26. Образцы газовых счетчиков:
7 —СТС-5; 2 —АС-2; 3 — МС-4; 4 —
МСТ-17; 5—САТ-7
переходит в режим непрерывного газового разряда.
Конструктивные особенности газовых счетчиков в основ-
ном зависят от их назначения, т. е. от вида и энергии реги-
стрируемых частиц и чув-
ствительности счетчиков.
Счетчики для регистрации
альфа-частиц должны
иметь окно, затянутое тон-
кой (обычно слюдяной)
пленкой толщиной 1 —
2 микрона, сквозь которую
альфа-частицы могут про-
никать в рабочий объем.
Окно обычно размещено
в торце стеклянного ци-
линдра, поэтому счетчики
такой конструкции носят
название торцовых счетчи-
ков. К торцовым альфа-
счетчикам относятся счет-
чики САТ-6 и С АТ-7.
Внешний вид некото-
рых газовых счетчиков
приведен на рис. 26.
Торцовые счетчики применяются также для регистрации
бета-частиц с малой энергией (меньше 0,3 Мэв), однако
толщина слюдяной пленки у них обычно больше, чем у тор-
цовых счетчиков для регистрации альфа-частиц, и состав-
ляет 2—6 микрон. К такому виду счетчиков относится счет-
чик МСТ-17.
Для регистрации бета-частиц сравнительно большой
энергии (больше 0,3—0,5 Мэв) обычно применяются цилин-
дрические счетчики с тонким (10—30 микрон) алюминие-
вым (для спиртовых и метилалевых счетчиков) или сталь-
ным (для галогенных счетчиков) корпусом-катодом. К та-
ким счетчикам относятся счетчики АС-2 (алюминиевый
самогасящийся 2-й образец), СТС-5 и СТС-6 (стальной
самогасящийся).
Для регистрации гамма-излучения применяются счетчики
с толстыми стенками (с толстым катодом из меди или дру-
гих материалов).
Обычные цилиндрические бета-счетчики также широко
56
используются для регистрации гамма-излучений; при этом
они помещаются в достаточно толстый алюминиевый чехол,
поглощающий бета-излучения.
Одной из важнейших характеристик, определяющих
свойства счетчика как датчика дозиметрических приборов,
является его эффективность. Эффективностью называется
отношение числа радиоактивных частиц, вызвавших им-
пульс газового разряда, к общему числу частиц, попав-
ших в рабочий объем счетчика. Эффективность газовых
счетчиков к альфа- и бета-частицам близка к 100%.
Однако указанную эффективность к бета-частицам не
следует путать с эффективностью регистрации потока бета-
частиц, воздействующих на внешнюю поверхность счетчика;
последняя может иметь величину от близкой к 100% до
нуля в зависимости от энергии бета-частиц и толщины
стенок счетчика.
Эффективность счетчиков к гамма-квантам значительно
меньше и имеет величину от 0,2 до 1,6%. Гамма-кванты
регистрируются счетчиком главным образом за счет вторич-
ных электронов, выбиваемых гамма-квантами из материала
стенок счетчика. Поэтому эффективность зависит от энергии
квантов, материала стенок и до некоторой степени от их
толщины.
Так, у счетчиков, прикрытых достаточно толстым слоем
алюминия (порядка 5—8 мм), в диапазоне энергий гамма-
квантов от 0,2 до 2,5 Мэв эффективность изменяется в пре-
делах от 0,1 до 1,2%, возрастая примерно пропорционально
энергии. Благодаря этому скорость счета импульсов счет-
чика N, т. е. число импульсов в единицу времени, харак-
теризует мощность дозы гамма-излучения в указанном
диапазоне энергий квантов. Действительно,
= Д. е..,
где Д.,,— рабочая поверхность счетчика, на которую воз-
действует гамма-излучение;
е —эффективность счетчика;
/7 — плотность потока гамма-квантов, зависящая от
мощности дозы и энергии квантов:
Коэффициент поглощения ра гамма-излучения в воздухе
В диапазоне энергий квантов от 0,1 до 2 Мэв практически
57
является постоянной величиной р 3,5 • 10 5 — , по-
этому:
•$СЧ
N = р сч 1 ® р К
E-r PJa 1
1 воздух
КчЕ,
где д —-s------------практически постоянная величина, за-
Т^авоздух
висящая от величины рабочей поверх-
ности счетчика.
Таким образом, чувствительность счетчика при измере-
нии мощностей доз гамма-излучения зависит от величины
поверхности его рабочего объема. Чем больше поверхность,
тем большее число гамма-квантов будет воздействовать на
нее в единицу времени при данной мощности дозы, тем
чувствительнее счетчик. Однако с увеличением чувствитель-
ности уменьшается верхний измеряемый предел мощностей
доз, так как предельная скорость счета ограничивается
«мертвым временем» счетчика.
Так, например, предельная измеряемая мощность дозы
гамма-излучения для счетчика СТС-5 составляет около
0,5 р/час. Путем уменьшения габаритов и рабочего объема
созданы счетчики, обеспечивающие измерение мощностей
доз до 5 р/час, до 50 p/час и больше.
Счетчики такого типа получили название малочувстви-
тельных.
Оценка качества счетчика и определение его рабочего
напряжения обычно производятся по его счетной характери-
стике. Для снятия такой характеристики газоразрядный
счетчик подключается к пересчетной установке, т. е. такой
регистрирующей схеме, которая позволяет считать число
возникающих на нагрузке счетчика импульсов напряжения,
амплитуда которых превосходит некоторую пороговую вели-
чину'1. Счетной характеристикой называется зависимость
зарегистрированного числа импульсов в единицу времени от
напряжения питания счетчика при постоянной интенсив-
ности облучения.
Счетная характеристика имеет вид, представленный на
рис. 27. Как видно из рисунка, при напряжении на счет-
чике меньше 67н импульсы не регистрируются пере-
счетной установкой, так как они очень малы. Напряжение
1 Порог срабатывания пересчетной установки типа «Б» составляет
0,4 б.
58
Uw при котором появляется счет импульсов, называется
напряжением начала счета. При дальнейшем увеличении на-
пряжения скорость счета быстро увеличивается. В этой
области счетная установка регистрирует не все попадающие
в счетчик частицы, так как импульсы напряжения счетчика
имеют разную величину в зависимости от первичной иони-
зации и других причин. Начиная с точки Л и до точки Б,
скорость счета почти не изменяется с возрастанием напряже-
ния, т. е. на участке А — Б практически все частицы, произво-
дящие в счетчике начальную ионизацию, регистрируются.
Рис. 27. Счетная характеристика газо-
вого счетчика
Этот почти горизонтальный участок характеристики но-
сит название «плато». Некоторое наблюдаемое увеличение
скорости счета на участке «плато» объясняется появлением и
увеличением числа ложных импульсов вследствие того, что
гасящие примеси самогасящегося счетчика не обеспечи-
вают гашение всех без исключения ложных импульсов.
При напряжениях больше наблюдается резкий рост
ложных импульсов и переход к непрерывному разряду. Ра-
бочим участком счетной характеристики является «плато».
Чем больше протяженность и меньше наклон «плато», тем
лучше качество счетчика. Наклон «плато» принято оцени-
вать увеличением скорости счета импульсов при изменении
напряжения на 100 в, выраженным в процентах к средней
скорости счета на участке «плато»:
(NK — Уд) * 100
^%=HFb^a)100%-
У хороших счетчиков протяженность (ширина) «плато»
порядка 100—200 в и наклон не превышают нескольких
процентов. В самогасящихся счетчиках по мере распада
многоатомных молекул гасящей примеси счетная характери-
стика постепенно ухудшается — укорачивается протяжен-
ность «плато» и увеличивается его наклон. Последнее вы-
зывает необходимость проверки счетчиков в процессе ра-
боты с ними, так как могут появиться значительные ошибки
в измерениях. Галогенные счетчики обладают значительно
более устойчивой счетной характеристикой.
Рабочее напряжение счетчика выбирают в пределах
«плато», учитывая, что излишне большое напряжение увели-
чивает амплитуду импульсов и счетчик будет быстрее вы-
ходить из строя; слишком малое напряжение (около на-
чала «плато») вызывает опасность значительного уменьшения
скорости счета импульсов вследствие случайного уменьше-
ния напряжения питания.
В лабораторных приборах напряжение счетчика выби-
рается около середины счетной характеристики (50—80 в
от напряжения начала счета).
Одним из параметров счетчика является его фон. Фон
счетчика — это средняя скорость счета импульсов при ра-
бочем напряжении и в отсутствии радиоактивных источни-
ков. Он определяется всеми посторонними ионизирующими
излучениями: природным радиоактивным излучением земли
и всех окружающих предметов, космическими излучениями
и т. д.
Даже световое излучение (особенно прямые лучи
солнца) способно вызывать появление импульсов в газо-
разрядном счетчике, если его рабочий объем не защищен
светонепроницаемым слоем вещества.
Если счетчик помещен в свинцовое защитное устройство
(свинцовый домик) с толщиной стенок 50 мм, то фон
почти полностью обуславливается космическими лучами и
природными загрязнениями радиоактивными веществами
материалов, из которых сделаны счетчик и защитное устрой-
ство. Фон счетчика, замеренный в указанных условиях, на-
зывается темновым фоном и приводится в его паспортных
данных.
Основные технические данные по типовым газоразряд-
ным счетчикам приведены в приложении 4.
4. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Ламповые усилители постоянного тока в дозиметриче-
ских приборах используются с целью обеспечения возмож-
ности измерения весьма малых электрических токов и заря-
60
дов с помощью обычного электроизмерительного прибора
(микроамперметра). Поэтому такие усилители называются
электрометрическими усилителями или ламповыми электро-
метрами. Усилители постоянного тока с измерительным при-
бором позволяют также измерять постоянные напряжения
и могут использоваться как ламповые вольтметры.
Простая схема усилителя постоянного тока с трехэлек-
тродной лампой приведена на рис. 28.
Рис. 28. Простая схема усилителя постоянного тока (а) и гра-
фики, поясняющие принцип работы лампы (б)
К основным элементам усилителя постоянного тока от-
носятся: электронная лампа; нагрузка в ее анодной цепи
(сопротивление /?„ и микроамперметр); входное сопротив-
ление /?вх в сеточной цепи лампы; источники питания —
элемент накала Б.л, анодная батарея Бл и батарея сме-
щения Б,,л.
Принцип работы усилителя основан на использовании
зависимости анодного тока лампы от напряжения, прило-
женного к ее управляющей сетке. На управляющую сетку
лампы усилителя подается постоянное отрицательное на-
пряжение смещения (—Есм) от батареи 2>см. Величина Есм
подбирается такой, чтобы исходная рабочая точка нахо-
дилась в начале прямолинейного участка характеристики
лампы, как это показано на рис. 28, б. В исходном режиме
работы в анодной цепи лампы течет начальный анодный
ток /а . Стрелка микроамперметра, включенного в анодную
цепь, будет иметь отклонение, соответствующее этому току.
При подключении к входным зажимам усилителя источ-
ника входного тока /вх на входном сопротивлении /?вх по-
явится падение напряжения t/BX = /вх/?вх. Благодаря
этому отрицательное напряжение на сетке лампы умень-
шится на величину ДЕС = 6ГВХ, а анодный ток возрастет
на Д/а.
61
Отношение -^- = 3^, показывающее, на сколько ми-
кроампер изменяется анодный ток при изменении напряже-
ния на сетке лампы на 1 в, характеризует чувствительность
усилителя. В одноламповом усилителе постоянного тока
чувствительность Sa равна динамической крутизне лампы,
величина которой зависит от свойства лампы и величины
сопротивления нагрузки в анодной цепи /?н:
у — 15
° <7 о >
1 +
К
где 3’—крутизна лампы;
/?(—внутреннее сопротивление лампы;
/?н — сопротивление нагрузки, включая сопротивление
микроамперметра.
При увеличении сопротивления нагрузки в анодной цепи
чувствительность усилителя падает.
Величина, показывающая, во сколько раз изменение
анодного тока Д/а больше входного тока усилителя /вх
называется коэффициентом усиления тока Кс
TZ _ &1В _________ <>Двх Д*х _ о
Л ) 7 °Й<<ВХ-
‘ вх 1вх 'вх
Коэффициент усиления тока зависит от динамиче-
ской крутизны лампы (чувствительности усилителя) и ве-
личины входного сопротивления.
Выбирая достаточно большую величину /?вх, можно по-
лучить весьма большой коэффициент усиления тока.
Существенным недостатком рассмотренной схемы уси-
лителя является наличие начального отклонения стрелки
микроамперметра, вызванное начальным анодным током
лампы /а(). Для устранения этого недостатка используется
дополнительная цепь компенсации, состоящая из источника
постоянного тока (батареи компенсационной цепи Бк) и
переменного сопротивления (рис. 29).
Как показано на схеме, ток компенсации /к проходит
через микроамперметр навстречу анодному току.
Подбирая величину /к с помощью переменного сопро-
тивления, можно добиться равенства IK = /0 .
При этом суммарный ток, проходящий через микроам-
перметр, будет равен нулю и стрелка прибора установится
на нулевое деление шкалы. После установки нуля показа-
62
нпя микроамперметра в первом приближении соответствуют
д4=Л1РибИ определяются выражением /Приб = AjA*х-
Для дозиметрических приборов (рентгенометров) необ-
ходимо иметь ламповые электрометры, позволяющие изме-
рять токи ионизационной камеры, имеющие величину по-
рядка 10~13 — 10-8 а.
Рис. 29. Усилитель постоянного тока с цепью
компенсации
Обычные радиотехнические лампы не могут быть ис-
пользованы для этих целей по следующим причинам.
1. Сопротивление изоляции между сеткой и катодом в
обычных лампах имеет величину порядка 108 — 109 ом, что
ограничивает возможность увеличения коэффициента уси-
ления тока за счет увеличения RBX.
2. При отрицательном напряжении на сетке в обычных
лампах имеет место ионный сеточный ток порядка Ю *5 а;
поэтому измерение более слабых токов практически невоз-
можно.
Появление ионного сеточного тока в обычных лампах,
работающих с напряжением на аноде порядка 50—200 в,
объясняется ионизацией атомов, оставшихся в баллоне
после выкачки газов, быстролетящими к аноду электронами
и частично излучением положительных ионов раскаленным
катодом.
1 Коэффициент усиления тока К-, в этом случае несколько умень-
шается, так как часть Д/а ответвляется и проходит через цепь ком-
£
пенсации; поэтому К, = RBX--------н------ц- • При > /?н умень-
1 I и I
Ri R*
шение X, незначительно.
63
Положительные ионы притягиваются к отрицательно за-
ряженной сетке и создают в ее цепи сеточный ток. Для
устранения этого явления необходимо подавать на анод
лампы низкое напряжение (порядка 5—9 в), при котором
скорости движения электронов недостаточны для иониза-
ции атомов газа. Однако при низком анодном напряжении
величина анодного тока в лам-
пе будет ничтожно мала и не-
достаточна для работы усили-
теля. В ламповых электроме-
трах дозиметрических прибо-
ров используются специальные
лампы, способные работать
при низком анодном напряже-
нии.
Наиболее распространенной
является четырехэлектрод-
Диод (а)
Управляющая
сетка (с)
Катодная
сетка (нс]
Н Н
Нить накала
(катод]
Рис. 30. Схема электрометри-
ческой лампы 1Э1П
пая электрометрическая лампа
1Э1П, схема которой приве-
дена на рис. 30. Лампа 1Э1П,
кроме управляющей сетки, имеет катодную (сетку простран-
ственного заряда), расположенную между катодом и управ-
ляющей сеткой.
На эту сетку электрометрической лампы подается поло-
жительное относительно катода напряжение порядка 4—5 в.
Благодаря этому электроны, излучаемые катодом, двигаясь
к сетке, получают дополнительное ускорение и в большом
количестве могут достигать анода. Таким образом обеспе-
чивается увеличение анодного тока и крутизны характери-
стики лампы при низком анодном напряжении.
Часть электронов, излучаемых катодом, попадает на
витки катодной сетки, создавая ток в ее цепи.
Положительное напряжение на катодной сетке одновре-
менно препятствует движению положительных ионов, излу-
чаемых катодом, по направлению к отрицательно заряжен-
ной управляющей сетке.
Ионный ток управляющей сетки электрометрической
лампы 1Э1П имеет величину не более 10~13а. Кроме элек-
трометрического тетрода, нашей промышленностью скон-
струирована и выпускается электрометрическая трехэлек-
тродная лампа ЭМ-4, весьма удобная для переносных дози-
метрических приборов.
Электрометрические лампы не имеют пластмассового цо-
коля, а их баллон изготовляется из стекла с хорошими изо-
64
лирующими свойствами. Вывод от управляющей сетки
лампы делается на верх баллона отдельно от выводов дру-
гих электродов.
Этим достигается увеличение сопротивления изоляции
между управляющей сеткой и катодом лампы до величины
порядка 1012—1015 ом, что позволяет использовать боль-
шое по величине входное сопротивление в усилителе и полу-
чить большой коэффициент усиления тока.
Рис. 31. Принципиальная схема электро-
метрического усилителя постоянного тока
на лампе 1Э1Г1 с ионизационной камерой
на входе
Принципиальная схема электрометрического усилителя
постоянного тока на лампе 1Э1П приведена на рис. 31.
Эта схема отличается от ранее рассмотренной схемы на
триоде только цепью питания катодной сетки: в качестве
источника питания используется часть анодной батареи.
Лампа 1ЭШ имеет крутизну порядка 50 мка/в
(50-10 6 aje). Поэтому при входном сопротивлении
/?„=47-109 ом она обеспечивает усиление тока в
/<j = SRBX = 50-10~6-47 • 109 =« 2,4 • 106 раз. Если исполь-
зовать в схеме усилителя микроамперметр со шкалой на
50 мка, то, очевидно, с его помощью можно измерять иони-
зационные токи камеры в пределах
" (0,4^-21)-10-^.
При уменьшении входного сопротивления в 10 раз
(RBX = 4,7-10d ом) коэффициент усиления также умень-
шится в 10 раз.
Д' = s#BX = 50 • 10-6 • 4,7 • 109~ 2,4• 105,
5—1421
65
Пределы измеряемого тока с использованием того же уси-
лителя увеличатся в 10 раз:
= я (0,4^21) 10-и«.
Таким образом, изменяя коэффициент усиления тока уси-
лителя путем замены входных сопротивлений, можно обес-
печить измерение ионизационного тока камеры в очень ши-
роком диапазоне.
Одним из недостатков рассмотренной схемы усилителя
является сравнительно небольшая устойчивость стрелки на
нулевом делении шкалы в отсутствии входного тока. Так,
например, если вследствие разряда элемента накала лампы
Б„ уменьшится напряжение накала и соответственно тем-
пература нити катода, то это приведет к уменьшению тока
эмиссии катода и уменьшению анодного тока лампы /а ;
поэтому стрелка микроамперметра под воздействием боль-
шего по величине и обратного по направлению тока цепи
компенсации отклонится влево от нулевого положения. Для
того чтобы восстановить нормальную работу усилителя, не-
обходимо отрегулировать установку стрелки прибора на ну-
левое деление шкалы. Аналогичным образом действует
уменьшение напряжения на катодной сетке, а также на-
пряжение на аноде лампы. Уменьшение напряжения бата-
реи смещения (Д.) и батареи компенсационной цепи вы-
зывает, наоборот, отклонение стрелки микроамперметра
вправо от нулевого деления шкалы (в первом случае вслед-
ствие возрастания анодного тока, во втором случае из-за
уменьшения тока компенсации).
Этим недостатком в меньшей мере обладает схема уси-
лителя постоянного тока на электрометрической трехэлек-
тродной лампе с нагрузкой в цепи катода, приведенная на
рис. 32. Элемент накала (2>н) в этой схеме используется
одновременно как батарея компенсационной цепи. Необхо-
димое напряжение смещения создается на сопротивлении
катодной нагрузки (Д. = 1а /?кн) и подводится к сетке
через входное сопротивление усилителя /?м. Когда входной
ток усилителя (ток ионизационной камеры) отсутствует
(/ик = 0), через лампу, микроамперметр и сопротивление
проходит начальный анодный ток / . Для того чтобы
стрелка микроамперметра не давала начальных показаний,
действие начального тока устраняется током компенсацион-
66
ной цепи 7К; когда /, =4, стрелка микроамперметра
устанавливается на нулевое деление шкалы.
Большая устойчивость работы этой схемы по сравнению
с ранее рассмотренной объясняется наличием отрицатель-
ной обратной связи между цепью анодного тока лампы и
цепью управляющей сетки. Действительно, если, например,
уменьшится анодный ток /а , то это вызовет уменьшение
Напряжения смещения на управляющей сетке (Д=/ао/?кн)1
но уменьшение напряжения на сетке в свою очередь вызо-
Рис. 32. Схема электрометрического усиди-
теля постоянного тока на лампе 1Э1П с ка-
тодной нагрузкой
вет приращение анодного тока (т. е. его увеличение), ча-
стично скомпенсировав первоначальную величину изменения
анодного тока.
Коэффициент усиления тока для такой схемы усили-
теля * 1 в равных условиях (одинаковые /?вх, 5Л, „ 1ы, /?н = /?ки)
меньше, чем в схеме с анодной нагрузкой (без обратной
связи) примерно в 3—5 раз. Однако путем подбора опти-
мальных условий и выбора лампы с большой крутизной это
уменьшение можно скомпенсировать, одновременно получив
усилитель, работающий более устойчиво.
1 Коэффициент усиления можно определить по формуле;
д- _ RbxS
1 ~ 1 + •
5*
67
Величина анодного тока лампы в рассмотренных схемах
усилителей зависит от величины напряжения на сетке. По-
этому такие схемы могут использоваться для измерения
небольших напряжений, например, для измерения остаточ-
ного напряжения после облучения на конденсаторных иони-
зационных камерах с целью регистрации дозы облучения.
В этом случае входное сопротивление обычно отключается,
чтобы уменьшить разряд камеры за время проведения из-
мерений, на вход лампы подключаются конденсатор и
гнездо для подключения камер. Особенности схемы подоб-
ных измерительных устройств будут рассмотрены в третьей
главе Пособия.
5. СХЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ ИМПУЛЬСОВ
ГАЗОРАЗРЯДНОГО СЧЕТЧИКА
Регистрирующие устройства в приборах с газовыми счет-
чиками весьма разнообразны по способу регистрации и сте-
пени сложности. В каче-
Рис. 33. Принципиальная схема ин-
дикатора радиоактивности с реги-
страцией импульсов счетчика ио
вспышкам неоновой лампочки:
ГС — газовый счетчик; /?н — сопро-
тивление нагрузки; С—накопитель-
ный конденсатор; .//„— лампочка
неоновая; R—сопротивление для
подбора порога индикации
Механизм работы этой схер
импульс тока, проходящий чере
стве регистрирующих при-
боров в практике исполь-
зуются неоновые лампоч-
ки, телефоны, стрелочные
электроизмерительные при-
боры (микроамперметры)
и электромеханические
счетчики импульсов.
Регистрация импульсов
счетчика с помощью не-
оновой лампочки приме-
няется в простейших при-
борах — индикаторах ра-
диоактивности. Принци-
пиальная схема такого ин-
дикатора приведена на
рис. 33.
[ весьма прост. Каждый
газовый счетчик, увеличи-
вает заряд на накопительном конденсаторе С, и благодаря
этому с ростом числа импульсов Z постепенно небольшими
скачками увеличивается напряжение на конденсаторе и на
неоновой лампочке:
/7С =
Q _Zbq
С ~ С '
68
где Д<? — электрический заряд, приходящийся в среднем
на 1 импульс газового счетчика.
Когда напряжение на конденсаторе достигает потен-
циала зажигания неоновой лампочки (^Л»ж), в ней возни-
кает тлеющий газовый разряд и накопительный конденса-
тор быстро разряжается до напряжения погасания (С/Пог).
Последующие импульсы тока газового счетчика будут вновь
подзаряжать конденсатор и вспышки неоновой лампочки
будут повторяться. Частота вспышек лампочки (Л,,.,,) про-
порциональна числу импульсов газового счетчика в единицу
времени и зависит также от величины заряда на импульс
в счетчике (Дд), емкости накопительного конденсатора С
и величины перепада напряжения между зажиганием и по-
гасанием неоновой лампочки:
р =_____— — N______________
всп Лсп ((Лаж- не-
рассмотренная схема с накопительным конденсатором
обладает сравнительно высокой чувствительностью и не-
устойчивым порогом индикации. Если параллельно с нако-
пительным конденсатором включить большое сопротивление
(на схеме показано пунктиром), то чувствительность схемы
уменьшится, так как в интервале времени между импуль-
сами газового счетчика конденсатор будет частично или
полностью разряжаться и порог индикации будет зависеть
от величины этого сопротивления.
Недостатком рассмотренного простого способа регистра-
ции импульсов счетчика следует считать непостоянство чув-
ствительности (порога инди-
кации) благодаря непостоян-
ству потенциалов зажигания
и погасания неоновых лам-
почек, а также вследствие из-
менения величины заряда на
импульс счетчика при изме-
нении напряжения питания.
Кроме того, такая схема
является чисто индикатор-
ной, так как при определе-
нии числа вспышек лампоч-
ки в единицу времени мо-
жно допустить значительную
ошибку.
Рис. 34. Схема регистрации им-
пульсов счетчика микроампермет-
ром постоянного тока (токовый
режим)
69
Простая схема регистрации импульсов счетчика с по-
мощью микроамперметра приведена на рис. 34.
Отклонение стрелки микроамперметра в этой схеме про-
исходит под воздействием постоянной составляющей
(среднего значения) импульсного тока газоразрядного счет-
чика (/ср) и, следовательно, пропорционально среднему
числу импульсов в единицу времени — скорости счета
импульсов N [имп/сек]
/ср = Д<7М
где Д<? — заряд на 1 импульс счетчика.
Поскольку число импульсов газового счетчика в единицу
времени (например, секунду) непрерывно хаотически изме-
няется, стрелка микроамперметра будет совершать значи-
тельные колебания. С целью уменьшения колебаний стрелки
микроамперметра параллельно к нему подключается кон-
денсатор большой емкости (электролитический), который,
накапливая на своих обкладках электрический заряд им-
пульсов, способствует поддержанию постоянства тока че-
рез микроамперметр. Сопротивление, включенное последо-
вательно с микроамперметром, препятствует быстрому раз-
ряду конденсатора и благодаря этому также способствует
устранению пульсаций тока, проходящего через микроам-
перметр. Конденсатор С и сопротивление R с микроампер-
метром образуют замкнутый контур, который обычно на-
зывается интегрирующим контуром. Интегрирующий контур
обеспечивает преобразование последовательности импуль-
сов тока в практически постоянный ток, т. е. он обладает
сглаживающими (фильтрующими) свойствами.
Сглаживающие свойства такого контура зависят от ско-
рости разряда конденсатора С через сопротивление R, что
определяется постоянной времени т = RC. Постоянная вре-
мени контура (цепи) измеряется в секундах 1 и показывает
в случае разряда конденсатора промежуток времени, в те-
чение которого напряжение на конденсаторе уменьшится
примерно в 3 раза (точнее, в е = 2,73 раза). При заряде
конденсатора через сопротивление /?3 постоянная времени
тз =R3 С соответствует промежутку времени, в течение ко-
торого напряжение на конденсаторе увеличится до значения,
U Г в “1 „ ОГ, кулон а-сек'
Действительно, R = T|_-J ; С = ^фарады =-^-г = ---
тогда т = RC • а С^К- — сек^ •
70
равного 0,637 от напряжения источника, к которому под-
ключена цепь.
Величина постоянной времени интегрирующего контура
(т = ДС) выбирается достаточно большой. Так, напри-
мер, при С = 20 мкф = 20 • 10“6 ф и R — 105 ом -с —
= 20- 10~6-105 = 2 сек.
В схеме индикатора (рис. 34) постоянная времени за-
ряда конденсатора через газовый счетчик значительно
меньше постоянной времени разряда, поэтому вначале бу-
дет иметь место накопление электрического заряда на кон-
денсаторе интегрирующего контура; при этом на конденса-
торе появляется и постепенно увеличивается постоянное на-
пряжение £7С Последнее вызывает появление постоянного
тока через сопротивление R. Рост напряжения на конден-
саторе и тока через сопротивление, очевидно, будет продол-
жаться до тех пор, пока ток заряда конденсатора (т. е.
ток счетчика) не будет равен току разряда конденсатора.
В этом случае постоянный ток, проходящий через сопротив-
ление R и микроамперметр, будет равен среднему значению
(или постоянной составляющей) импульсного тока газового
счетчика. Как следует из принципа работы интегрирующего
контура, время установления показаний микроамперметра
зависит от постоянных времени заряда и разряда его кон-
денсатора.
Существенной положительной стороной рассмотренной
схемы, которая часто называется схемой токовой регистра-
ции импульсов или токовым режимом работы счетчика, яв-
ляется ее простота и возможность компактного оформления
прибора, поэтому такая схема является перспективной для
простых переносных дозиметрических приборов.
К основным недостаткам рассмотренной схемы относятся:
1) сравнительно низкая чувствительность регистрации
импульсов счетчика и необходимость использования весьма
чувствительного микроамперметра;
2) зависимость показаний прибора от величины напря-
жения источника питания.
Последний недостаток может быть ослаблен путем ста-
билизации напряжения источника питания специальными
газоразрядными стабилизаторами напряжения. Для гало-
генных газовых счетчиков можно использовать стабилиза-
тор СГ-7С с напряжением стабилизации 390 в.
Для устранения недостатков простой схемы измерения
скорости счета импульсов с помощью микроамперметра и
71
интегрирующего контура (а именно, зависимость показа-
ний от величины заряда на импульс, которая может при-
вести к ошибкам измерения, и малая чувствительность) не-
обходимо между газовЫхМ счетчиком и интегрирующим кон-
туром поставить блок формирования, обеспечивающий уси-
ление и калибрование импульсов по длительности и ампли-
туде. В этом случае изменение амплитуды и длительности
импульсов газового счетчика вследствие каких-либо причин
(например, из-за случайного изменения напряжения источ-
ника питания счетчика) не будет вызывать изменения па-
Рис. 35. Блок-схема радиометра с газовым счетчиком
раметров выходного импульса. Поэтому величины постоян-
ных токов и напряжений на интегрирующем контуре, вклю-
ченном на выход калибратора, будут зависеть только от
скорости счета импульсов.
Схемы измерения скорости счета импульсов с каскадами
формирования (калибрования) применяются в чувствитель-
ных приборах с газовыми счетчиками — радиометрах.
Типовая блок-схема радиометра приведена на рис. 35.
Схемы калибраторов импульсов весьма разнообразны;
наиболее распространенными из них являются усилитель-
ограничитель с дифференцирующей цепью на входе и спу-
сковые схемы с одним устойчивым состоянием (запертые
мультивибраторы).
Познакомимся с принципом действия этих схем.
Дифференцирующая цепь. Дифференцирующей цепью
принято называть цепь, состоящую из конденсатора С и
сопротивления R (рис. 36), если ее постоянная времени
т = RC много меньше длительности воздействующих им-
пульсов. Постоянная времени характеризует время заряда
и разряда конденсатора. При появлении переднего фронта
прямоугольного импульса конденсатор быстро заряжается
и в цепи проходит импульс зарядного тока; после заряда
72
Генератор
прямоу-
гольных
импуль-
сов
-0-
-0-
Увых
Рис. 36. Дифференцирующая цепь С—R и графики входного
и выходного сигналов
конденсатора ток в цепи прекращается. При появлении зад-
него фронта импульса (спада напряжения) конденсатор
дифференцирующей цепи быстро разряжается через вну-
треннее сопротивление источника, поэтому в дифференци-
рующей цепи вновь проходит импульс тока, но обратного
направления (разрядный ток).
Выходное напряжение дифференцирующей цепи совпа-
дает по форме с импульсами тока, так как напряжение на
сопротивлении равно произведению тока на величину со-
противления
Увых = iR-
Характерным свойством дифференцирующей цепи яв-
ляется ее способность уменьшать длительность поступаю-
щих на ее вход импульсов.
Рис. 37. Схема калибратора импульсов счетчика с дифферен-
цирующей цепью и усилителем-ограничителем:
[Л] — график импульса напряжения газового счетчика; [Б] —
импульс напряжения на выходе дифференцирующей цени;
[В] — график откалиброванного импульса па выходе усилителя-
ограничителя
73
Схема калибратора импульсов с дифференцирующей
цепью и усилителем-ограничителем приведена на рис. 37;
на этом же рисунке показаны диаграммы формы импуль-
сов в различных точках схемы. Конденсатор дифференци-
рующей цепи в этой схеме подключен к аноду счетчика и
поэтому до появления импульса он заряжен до анодного
напряжения. При появлении импульса газового разряда кон-
денсатор быстро разряжается через газовый счетчик (за
счет движения ионов и электронов) и сопротивление /?.
Рис. 38. Графики показывающие принцип работы
лампы усилителя-ограничителя:
1 — характеристики анодного 1.л и сеточного /с то-
ков; II—импульсы напряжения на сетке лампы;
III—график изменения анодного тока; IV — форма
выходного сигнала усилителя-ограничителя после
конденсатора
В цепи проходит импульс разрядного тока, создающий
на сопротивлении R кратковременный, но с достаточно
большой амплитудой отрицательный импульс напряжения.
В период заднего фронта импульса счетчика напряжение
на счетчике и конденсаторе восстанавливается, при этом
ток заряда конденсатора С дифференцирующей цепи про-
ходит от источника питания + 7>гс через сопротивления на-
грузки /?н и дифференцирующей цепи R. Импульс заряд-
ного тока гзар создает на выходе дифференцирующей цепи
импульс напряжения положительной полярности с большой
длительностью, ио малой амплитудой.
74
Таким образом, дифференцирующая цепь уменьшает
длительность импульсов счетчика (импульсов отрицатель-
ной полярности) и до некоторой степени делает их одинако-
выми по длительности, так как время развития импульсов
в счетчике практически постоянное.
Принцип работы усилителя-ограничителя иллюстри-
руется рис. 38, где показаны: характеристики анодного i„
и сеточного zc токов, форма импульсов напряжения на
сетке 1/Б, график анодного тока za и график выходного
напряжения усилителя.
Ограничение (как бы срезание) положительных импуль-
сов напряжения осуществляется за счет сеточного тока. При
появлении сеточного тока уменьшается сопротивление
участка сетка — катод лампы (/?ск), которое шунтирует
сопротивление /?; в результате величина положительного
напряжения на сетке уменьшается
Г Г R Кек
I / — 7 ----——
Б ^ар R + Rck
Импульсы отрицательной полярности на сетке лампы
вызывают уменьшение анодного тока и соответственно уве-
личение напряжения на аноде. Калибрование амплитуды
импульсов осуществляется за счет отсечки анодного тока,
т. е. за счет запирания лампы большим отрицательным на-
пряжением импульсов. Очевидно, что для обеспечения ка-
либрования амплитуды импульсов необходимо, чтобы отри-
цательные импульсы на входе имели амплитуду больше
напряжения запирания лампы.
Усиленные и откалиброванные импульсы с анодной на-
грузки могут передаваться в другие части схемы радио-
метра (рис. 35) через конденсатор или с помощью транс-
форматора.
Схема калибратора импульсов счетчика с использова-
нием спусковой схемы с одним устойчивым состоянием при-
ведена на рис. 30. Эта схема содержит две лампы, одна из
которых заперта большим отрицательным напряжением ба-
тареи смещения Б. и тока не проводит, а другая — от-
крыта, т. е. проводит ток. К сетке открытой лампы Л\ че-
рез дифференцирующую цепь /?,С подводится отрицатель-
ный импульс напряжения газового счетчика. При этом
лампа Л| запирается, а напряжение на ее аноде повы-
шается. Увеличение напряжения на аноде Л{ передается
через конденсатор на сетку лампы и уменьшает от-
рицательное напряжение, подведенное к ней от батареи
75
Рис. 39. Схема калибратора импульсов газового счетчика
с использованием спусковой схемы
смещения Бс; в результате лампа Л2 начинает проводить
ток, а напряжение на ее аноде уменьшается вследствие
падения напряжения на сопротивлении анодной на-
грузки (Д£7 = /а2/?а2). Уменьшение напряжения на аноде
лампы Л2 передается через конденсатор С2 на сетку
лампы Л,, удерживая ее в запертом состоянии до тех пор,
пока отрицательное напряжение на сетке этой лампы не
уменьшится (вследствие разряда емкости С2 через сопро-
тивление Ri и лампу Л2) до напряжения отпирания лампы.
Появление тока в лампе Л, вызовет обратный процесс опро-
кидывания из неустойчивого в устойчивое состояние. Дей-
ствительно, появление тока в лампе Л\ приводит к умень-
шению напряжения на ее аноде и, воздействуя на сетку
лампы через конденсатор вызывает уменьшение анод-
ного тока лампы Л2 и увеличение напряжения на ее аноде.
Наличие цепи обратной связи С2—R\ приводит к пере-
даче увеличения напряжения на сетку лампы Лх и способ-
ствует быстрому увеличению анодного тока лампы Л,.
Весь этот процесс опрокидывания из одного состояния
схемы в другое происходит практически мгновенно. В ко-
нечном итоге лампа Л, отпирается, а лампа Л2 запирается.
В таком состоянии схема будет находиться до появления
нового импульса счетчика.
Как было отмечено, длительность импульса анодного
тока лампы Л2 определяется временем разряда конденса-
тора С2 (т. е. постоянной времени т = С2/?|). Формы им-
76
пульсов напряжения на анодах ламп приведены на рис. 39.
Спусковая схема с одним устойчивым состоянием обеспечи-
вает более полное выравнивание длительности импульсов
счетчиков и их амплитуд (т. е. калибрование) по сравнению
с результатами калибрования усилителем-ограничителем; по
потреблению электроэнергии (тока) обе схемы практически
эквивалентны.
Если в рассмотренной схеме конденсаторы С| и С2 за-
менить сопротивлениями определенной величины, то полу-
чится схема с двумя устойчивыми состояниями:
— первое состояние — лампа Лх открыта, лампа Л2 за-
крыта;
— второе состояние — лампа Л} закрыта, лампа Л2 от-
крыта.
Схемы с двумя устойчивыми состояниями, или триггеры,
широко используются в качестве пересчетных каскадов. Та-
кой каскад позволяет получать один импульс на выходе
после двух импульсов, воздействующих на вход, и поэтому
называется бинарным пересчетным каскадом, т. е. каска-
дом, уменьшающим число импульсов в два раза.
Бинарные пересчетные каскады используются в пере-
счетных установках для проведения счета числа импульсов
за произвольный промежуток времени (например, в течение
1 минуты) с помощью электромеханического счетчика элек-
трических импульсов.
газовым
счетчиком
Рис. 40. Блок-схема пересчетной установки типа „Б“
77
Электромеханический счетчик по своему устройству
представляет собой электромагнитное реле, якорь которого
с помощью рычагов при каждом импульсе поворачивает
храповое колесико на один зубец, перемещая тем самым и
стрелку — указатель числа импульсов. Такие счетчики мо-
гут практически считать импульсы со скоростью не более
2000—3000 импульсов в минуту. Пересчетное устройство
обеспечивает уменьшение числа импульсов на выходе в
определенное число раз (например, в 4, 16 или 64 раза для
установки «Б») и тем самым расширяет возможность реги-
страции импульсов со значительно большими скоростями
счета.
Блок-схема пересчетной установки с названиями ее ка-
скадов и узлов приведена на рис. 40.
6. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ
ПРИБОРОВ
В переносных дозиметрических приборах, как правило,
в качестве первичных источников электропитания исполь-
зуются сухие элементы и галетные батареи.
Сухие элементы с относительно большой ем-
костью (порядка нескольких единиц до нескольких десят-
ков ампер-часов) применяются в полевых дозиметрических
приборах для питания цепей накала электронных ламп.
В настоящее время наиболее распространенными являются
сухие элементы марганцовоцинковой системы. В таких эле-
ментах отрицательным электродом является цинк.
Положительный электрод (агломерат) выполняется в
виде угольного стержня или пластины. Деполяризатором
является двуокись марганца с добавлением к ней графито-
вого порошка для токопроводимости. Электролитом слу-
жит сгущенная паста, содержащая раствор хлористых солей
аммония, цинка и кальция. Наиболее распространенной
конструкцией сухих элементов является так называемая
стаканчиковая конструкция. Разрез элемента такой кон-
струкции с необходимыми пояснениями представлен на
рис. 41.
Система последовательно соединенных элементов назы-
вается батареей. Величина электродвижущей силы ба-
тареи равна сумме электродвижущих сил ее элементов.
Емкость батареи равна емкости одного элемента. В зави-
симости от назначения батареи разделяются на анодные и
приборные. Анодные батареи предназначены для питания
78
анодных и сеточных цепей электронных ламп. Приборные
батареи, как правило, являются малогабаритными, обла-
дают малой емкостью (менее 0,5 ампер-часа) и исполь-
Рис. 41. Разрез сухого элемента стаканчиковой конструкции
зуются в дозиметрических приборах для питания иониза-
ционных камер, газовых счетчиков и сеточных цепей элек-
тронных ламп с малым током.
В анодных и приборных батареях чаще всего применя-
ются малогабаритные элементы.
(брикет из агломератной массы)
Рис. 42. Конструкция галетного элемента
В настоящее время широкое распространение получили
галетные сухие элементы плоской конструкции,
в которых обеспечивается рациональное использование
объема и активных веществ. Конструкция галетного эле-
мента показана на рис. 42.
Основными параметрами элементов и батарей являются:
электродвижущая сила, емкость батареи, срок хранения,
79
температурный интервал работы и нормальная величина
сопротивления нагрузки.
Электродвижущая сила (ЭДС) сухих элемен-
тов (батарей) определяется токообразующей реакцией и
составляет для элементов Марганцовоцинковой системы ве-
личину 1,5—1,6 в на элемент.
После длительного хранения или эксплуатации ЭДС
элементов (батарей) уменьшается. Начальная ЭДС или
начальное напряжение указывается на этикетке элемента
(батареи).
Емкостью батареи называется произведение раз-
рядного тока на время, в течение которого напряжение ба-
тареи падает до определенной минимально допустимой ве-
личины. Емкость батареи измеряется в ампер-часах и зави-
сит от размеров электродов ее элементов, химического
состава электродов и электролита, величины разрядного
тока и окружающей температуры.
Величина начальной емкости указывается на этикетке
элемента (батареи). Величина разрядного тока, при кото-
рой обеспечивается паспортная емкость элемента (батареи),
называется нормальным разрядным током, а величина со-
противления нагрузки — нормальным сопротивлением внеш-
ней цепи. Нагрузка батареи (элемента) на сопротивление
меньше нормального приводит к значительному сокраще-
нию емкости батареи (элемента) и срока ее службы.
Нормальной рабочей температурой элементов принято
считать 4-20° С. Повышение рабочей температуры приво-
дит к уменьшению емкости элементов вследствие явления
саморазряда; понижение температуры также приводит
к уменьшению емкости элементов батареи, что объясняется
замедлением реакций и загустеванием электролита. Однако
потеря емкости при понижении температуры не является
безвозвратной и восстанавливается при повышении темпе-
ратуры до нормальной. Для работы в различных климати-
ческих условиях элементы и батареи выпускаются трех ти-
пов (табл. 1).
Табл и ц а I
Типы и характеристика батарей
Тип батареи Буквенное обозначение Температурный интервал работы
Летние л От —20° до +6О°С
Хладостойкие X „ —40° „ +40°С
Универсальные .... У „ —50° „ +50°С
80
Длительность хранения сухих элементов без эксплуата-
ции ограничивается явлением саморазряда. Саморазряд
резко снижается при пониженных температурах вследствие
замедления химических реакций, поэтому батареи и эле-
менты рекомендуется хранить при температуре, близкой
к 0° С. Нормальный срок хранения указывается на эти-
кетке.
Напряжение батареи (элемента) меньше ее
ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем со-
противлении батареи (элемента). Величина напряжения
зависит от величины тока нагрузки (разрядного тока) и
внутреннего сопротивления элемента (батареи):
Ц> = £6—7нгб)
где Е6—ЭДС батареи (элемента);
U6— напряжение батареи (элемента);
/„—ток нагрузки;
гб — внутреннее сопротивление батареи.
Величина внутреннего сопротивления батареи в основ-
ном зависит от размеров поверхностей электродов ее эле-
ментов. Чем больше рабочие поверхности электродов эле-
мента, тем меньше его внутреннее сопротивление.
Если батарея работает длительное время, то вследствие
непрерывной химической реакции в ее элементах расхо-
дуются материалы электродов и уменьшается их рабочая
поверхность. При этом возрастает внутреннее сопротивле-
ние батареи и падает напряжение на ее зажимах. Чем
больше ток нагрузки, тем быстрее растет внутреннее со-
противление батареи и быстрее уменьшается ее напряжение.
Полное представление о состоянии и качестве элементов
(батарей) может дать только всестороннее испытание об-
разцов данной партии.
Для приближенной оценки состояния батареи можно
ограничиться измерением напряжения на ее зажимах при
отсутствии нагрузки и при нагрузке на нормальное нагру-
зочное сопротивление. Снижение напряжения батареи под
нагрузкой указывает на разряженность батареи.
Проверку напряжения элементов и анодных батарей
практически можно производить при помощи любых вольт-
метров с соответствующими пределами измерения. Удоб-
ными для этих целей являются универсальные переносные
приборы типа ТТ-1 и АВО-5 с входным сопротивлением
5000 ом и 20 000 ом на 1 в шкалы соответственно.
6—1421
81
Напряжение приборных батарей (например, 105-ПМЦГ-
0,05) можно проверять только вольтметрами с олень боль-
шим входным сопротивлением. Прибор ТТ-1 может быть
использован в этом случае на поддиапазоне измерений на-
пряжений до 1000 в, где он обладает входным сопротивле-
нием 5 Мом.
Основные данные элементов и батарей, используемых
в дозиметрических приборах, приведены в приложении 5.
Рис. 43. Импульсный преобразователь напряженья
Для питания галогенных газовых счетчиков, применяе-
мых в дозиметрических приборах, требуется маломощный
источник постоянного напряжения 380—400 в. Применение
для этого сухих приборных батарей приводит к увеличению
габаритов приборов и к тому же экономически нецелесо-
образно ввиду сложности производства высоковольтных
батарей и малого срока их сохранности. Поэтому в дози-
метрических приборах используются преобразователи низ-
кого постоянного напряжения в необходимое высокое.
Наиболее распространенными являются импульсные пре-
образователи напряжения, состоящие из импульсного гене-
ратора и выпрямителя с фильтром.
Типовая схема такого преобразователя напряжения при-
ведена на рис. 43. В этой схеме используется импульсный
ламповый генератор с сильной трансформаторной связью
между цепями анода и сетки Генератор обеспечивает по-
лучение на аноде его лампы высоковольтных импульсов
напряжения, которые вызывают появление импульсов тока,
1 Такой генератор является одним из видов блокинг-генератора,
носящего название генератора пилообразного тока.
82
Проходящих через селеновый выпрямитель и заряжающих
конденсаторы Ci и Сф фильтра выпрямителя. В результате
действия такой схемы на выходном конденсаторе ее появ-
ляется постоянное напряжение, по величине близкое к ам-
плитуде импульсов генератора. Селеновый выпрямитель,
обладая свойством проводить ток в одном направлении,
исключает возможность разряда конденсаторов С] и Сф
через лампу генератора.
Принцип работы импульсного генератора основан на
известном свойстве катушки создавать большую ЭДС само-
индукции при резких изменениях тока, проходящего через
ее витки (т. е. при резком изменении магнитного поля,
связанного с витками катушки). Лампа в схеме генератора
работает в качестве автоматического прерывателя тока.
После включения питания в лампе появляется анодный
ток, который вызывает появление нарастающего магнит-
ного поля в сердечнике трансформатора. Возникающая при
этом ЭДС в сеточной обмотке трансформатора создает по-
ложительное относительно катода напряжение на управ-
ляющей сетке и тем самым удерживает лампу в открытом
состоянии. ЭДС анодной обмотки уменьшает положительное
напряжение на аноде и поэтому препятствует быстрому на-
растанию анодного тока. В результате анодный ток лампы
нарастает практически по линейному закону до тех пор,
пока не приблизится к максимальной величине, зависящей
от положительного напряжения на управляющей сетке. При
подходе к максимальной величине скорость нарастания
анодного тока уменьшается и вызывает уменьшение поло-
жительного напряжения на управляющей сетке лампы; по-
следнее приводит к уменьшению анодного тока и изменению
знака ЭДС в обмотках трансформатора на обратный. На
сетке лампы появляется импульс напряжения отрицательной
относительно катода полярности, практически мгновенно за-
пирающий лампу. Импульс ЭДС в анодной обмотке значи-
тельно увеличивает положительное напряжение на аноде и
создает импульс тока через селеновый выпрямитель. Когда
импульс отрицательного напряжения на сетке спадет, в
лампе появится анодный ток и описанный процесс нараста-
ния и быстрого спада тока вновь повторится. Частота сле-
дования импульсов генератора зависит от параметров
трансформатора и лампы. Она составляет примерно 100—
300 герц (импульсов в секунду). Амплитуда импульсов на-
пряжения на аноде определяется величиной максимального
анодного тока лампы и индуктивностью анодной обмотки
6*
83
трансформатора. Форма импульсов напряжения и токов й
различных точках и цепях генератора и выпрямителя приве-
дена на рис. 43.
Рассмотренный высоковольтный преобразователь напря-
жения с электронной лампой обладает рядом недостатков,
к основным из которых относятся: необходимость питания
анодной цепи лампы относительно высоким напряжением
порядка 60—80 в и низкий коэффициент полезного действия
за счет расхода значительной энергии па разогрев нити
накала (катода) лампы.
Рис. 44. Типовая схема преобразователя напряжения с им-
пульсным генератором на кристаллическом триоде
В настоящее время разработаны и получили применение
в дозиметрических приборах весьма экономичные высоко-
вольтные преобразователи напряжения с импульсными ге-
нераторами, работающими на плоскостных кристаллических
(германиевых) триодах. Такие преобразователи вырабаты--
вают необходимое высокое напряжение, получая питание
от одного или нескольких элементов (напряжение питания
от 1 до 3 в).
Типовая схема преобразователя напряжения с импульс-
ным генератором на кристаллическом триоде с селеновыми
выпрямителем и стабилизатором напряжения на выходе
приведена на рис. 44. Кристаллический триод в схеме гене-
ратора, так же как электронная лампа в ранее рассмот-
ренной схеме, обеспечивает получение импульсного (пило-
образного) тока и соответственно импульсов ЭДС в обмот-
ках, связанных с его электродами и источником питания
(элементом). Третья обмотка трансформатора имеет в де-
сятки раз большее число витков и благодаря этому позво-
84
ляет получить высоковольтные импульсы ЭДС. Последние
с помощью селенового выпрямителя подзаряжают конден-
сатор выпрямителя С,, обеспечивая получение постоянного
напряжения.
Для поддержания постоянства выходного напряжения
при изменении напряжения питания преобразователя на
выходе выпрямителя после сопротивления включен газовый
стабилизатор. Принцип работы стабилизатора изложен
в приложении 3.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
1. ХАРАКТЕР РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ
И НАЗНАЧЕНИЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Как известно, одной из особенностей атомного оружия
взрывного действия (атомных и водородных бомб) является
появление радиоактивной зараженности в районе взрыва и
по пути движения облака, содержащего радиоактивные ве-
щества (РВ). Радиоактивное заражение участков местности
может быть создано также в результате применения спе-
циальных радиоактивных смесей, названных боевыми ра-
диоактивными веществами (БРВ).
В результате радиоактивного заражения появляется
опасность массового поражения людей. Поэтому одним из
основных мероприятий противоатомной защиты является
радиационная разведка, призванная своевременно обнару-
жить радиоактивное заражение участков местности и про-
извести измерения, необходимые для оценки степени опас-
ности пребывания на ней людей, а также для проведения
работ по ликвидации последствий атомного нападения.
Для выполнения этих задач используются дозиметриче-
ские приборы.
С целью более четкого понимания назначения и техни-
ческих данных дозиметрических приборов, а также правил
работы с ними коротко познакомимся с природой и харак-
тером радиоактивного заражения местности.
Радиоактивными продуктами взрыва атомной бомбы яв-
ляются:
1) осколки деления ядер атомного заряда бомбы—
урана-235, плутония-239 и других;
2) радиоактивные изотопы химических элементов, вхо-
дящих в состав оболочки бомбы и почвы, возникающие под
86
воздействием мощного нейтронного потока проникающей
радиации атомного или термоядерного взрыва;
3) непрореагировавшая часть атомного заряда бомбы.
Радиоактивные осколки деления являются ядрами ра-
диоактивных изотопов химических элементов средней части
периодической системы элементов (порядковые номера от
30 до 62). Все они представляют собой бета- и бета-,
гамма-активные вещества и обладают различными перио-
дами полураспада от сотых долей секунды до десятков лет.
Общая активность осколков деления атомного заряда
в первые моменты после взрыва чрезвычайно велика (ты-
сячи миллиардов кюри через час после взрыва), но затем
быстро падает за счет распада короткоживущих изотопов,
процентное содержание которых велико. Если активность
осколков через час после взрыва принять за 100%, то к ис-
ходу второго часа она снизится до 44,5%; через 12 часов
будет составлять 7,45%; в дальнейшем спад активности
постепенно замедляется — к исходу суток после взрыва ак-
тивность будет составлять 2,16%, к исходу недели — 0,22%.
Радиоактивность ядер химических элементов, появляю-
щаяся в результате воздействия нейтронов, принято назы-
вать «наведенной радиоактивностью». Радиоактивные изо-
топы, созданные нейтронами, также являются бета-, гамма-
активными веществами и в большинстве случаев обладают
малыми периодами полураспада.
В создании радиоактивной зараженности местности
существенное значение имеют радиоактивный натрий-24
(Na'(j) с периодом полураспада 14,8 часа, калий-42
(К^) с периодом полураспада 12,4 часа и другие элементы,
входящие в состав почвы.
Непрореагировавшая часть атомного заряда бомбы, т. е.
неразделившаяся часть ядер атомов урана-235 или плуто-
ния-239, является альфа-активным веществом. Учитывая
относительно небольшое его весовое количество и чрезвы-
чайно большой период полураспада, общая альфа-актив-
ность также невелика (порядка тысяч кюри при плутоние-
вой бомбе и доли кюри при урановой). Поэтому степень
зараженности местности альфа-активными веществами
ничтожно мала по сравнению с зараженностью веще-
ствами бета- и гамма-активными.
Степень заражения местности при атомном взрыве су-
щественно зависит от высоты взрыва бомбы.
При воздушном взрыве (на высоте нескольких сотен мет-
ров над поверхностью земли) радиоактивное дымовое
87
облако с осколками деления атомного заряда быстро подни-
мается вверх и рассеивается ветром на большой площади,
создавая относительно небольшие зараженности. Радиоак-
тивное заражение в эпицентре взрыва в основном является
наведенным нейтронным потоком и поэтому быстро умень-
шается. Таким образом, воздушный взрыв характерен сла-
бым заражением местности.
Наземный атомный взрыв (т. е. взрыв на высоте не-
скольких десятков метров) характеризуется более сильным
радиоактивным заражением местности по двум основным
причинам.
1. Радиоактивные продукты взрыва, осевшие на более
крупные частицы пылевого облака, поднятого ударной вол-
ной с земли, сравнительно быстро выпадают из него, созда-
вая большие плотности заражения как в эпицентре, так и
по пути движения облака.
2. Нейтронные потоки, возникающие в момент взрыва,
не ослабляясь заметно слоем воздуха, создают большую
наведенную активность в грунте, а также и в пылевом об-
лаке.
Наибольшее радиоактивное заражение местности соз-
дается при подземном взрыве.
В случае применения противником БРВ местность и на-
ходящиеся на ней сооружения и объекты могут быть зара-
жены бета-, гамма-активными веществами в жидком или
пылевидном состоянии. Воздух может быть заражен радио-
активными дымами и туманами. Можно ожидать, что при
использовании противником БРВ заражению могут подвер-
гаться относительно небольшие участки местности, а спад
уровней радиации на них будет медленным.
На степень радиоактивного заражения местности могут
значительное влияние оказать метеорологические условия.
Например, дождь или снег в районе прохождения радиоак-
тивного облака может ускорить оседание радиоактивных
веществ и создать на участках, удаленных от эпицентра
взрыва на значительном расстоянии, большие заражения
радиоактивными веществами. Сильный ветер разносит ра-
диоактивную пыль и снижает степень заражения. Однако
при сильном ветре увеличивается опасность попадания пыле-
видных радиоактивных веществ внутрь организма человека
через незащищенные органы дыхания.
Характер местности также оказывает влияние на сте-
пень ее заражения при атомном нападении. Пылевое ра-
диоактивное облако, распространяясь по ветру, в большей
88
степени оседает в районах с растительностью и в лощинах;
заражение отдельных объектов зависит от характера зара-
жения местности, их места расположения, материала и со-
стояния поверхности. Если объекты расположены на пути
движения пылевого облака взрыва атомной бомбы или
в районах применения БРВ, то сильнее заражаются гори-
зонтальные поверхности и меньше вертикальные. Радиоак-
тивная пыль заражает объекты с поверхности и частично
проникает вглубь пористых материалов.
Жидкие радиоактивные вещества способны проникать
в пористые материалы на значительную глубину.
Заражение поверхностей различных объектов, а также
одежды людей и их кожных покровов оценивается числом
бета-распадов (или альфа-распадов) в минуту на одном
квадратном сантиметре поверхности.
Заражение радиоактивными веществами воздуха, воды
и других жидких веществ оценивается числом распадов
в минуту в единице объема. Заражение продовольствия
оценивается количеством распадов в минуту в грамме про-
дукта.
Поражающее действие радиоактивных веществ на
организм человека создается ионизирующим действием их
излучений. На местности, зараженной радиоактивными ве-
ществами, воздействие излучений на человека возможно
двумя путями — внешним облучением и внутренним облу-
чением (в результате попадания радиоактивных веществ
через незащищенные органы дыхания, пищеварения и кож-
ные покровы).
При внешнем облучении более опасным является гамма-
излучение, обладающее большой проникающей способ-
ностью. Бета-излучение менее опасно, так как значительно
ослабляется слоем воздуха и одеждой человека. Для иллю-
страции степени ослабления бета-излучений воздухом при-
ведем следующий числовой пример: если поток бета-частиц
на высоте 10 см на зараженной поверхности принять за
единицу, то на высоте 60 см он будет в 10 раз меньше, а
на высоте 150 см (т. е. на уровне головы человека) будет
ослаблен более чем в 100 раз.
Наибольшему воздействию бета-частиц подвергаются
ноги человека, однако и они почти полностью защищаются
обувью.
Альфа-активпые вещества с точки зрения внешнего об-
лучения практически безопасны.
89
Для предотвращения поражения людей, выполняющих
специальные работы на зараженной местности, от внешнего
облучения необходимо ограничивать время пребывания на
ней с таким расчетом, чтобы суммарная доза гамма-облуче-
ния не превышала допустимую безопасную норму. С этой
целью степень опасности заражения радиоактивными веще-
ствами местности принято характеризовать уровнями (т. е.
мощностями доз) гамма-излучения \
Для измерения _уровней гамма-излучений,, а-.также
оценШГсуммарнбго бета-, гамма-излучения используются до-
зиметрические "приборы •— рентгенометры.
Рентгенометры являются основными приборами радиа-
ционной разведки, позволяющими обнаружить и определить
границы зараженных участков.
Более простым прибором радиационной разведки яв-
ляется индикатор радиоактивности. Он позво-
ляет обна^ужить”радйоактйвную зараженность и прибли-
женно определить границу заражения.
Зная уровень гамма-излучения и допустимую дозу, не-
трудно заблаговременно рассчитать допустимое время пре-
бывания на зараженном участке
/ _ ^Доп
"доп “ р
Так, например, при постоянном уровне гамма-излучения
Р = 10 р)ча.с и допустимой дозе однократного облучения
50 р длительность пребывания под облучением не должна
превышать
^доп ю б час.
Как указывалось выше, радиоактивность веществ, вы-
павших на местность после взрыва атомной бомбы, непре-
рывно изменяется и соответственно изменяются уровни из-
лучений. Кроме того, равномерного заражения большого
участка местности практически нельзя ожидать. Поэтому
приведенный выше расчет дает ориентировочно время до-
пустимого пребывания на местности, зараженной радиоак-
тивными веществами.
Для измерения фактической дозы облучения людей, дей-
ствующих на зараженных участках местности, необходимо
1 Наличие бета-излучения обычно учитывается, если его уровень
значительно превосходит уровень гамма-излучения,
90
использовать малогабаритные дозиметры. Такие дози-
метры выпускаются в виде комплектов индивидуального
дозиметрического контроля гамма-облучения.
При попадании радиоактивных веществ внутрь орга-
низма опасными являются все виды излучений, в первую
очередь альфа-излучения, обладающие большой ионизи-
рующей способностью, и бета-излучения, энергия которых
полностью поглощается в организме; менее опасны гамма-
кванты. Даже малые количества радиоактивных веществ
(десятки микрокюри), попавшие внутрь организма чело-
века, распадаясь, непрерывно и длительное время облучают
его внутренние органы и с течением времени могут вызвать
серьезное заболевание.
Эффективным средством, предохраняющим от попада-
ния радиоактивных веществ в организм, является противо-
газ и средства противохимической защиты кожи (чулки,
накидки, перчатки, костюмы).
Вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь
организма человека через органы дыхания и пищеваритель-
ный тракт зависит от степени зараженности радиоактив-
ными веществами поверхностей почвы, различных объек-
тов, одежды, воздуха, используемой воды, продовольствия
и т. д.
Для контроля и измерения степени зараженности радио-
активными веществами различных объектов используются
специальные дозиметрические приборы — р а д и о мет п..ы
Основным типом радиометра для контроля зараженности
является бета-гамма-радиометр. Имеются также альфа-ра-
диометры, предназначенные для определения степени зара-
женности альфа-активными веществами. Однако, учитывая
незначительную альфа-зараженность местности после взры-
ва атомной бомбы, такие радиометры используются реже и,
как правило, являются приборами специального назна-
чения.
Контроль зараженности обычно производится по бета-
излучению, так как регистрация бета-частиц осуществляется
с большей эффективностью, нежели гамма-квантов.
В отличие от рентгенометров радиометры обладают бо-
лее высокой чувствительностью регистрации излучений, по-
этому они могут быть использованы для измерения малых
мощностей доз гамма-излучения. Вместе с тем высокая чув-
ствительность радиометров исключает возможность проведе-
ния контроля зараженности радиоактивными веществами
различных объектов непосредственно на зараженных участ-
91
ках с большим уровнем гамма-излучения. Поэтому контроль
зараженности можно производить только на незараженной
местности (т. е. на участках с малым уровнем гамма-излу-
чения).
В случае необходимости определение степени зараже-
ния поверхностей различных объектов и предметов, нахо-
дящихся на участках сильного заражения, производится
путем взятия с этих поверхностей проб (мазков) и измере-
ния их зараженности в незараженном районе.
2. ПРИБОР ДП-62
Назначение и технические данные прибора
Прибор ДП-62 является индикатором радиоактивности;
он предназначен для обнаружения участков местности, за-
раженных радиоактивными веществами с уровнем гамма-
излучения не более 0,5 р/час.
Воспринимающим устройством прибора является газо-
вый счетчик СТС-5; регистрация производится визуально
по вспышкам неоновой лампочки.
Нижний порог индикации гамма-излучения, соответ-
ствующий появлению редких вспышек неоновой лампочки
(1—2 вспышки в секунду), может иметь значительный раз-
брос (от 0,01 до 0,5 р/час), однако разброс для большин-
ства приборов составляет 0,15—0,3 р/час (150—300 милли-
рентген в час). Верхний порог индикации прибора,
соответствующий появлению непрерывного свечения индика-
торной неоновой лампочки, для большинства приборов
находится в пределах 0,5—1 р/час.
При уровнях гамма-излучения ниже верхнего порога
индикации прибор ДП-62 позволяет обнаруживать наличие
бета-излучений с максимальной энергией частиц свыше
0,2 Мэв по увеличению частоты вспышек неоновой лам-
почки при открывании шторок окна корпуса прибора.
Прибор рассчитан на работу в полевых условиях в ин-
тервале температур от —20° С до -ф-50° С; допускает дли-
тельное пребывание в атмосфере высокой относительной
влажности до 98% при 20° С, а также в условиях дожде-
вания в течение часа.
Питание прибора осуществляется от генератора пере-
менного тока с ручным приводом.
92
Габариты прибора 240 X42 X81,5 млг, вес около 1 Ki.
Прибор обслуживается одним человеком и переносится в
брезентовом чехле с плечевым ремнем.
Внешний вид прибора приведен на рис. 45.
Рис. 45. Прибор ДП-62 (индикатор радиоактивности)
Принцип работы и электрическая схема прибора
Принципиальная схема прибора со спецификацией при-
ведена на рис. 46.
Воспринимающим устройством прибора является газо-
вый счетчик СТС-5 7; регистрация импульсов счетчика обе-
спечивается с помощью накопительного конденсатора 10 и
неоновой лампочки типа МН-12 13 с напряжением зажига-
ния ниже 90 в. Питание газового счетчика осуществляется
от генератора переменного тока с ручным приводом 4, соз-
дающим при нормальном числе оборотов якоря перемен-
ное напряжение порядка 4—5 в.
Генератор подключен к первичной обмотке трансформа-
тора 5, который обеспечивает получение на своей вторич-
ной обмотке (Н2 — К2) переменного напряжения с амплиту-
дой порядка 400—500 в.
Полученное высоковольтное переменное напряжение вы-
прямляется селеновым выпрямителем, основными деталями
которого являются селеновый столбик 1 и конденсатор 6.
Селеновый столбик обладает свойством проводить ток
в одном направлении. Импульсы тока, проходящие через
селеновый столбик, заряжают конденсатор и на нем появ-
ляется и в дальнейшем поддерживается постоянное напря-
жение, по величине близкое к амплитуде переменного на-
пряжения на вторичной обмотке трансформатора.
Для того чтобы избежать чрезмерного роста выпрям-
ленного напряжения при увеличении скорости вращения
якоря генератора с ручным приводом, т. е. до некоторой
93
I ТСООвит
I ПМ-1фО,05
OffMOtrnta ггнет-1 —
mopaZi2506uni\
ПЗЛ-1срО,25 I
I-----------------\7h
Рис. 46. Принципиальная схема прибора ДП-62
tij \/250eumyS-
. \WipO.ll7'
©
I--~
Спецификация
(к рис. 46)
№ де- тали Наименование детали Тип Номинальная величина
1 Селеновый столбик . . АВС-1-720
2 Переменное сопроти-
вление СПО-0,5-(1-1,5) 0,5 Мом
3 Сопротивление .... ВС-0,25 3 Мом
4 1енератор переменного
тока Напряжение не менее 5,5 в
5 Повышающий трапе-
форматор Специальный
6 Конденсатор КБГ-М1-600-0,03-11 0,03 мкф,
600 в
7 Газовый счетчик . . . СТС-5
8 Сопротивление .... ВС-0,5 4,7 Мом
9 Сопротивление .... ВС-0,5 10 Мом
10 Конденсатор КБГ-И-200-0,02-1 0,02 мкф,
200 в
11 Неоновая лампочка . . МН-5 Потенциал зажигания 90-110 в
12 Сопротивление .... ВС-0,25 1500 ом
гз Неоновая лампочка , . МН-12 Потенциал
зажигания
70—90 в
94
Степени стабилизировать напряжение питания газового
счетчика, в схеме индикатора используется неоновая
лампочка МН-5 11 с потенциалом зажигания 90—ПО в.
Эта лампочка подключена к выводам третьей обмотки
трансформатора (Я3 — К3) через сопротивление 12, пред-
назначенное для ограничения величины тока в цепи неоно-
вой лампочки. Число витков третьей обмотки подобрано
таким, чтобы неоновая лампочка зажигалась тогда, когда
выпрямленное напряжение достигает величины нормаль-
ного рабочего напряжения счетчика (360—400 в). Поэтому
неоновая лампочка — стабилизатор напряжения одновре-
менно служит индикатором нормальной скорости вращения
якоря генератора.
До тех пор, пока напряжение на третьей обмотке транс-
форматора ниже потенциала зажигания неоновой лампочки,
она не потребляет ток и не препятствует росту напряжения
при увеличении скорости вращения якоря. После зажига-
ния неоновая лампочка потребляет часть энергии, увеличи-
вая тем самым нагрузку на ручной генератор. В результате
ток в цепи генератора увеличивается и увеличивается одно-
временно падение напряжения на его внутреннем сопро-
тивлении; при этом рост переменного напряжения, подво-
димого к первичной обмотке трансформатора, и напряже-
ний на 2-й и 3-й его обмотках уменьшится.
Из рассмотрения принципа стабилизации напряжения
питания счетчика в приборе ДП-62 следует, что потенциал
зажигания неоновой лампочки 11 играет существенную
роль, поэтому при ее замене требуется подбор неоновой
лампочки.
Полученное на конденсаторе 6 постоянное напряжение
подводится к электродам счетчика через сопротивление на-
грузки 3 и сопротивления 8 и 9.
При воздействии излучений на рабочий объем счетчика
в нем возникают электрические разряды, которые приводят
к появлению импульсов тока в его цепи. Этими импуль-
сами заряжается накопительный конденсатор 10, в резуль-
тате чего напряжение между его обкладками постепенно
увеличивается. Когда напряжение конденсатора достигает
потенциала зажигания индикаторной неоновой лампочки
13, в ней возникает импульс тлеющего разряда, наблюдае-
мый в виде вспышки, а конденсатор при этом разрядится.
Частота появления вспышек лампочки увеличивается с ро-
стом мощности дозы воздействующего излучения (т. е.
уровня радиации).
95
Сопротивление 8 в этой схеме служит для подбора ниж-
него порога индикации прибора.
Никаких внешних органов управления прибор не имеет.
Режим работы прибора устанавливается при его на-
ладке. При смене основных деталей и узлов схемы (счет-
чика, неоновых лампочек, трансформатора и др.) предусмо-
трена возможность регулировки режима в небольших пре-
делах с помощью переменного сопротивления 2, помещен-
ного внутри прибора.
Работа с прибором
Для подготовки прибора к работе необходимо вынуть
его из брезентовой сумки и с помощью ремня повесить на
шею так, чтобы можно было удобно брать ручной генера-
тор правой рукой, а левой поддерживать прибор за корпус.
При работе с прибором нажатие ручки ручного генера-
тора необходимо производить плавно, без рывков и чрез-
мерных усилий. Частота и сила нажатия подбираются та-
кими, чтобы получить непрерывное, по возможности равно-
мерное свечение индикаторной лампочки — стабилизатора
напряжения, помещенной под красным колпачком.
Индикатор радиоактивности обычно используется' на
постах наблюдения для своевременного обнаружения ра-
диоактивной зараженности местности по гамма-излучению.
В этом случае шторки, прикрывающие окно в корпусе
прибора, необходимо оставить закрытыми. Ручной генера-
тор периодически приводится в действие на короткие про-
межутки времени (5—10 сек.). Если за время 5—10 сек.
неоновая лампочка, расположенная под увеличительным
стеклом, не дает вспышек, то на данном участке местности
уровень гамма-излучения не превосходит порога индика-
ции— радиоактивное заражение малое или оно отсут-
ствует. При наличии гамма-излучений с уровнями выше
нижнего порога индикации будут наблюдаться вспышки не-
оновой лампочки, и это указывает о радиоактивном зара-
жении с уровнем радиации не более 0,5 p/час (для уста-
новления более точных данных по уровню гамма-излуче-
ния с помощью прибора ДП-62 необходимо иметь навык
работы с ним и знание порога индикации данного при-
бора).
С целью облегчения наблюдения за вспышками индика-
торной лампочки при ярком солнечном свете необходимо
защитить линзу от попадания на нее прямых солнечных лу-
96
чей, прикрыв ее ладонью или сделав удлиненный тубус из
светонепроницаемой бумаги.
Для проверки зараженности поверхностей бета-активны-
ми веществами, гамма-излучение которых незначительно,
следует, приблизив прибор к обследуемой поверхности на
расстояние 20—30 см, произвести индикацию с открытыми
шторками окна для бета-частиц.
3. ПРИБОРЫ ДП-I-A и ДП-1-Б
Назначение и технические данные приборов
Переносные дозиметрические приборы ДП-1-А и ДП-1-Б
являются рентгепометрами. Они предназначены для веде-
ния радиационной разведки и позволяют измерять уровни
(мощности доз) гамма-излучения в диапазоне от 0,02 до
400 р/час, а также оценивать уровни бета-излучения ’.
Весь диапазон измерений для повышения точности от-
счета разбит на четыре поддиапазона:
— первый поддиапазон — от 0,02 до 0,4 р/час,
— второй поддиапазон — от 0,2 до 4 р/час,
— третий поддиапазон — от 2 до 40 р/час,
— четвертый поддиапазон — от 20 до 400 р/час.
Приборы градуируются по гамма-излучению радиоактив-
ного кобальта-60.
Максимально допустимая погрешность измерений мощ-
ностей доз гамма-излучения при температуре 20 + 5° С и
влажности воздуха 65+ 15% не превышает +30%.
Приборы сохраняют работоспособность в интервале тем-
ператур от —40° С (при использовании хладостойких бата-
рей) до +50° С, а также в условиях относительной влаж-
ности воздуха до 98% при температуре 20 + 5° С. Допол-
нительная погрешность измерения при понижении темпера-
туры ниже 20° С не превышает +1,5% на каждый градус,
а при повышении температуры + 1% на 1°.
Электрическое питание прибора осуществляется от ком-
плекта сухих элементов и батарей. В приборе ДП-1-А ис-
пользуются: элемент 1.6-ПМЦ-8 (2С), батарея 13-АМЦГ-0,5
(БАС-Г-13) и три батареи 105-иМЦГ-0Д5 (ГБ+МГЖДУТ
В приборе ДП-1-Б количество батарей 105-ПМЦГ-0,05
сокращено до одной.
1 В приборе ДП-1-А точность измерений гарантируется начиная
с 0,04 р/час.
2 В скобках приведены старые наименования батарей и элемента.
7—1421 97
Рис. 47. Общий вид рентгепометра
ДП-1-А
Рис. 47А. Общий вид рентгепометра
ДП-1-Б
98
Один свежий комплект источников питания обеспечи-
вает непрерывную работу прибора в течение 50—75 часов
при температуре 20° С. При пониженной температуре дли-
тельность непрерывной работы сокращается.
Рентгенометр обслуживается одним человеком. Время
подготовки прибора к работе не превышает 5 минут.
Вес прибора ДП-1-А с источниками питания и ремнями
для переноски не превышает 6,7 кг; прибора ДП-1-Б —
5,5 кг.
• При хранении и транспортировке прибор с запасным и
вспомогательным имуществом размещается в укладочном
ящике.
Общий вид рентгенометров ДП-1-А и ДП-1-Б приведен
на рис. 47 и 47А.
Принцип работы и материальная часть приборов
Блок-схема рентгенометра ДП-1-А (ДП-1-Б) приведена
на рис. 48. Воспринимающим устройством приборов яв-
ляется ионизационная камера, работающая в режиме на-
Рис. 48. Блок-схема рентгенометра ДП-1-А (ДП-1-Б)
сыщения. Питание камеры в приборе ДП-1-А осуществляется
от трех батарей 105-ПМЦГ-0,05 с общим напряжением по-
рядка 300 в.
В приборе ДП-1-Б благодаря улучшению конструкции
камеры режим насыщения наступает при более низком на-
пряжении (около 100 в), поэтому для нормальной работы
прибора достаточно иметь одну батарею 105-ПМЦГ-0,05.
Регистрирующее устройство рентгенометров состоит из
усилителя постоянного тока на электрометрической лампе
1Э1П с цепью компенсации и микроамперметра М-494 на
50 мка, шкала которого для удобства измерений програ-
дуирована в единицах измерения мощностей доз — рентге-
нах в час.
7*
99
Питание нити накала лампы 1Э1П обеспечивается от
элемента 1,6-ПМЦ-8 (2С); питание анодной цепи лампы и
цепей других ее электродов обеспечивается от батареи
13-АМЦГ-0,5, имеющей большое число выводов с различ-
ными напряжениями.
Приборы имеют алюминиевые кожухи с двумя изолиро-
ванными отсеками. В первом, большом, отсеке размеща-
ются ионизационная камера и электрическая схема при-
бора, во втором — источники питания. Такая конструкция
прибора позволяет менять источники питания без вскрытия
схемы прибора. Напряжения из отсека питания в схему
прибора подаются через внутреннюю разъемную ко-
лодку.
В приборе ДП-I-A источники питания устанавливаются
непосредственно в отсеке, а их выводы подключаются к ко-
лодке с малогабаритными нажимными клеммами.
В приборе ДП-1-Б имеется легко снимаемый блок пи-
тания, который может быть заблаговременно заряжен ба-
тареями, вставлен в отсек питания и прочно закреплен че-
тырьмя винтами.
Ионизационные камеры в приборах имеют рабочий
объем порядка 750 см3 и стенки из воздухоэквивалентиой
пластмассы. Входное окно для бета-частиц закрыто для
обеспечения герметичности тонкой алюминиевой фольгой.
В днище кожуха (под входным окном ионизационной ка-
меры) также имеется окно, заклеенное для обеспечения
влаго- и пыленепроницаемости тонкой целлофановой плен-
кой (0,14—0,18 мм). Для предохранения от механических
повреждений пленка прикрыта металлической сеткой. Ниж-
нее окно кожуха имеет откидную алюминиевую крышку,
служащую отсечным экраном для бета-излучения. Крышка
может фиксироваться в открытом и закрытом положениях
с помощью миниатюрных пружинных замков. Толщина
крышки рассчитана на полное поглощение бета-частиц
с энергиями до 2 Мэв.
На верхней панели прибора (рис. 49 и 49А) размещены
микроамперметр и ручки управления, назначение которых
описано ниже.
Главный переключатель прибора «Выкл.»— «Накал» —
«Работа» обеспечивает:
— в положении «Выкл.» — отключение источников пи-
тания;
— в положении «Накал» — контроль и установку нор-
мального напряжения накала лампы 1ЭГП;
100
Рис. 49. Верхняя панель прибора ДП-1-А
Рис. 49А. Верхняя панель прибора ДП-1-Б
101
— в положении «Работа» — измерение мощностей доз
гамма-излучения.
В приборе ДП-1-Б имеется четвертое положение глав-
ного переключателя — «Камера». В этом положении про-
изводится контроль напряжения на ионизационной камере;
нормальным считается напряжение, создающее отклонение
стрелки прибора не менее чем до деления шкалы 0,1, что
соответствует напряжению больше 100 в.
Установка нормального напряжения накала произво-
дится регулятором (реостатом) «Накал» с помощью спе-
циальной отвертки, завинчиваемой в гнездо на верхней па-
нели прибора. Контроль напряжения накала осуществляется
микроамперметром, который в положении главного пере-
ключателя «Накал» используется в качестве вольтметра.
Ручка «Установка нуля» используется для установки
стрелки микроамперметра на нулевое деление шкалы перед
проведением измерений. В отсутствии радиоактивных излу-
чений установка нуля может быть произведена без нажатия
кнопки «Проверка нуля». В зоне действия радиоактивных
излучений установка нуля производится обязательно при
нажатой кнопке. При нажатой кнопке замыкается вход уси-
лителя постоянного тока и тем самым исключается воздей-
ствие тока ионизационной камеры.
Переключатель поддиапазонов имеет четыре положения,
обозначенные множителями Х1, ХЮ, ХЮО и ХЮ00.
Отсчет показаний прибора при измерениях мощностей
доз радиоактивных излучений производится по шкале при-
бора, которая имеет деления от 0 до 0,4. При этом следует
помнить, что цена малого деления шкалы составляет:
— на первом поддиапазоне (X 1) 0,02 р/час,
— на втором поддиапазоне (ХЮ) 0,2 р/час,
— на третьем поддиапазоне (ХЮО) 2 р/час\
— на четвертом поддиапазоне (ХЮОО) 20 р!час.
Регулятор чувствительности прибора «Чувств.» служит
для изменения коэффициента усиления усилителя постоян-
ного тока и используется только при градуировке прибора
на заводе или в мастерской.
Подготовка приборов к работе
и порядок проведения измерений
Подготовка прибора к работе (т. е. к проведению изме-
рений) зависит от состояния прибора и условий, в которых
производится подготовка.
102
Наибольший объем работы по подготовке прибора к из-
мерениям будет тогда, когда прибор находится на длитель-
ном хранении без источников питания или когда требуется
произвести смену разряженных источников питания.
В этом случае необходимо произвести:
а) внешний осмотр рабочего комплекта прибора;
б) подключение источников питания;
в) установку рабочего режима;
г) проверку работоспособности прибора;
д) подгонку ремней для удобства переноски.
Объем работы при подготовке прибора, уже заряжен-
ного батареями, значительно меньше и включает:
а) внешний осмотр рабочего комплекта и подгонку рем-
ней для переноски;
б) включение прибора и проверку рабочего режима;
в) проверку работоспособности прибора.
Внешним осмотром рабочего комплекта прибора необ-
ходимо убедиться в отсутствии механических повреждений
кожуха, крышек прибора и ручек управления. Обнаружен-
ные дефекты и загрязнения прибора следует устранить.
Для подключения источников питания
необходимо:
— подготовить батареи и элементы, для чего зачистить
подключаемые концы от изоляции на длину примерно
0,8 с.и; 3 батареи 105-ПМЦГ-0,05 для прибора ДП-1-А со-
единить между собой последовательно' и места соединения
обмотать изоляционной лептой;
— подготовить прибор, для чего установить главный пе-
реключатель в положение «Выключено»; регулятор накала
с помощью специальной отвертки повернуть в крайнее ле-
вое положение и, используя большую отвертку, вскрыть
отсек питания в приборе ДП-1-А или снять блок питания
в приборе ДП-1-Б;
— разместить батареи и элемент в отсеке или блоке
питания и подключить их выводы в соответствии с обозна-
чениями на клеммных колодках;
— закрепить батареи на своих местах скобами, после
чего закрыть отсек питания крышкой в приборе ДП-1-А
или установить и закрепить блок питания в приборе ДП-1-Б.
Установка рабочего режима прибора произ-
водится в следующем порядке:
— перевести главный переключатель в положение «На-
кал» и реостатом накала с помощью специальной отвертки
103
установить нормальное напряжение (отметка Ua на шкале
прибора);
— перевести главный переключатель в положение «Ра-
бота», а переключатель поддиапазонов — в положение
«Х1» и, нажав кнопку «Проверка нуля», ручкой «Уста-
новка нуля» добиться установки стрелки на нулевое деле-
ние шкалы.
Проверка работоспособности прибора про-
изводится с помощью контрольного радиоактивного препа-
рата, входящего в комплект прибора.
Для проверки работоспособности прибора необходимо:
— переключатель поддиапазонов установить в положение
«XI» и произвести установку нуля прибора;
— контрольный радиоактивный препарат приложить
к кожуху прибора в месте, очерченном пунктирной жел-
той линией.
Работоспособный прибор должен показать наличие
гамма-излучений с мощностью дозы порядка 0,05—0,15 р/час
в зависимости от активности препарата.
Показания прибора от комплектного контрольного пре-
парата при выпуске с завода записываются в паспорте
прибора (в техническом формуляре). Этой записью следует
пользоваться при проверках прибора. Если показание при-
бора от контрольного препарата, с учетом уменьшения его
активности за прошедшее время, значительно (более
+30%) отличается от записанного в формуляре, то это
указывает на нарушение градуировки прибора и необходи-
мость ее проверки по эталонному источнику в условиях
мастерской.
Примечание. Контрольный препарат содержит радиоактивный
изотоп химического элемента кобальта (Со60) с периодом полураспада
Т — 5,3 года. Поэтому с течением времени его активность и соответ-
ственно показания прибора будут постепенно уменьшаться. Уменьше-
ние отклонений стрелки прибора вследствие распада радиоактивного
вещества контрольного препарата можно учитывать, используя таблицу
распада радиоактивного кобальта (Со60), приведенную в приложе-
нии 6.
Так, например, допустим, что показание прибора от контрольного
препарата, записанное в формуляре 1 сентября 1954 г., составляло
Р= 0,1 р/час. Нормальное показание прибора по истечении 6 меся-
цев (см. таблицу в приложении 6) будет составлять 94% от указан-
ного выше, т. е. Р = 0,1 • 0,94 = 0,094 р/час. По истечении 24 месяцев
показания уменьшатся до 77% и будут равны Р' = 0,1-0,77 =
=• 0,077 р/час, и т. д,
104
В полевых условиях (при ведении радиационной раз-
ведки) с помощью рентгенометра можно:
— измерить уровень (мощность дозы) гамма-излуче-
ния;
— обнаружить и произвести оценку уровня бета-излуче-
ния;
— определить наличие значительной зараженности ра-
диоактивными веществами отдельных участков местности
и поверхностей находящихся на ней предметов.
Перед измерениями необходимо подготовить прибор
к работе и убедиться в его исправности в соответствии
с изложенным выше порядком.
Для проведения измерений мощностей
доз гамма-излучений необходимо:
— закрыть входное окно камеры в днище кожуха при-
бора крышкой, обеспечивающей поглощение бета-излучений;
— установить необходимый поддиапазон измерений и
произвести проверку установки нуля прибора путем нажа-
тия кнопки «Проверка пуля». После
этого прибор готов для проведения из-
мерений.
При проведении радиационной раз-
ведки из незаряженного района сле-
дует устанавливать поддиапазон «XI
так как в этом случае обеспечивается
наибольшая чувствительность прибора
и возможность своевременного обнару-
жения границы зараженного участка.
В дальнейшем необходимо произво-
дить переключения поддиапазонов в
соответствии с показаниями прибора.
В полевых условиях при проведе-
нии измерений пешим порядком при-
бор закрепляется с помощью - ремней
на груди разведчика, как это показа-
но на рис. 50. Высота подвеса прибора
должна составлять 0,7—1 м.
При проведении измерений мощно-
стей доз гамма-излучения на заражен-
ной местности с автомобиля, броне-
Рис. 50. Положение
прибора в готовиосги
к измерению
транспортера или с других подвижных
объектов показания прибора будут не-
сколько заниженными вследствие ослаб-
105
ления гамма-излучения днищем и стенками машины. Для
уточнения показаний следует в начале проведения разведки
определить коэффициент ослабления, произведя для этого
на зараженной местности с малым уровнем радиации два
измерения:
— первое измерение (Рвн) — внутри подвижного объ-
екта в том месте, где будет располагаться прибор;
— второе измерение (Лмр) — вне подвижного объекта
примерно г:а том же уровне, что и в подвижном объекте.
Отношение второго измерения к первому даст величину
поправочного коэффициента, на который необходимо умно-
жить показания прибора, получаемые внутри объекта.
Пример. При измерении внутри машины получен результат
0,4 p/час, а вне машины — 0,8 p/час. Поправочный коэффициент, на
который необходимо умножить показания прибора, полученные внутри
машины, будет равен -q-j- = 2.
Для определения наличия и оценки
уровня бета-излучения па местности, заражен-
ной радиоактивными веществами, необходимо, не меняя
положения прибора, произвести измерения при закрытой и
открытой крышке окна ионизационной камеры. Возраста-
ние показаний при открытой крышке указывает на наличие
бета-излучения, а разность показаний характеризует его
уровень ’.
Производить оценку уровня бета-излучения следует на
высоте 0,7 м от поверхности земли. Производить такую
оценку внутри машины нельзя, так как бета-излучение пол-
ностью поглощается стенками и днищем кузова машины.
Для определения наличия заражения поверхностей
(местности и различных объектов) бета- и бета-гамма-
активными веществами необходимо:
— открыть крышку, прикрывающую впускное окно ка-
меры, и закрепить ее в открытом положении;
— постепенно приближать прибор открытым окном ка-
меры к обследуемой поверхности; значительное возрастание
показаний стрелки прибора при приближении указывает на
наличие бета-излучений и, следовательно, па наличие бета--
и бета-гамма-активных веществ на этой поверхности.
1 Для прибора ДП-1-А разность двух измерений на уровне 0,7 м
от земли, умноженная па 10, дает приближенную величину мощности
дозы бета-излучения в воздухе. Для прибора ДП-1-Б Такой коэффи-
циент не указывается.
106
При приближении прибора к зараженной радиоактив-
ными веществами поверхности необходимо соблюдать осто-
рожность для того, чтобы исключить заражение радиоак-
тивными веществами кожуха прцбора.
При работе с рентгенометрами следует выполнять сле-
дующие основные правила эксплуатации:
— во избежание ошибок в процессе проведения изме-
рений необходимо периодически проверять точность уста-
новки нуля и напряжение накала; установка нуля прове-
ряется через 2—3 мин. после включения питания, затем не
реже чем через 30 мин. работы при свежих батареях; при
использовании частично разряженной батареи или при ра-
боте на сильном морозе проверку нуля следует производить
чаще;
— оберегать рентгенометр от ударов и резких сотрясе-
ний при транспортировке;
— после работы в зараженной зоне немедленно прово-
дить дезактивацию прибора;
— систематически перед выполнением каждого задания
и после него проверять исправность прибора, используя для
этого контрольный препарат;
— содержать прибор в чистоте; следить за тем, чтобы
грязь, песок и пыль не попадали на панель и не набива-
лись в нижнее окно прибора;
— во избежание повреждений тонкой целлофановой
пленки следить за тем, чтобы при переноске прибора ниж-
няя крышка кожуха была закрыта;
— при работе с прибором в неблагоприятных метеоро-
логических условиях верхнюю крышку плотно закреплять
винтом, после работы тщательно обтереть прибор сухой
тряпкой и просушить в теплом сухом месте;
— по окончании работы тотчас же выключать прибор
во избежание разряда источников питания;
— не допускать использования батарей и элементов,
у которых электролит протекает через наружную обо-
лочку;
— аккуратно и регулярно вносить в формуляр рентге-
нометра все сведения, касающиеся его технического состоя-
ния и учета часов работы прибора;
— при длительном хранении рентгенометра (свыше
10 суток) вынимать из него источники питания и хранить
отдельно.
Лицам, работающим с прибором, категорически запре-
щается вскрывать рентгенометр,
107
Для контроля за соблюдением этого правила два винта,
крепящие панель прибора, на заводе или после ремонта
в мастерских опечатываются мастичной печатью.
Внутренний осмотр и, ремонт прибора, в том числе и
замену электрометрической лампы, разрешается произво-
дить только в мастерской.
Принципиальная схема прибора ДП-1-А
Полная принципиальная схема прибора ДП-I-A со спе-
цификацией деталей приведена на рис. 51. С целью облег-
чения изучения принципиальной схемы на рис. 52 приве-
дена упрощенная схема прибора. Эта схема соответствует
полной принципиальной схеме при положении главного пе-
реключателя «Работа»; цифровые обозначения деталей со-
хранены.
Основными частями схемы являются ионизационная ка-
мера с цепью питания и электрометрический усилитель на
лампе 1Э1П.
Связь ионизационной камеры с сеткой лампы усилителя
обеспечивается за счет высокомегомных входных сопротив-
лений усилителя (/, 2, 3, 4), которые одновременно явля-
ются сопротивлениями нагрузки ионизационной камеры.
Цепь питания ионизационной камеры включает высоко-
вольтную батарею (3 шт. 105-ПМЦГ-0,05), элементы сме-
щения (отводы «—» и «-(-3,2» батареи 13-АМЦГ-0,5), со-
противление 5, высокомегомное входное сопротивление
лампового электрометра (/, 2, 3 или 4 в зависимости от по-
ложения переключателя поддиапазонов). Напряжение между
электродами ионизационной камеры ДП-I-A имеет величину
порядка 300 в, что обеспечивает работу камеры в режиме
тока насыщения при максимальной измеряемой мощности
дозы 400 р/час. Благодаря этому величина тока в цепи
ионизационной камеры (/ик), возникающего при воздействии
на нее радиоактивного излучения, и величина падения на-
пряжения на высокомегомном сопротивлении пропорцио-
нальны мощности дозы.
Ламповый электрометр рентгенометра ДП-I-A собран
по простой схеме. Его основными элементами являются:
— электрометрическая лампа 1ЭШ с катодной сеткой/5;
— микроамперметр 14 в анодной цепи лампы; последо-
вательно с ним включено переменное сопротивление 8, не-
обходимое для регулировки чувствительности электрометра;
— цепь компенсации начального анодного тока лампы,
1С8
Пробирка нуля
[9)
Установка нуля Установка
[грубо] © нуля (пладно)
Рис. 51. Полная прин-
ципиальная схема
прибора ДП-1-А
Спецификация (к рис. 51)
№ де- тали Наименование детали Тип Номинальная величина Допуск в %
1 Сопротивление клм 47 Мом + 20
2 Сопротивление клм 470 Мом +20
3 Сопротивление клм 4,7 кМом 4-20
4 Сопротивление клм 47 кМом + 20
5 Сопротивление ВС-0,25 10 ком +1(1
6 Сопротивление ВС-0,25 39 ком -1 10
7 Сопротивление ВС-0,25 1,2 ком + 10
8 Сопротивление переменное СП-1 15 ком 4 20
9 Сопротивление переменное СП-1 10 ком + 20
10 Сопротивление переменное зп 30 ом
проволочное
11 Сопротивление переменное СП-1 22 ком
12 Камера ионизационная Специальная
13 Лампа 1Э1П
14 Микроамперметр М-494 50 мка
15 Переключатель ПУМ-1С29
16 Переключатель ПУМ-1С19
17 Колодка с гнездами Специальная
18 Колодка со штырьками Специальная
19 Элемент 2С 1,5 в, 9 а-ч
20-22 Батареи ГБ-100 № 3 100 в, 0,05 а-ч
23 Батарея БАС-Г-13 13 в, 0,5 а-ч
24 Планка монтажная Специальная
25 Кнопка Специальная
26 Клеммная планка Специальная
жении главного переключателя „Работа
по
содержащая переменные сопротивления 9—11 и постоянное
сопротивление 7;
— источники питания лампового электрометра: элемент
2С и батарея 13-АМЦГ-0,5.
Элемент 2С обеспечивает накал катода лампы. Регу-
лировка напряжения накала осуществляется реостатом
накала 10.
Батарея 13-АМЦГ-0,5 используется для подачи положи-
тельного напряжения на катодную сетку лампы (Дкс =
==Ц-4,8 в), для питания анодной цепи (Еа =+8 в), а так-
же для подачи начального отрицательного напряжения сме-
щения на управляющую сетку (Д„, =—3,2 в) и для созда-
ния тока в цепи компенсации (£к = 1,6 в).
При отсутствии радиоактивных излучений в цепи иони-
зационной камеры тока нет, поэтому напряжение на управ-
ляющей сетке лампы относительно катода равно напряже-
нию батареи смещения (Дсм =—3,2 е).
В анодной цепи лампы в этом случае течет начальный
анодный ток Za , который вызывает отклонение стрелки
микроамперметра. Для устранения начальных показаний
прибора в схему введена компенсационная цепь, состоящая
из источника напряжения компенсации +1,6 в (отводы
«+13» и «+11» от батареи 23), двух переменных сопро-
тивлений 11 и 9 и ограничительного сопротивления 7. Ток
в этой цепи протекает через микроамперметр в направле-
нии, противоположном направлению анодного тока.
Изменяя величину компенсационного тока с помощью
переменных сопротивлений И и 9, можно добиться равен-
ства величин начального анодного и компенсационного
тока; при этом стрелка микроамперметра при отсутствии
излучений будет стоять на нулевом делении шкалы при-
бора.
Ручка переменного сопротивления 9 («Установка нуля»)
цепи компенсации выведена на переднюю панель. Перемен-
ное сопротивление 11, предназначенное для грубой регули-
ровки цепи компенсации при смене лампы и ремонте рент-
генометра, установлено внутри прибора.
При воздействии на ионизационную камеру гамма- или
бета-излучений в ней появляется ионизационный ток. Этот
ток протекает по входной цепи, состоящей из ионизационной
камеры 12, одного из высокомегомпых сопротивлений 1, 2, 3
или 4, добавочного сопротивления 5, батареи смещения (от-
вод «—» и «+3,2» батареи 23) и высоковольтных бата-
111
рей 20, 21, 22, служащих для питания ионизационной ка-
меры.
Протекая по одному из высокомегомных сопротивлений
(1, 2, 3 или 4), ионизационный ток создает па нем падение
напряжения, которое уменьшает начальное отрицательное
напряжение па управляющей сетке лампы 13.
Режим работы лампы выбран на линейном участке ее
характеристики, вследствие чего уменьшение отрицатель-
ного напряжения на ее управляющей сетке вызовет увеличе-
ние анодного тока, пропорциональное изменению мощности
дозы излучения.
Изменение анодного тока лампы регистрируется микро-
амперметром 14.
Переход от одного поддиапазона к другому осуще-
ствляется включением в цепь камеры различных по вели-
чине высокомегомных сопротивлений (/, 2, 3 или 4). Ве-
личины сопротивлений подобраны такими, чтобы при изме-
рении наибольшей для данного поддиапазона мощности
дозы на сопротивлениях создавалось напряжение, равное
0,9—1,3 в, вызывающее увеличение анодного тока па 50 мка
и соответственно отклонение стрелки микроамперметра на
всю шкалу (до деления 0,4).
Высокомегомные сопротивления переключаются при по-
мощи переключателя поддиапазонов 15. На первом подди-
апазоне (положение переключателя «XI») в цепь камеры
включается сопротивление 4, равное 47 кМом. На втором,
третьем и четвертом поддиапазонах (положение переключа-
теля «Х10», «ХЮО» и «ХЮ00») включается соответственно
сопротивление 3 (4,7 кМом),2 (470 Мом) и 1 (47 Мом).
Небольшое по величине дополнительное сопротивление 5
входной цепи практически не оказывает никакого1 влияния
на работу прибора. Оно используется для проверки чув-
ствительности усилителя постоянного тока в условиях ма-
стерской. С этой целью к сопротивлению 5 подключается
постоянное напряжение порядка 0,9—1,0 в плюсовым вы-
водом к тому концу, который соединен с входным высоко-
мегомным сопротивлением, а минусом — к другому концу,
соединенному с батареей смещения. Вследствие изменения
напряжения на управляющей сетке стрелка микроампер-
метра, включенного в анодную цепь, должна показать уве-
личение анодного тока примерно па 50 мка, отклонившись
на всю шкалу.
При длительной непрерывной работе прибора в резуль-
тате постепенного' разряда батарей уменьшаются напряже-
112
йия на электродах лампы и, следовательно, уменьшается
величина начального анодного тока. Однако величина ком-
пенсационного тока практически остается постоянной.
Вследствие этого начальное положение стрелки постепенно
смещается влево. Это явление получило название «уход
нуля». В процессе длительного проведения измерений на за-
раженных участках местности уход нуля можно не заме-
тить, из-за чего могут быть значительные ошибки измере-
ний.
Для избежания таких ошибок необходимо в реитгеноме-
трах обеспечить возможность проверки установки нуля (т. е.
режима компенсации начального анодного тока) при нали-
чии радиоактивных излучений, когда отрицательное напря-
жение на сетке меньше начального. Для этой цели исполь-
зуется кнопка «Проверка нуля», при нажатии которой за-
мыкается высокомегомное входное сопротивление, по кото-
рому проходит ток ионизационной камеры; в результате на
сетке восстанавливается полностью напряжение смещения,
подаваемое от батареи, и, следовательно, можно произве-
сти проверку и уточнение установки нуля.
Рассмотрим работу главного переключателя прибора
(переключателя рода работы) по полной принципиальной
схеме, где он изображен в положении «Выключено». Пе-
реключатель 16 имеет две платы (I и II), каждая из кото-
рых содержит три секции переключения на три положения.
В положении «Выключено» от схемы отключаются все
питающие напряжения, за исключением напряжения на
ионизационной камере и напряжения смещения на управ-
ляющей сетке лампы; клеммы микроамперметра при этом
замыкаются накоротко.
Источники питания камеры и цепи смещения не отклю-
чаются, так как потребление этих цепей значительно меньше
саморазряда батарей.
Закорачивание клемм микроамперметра демпфирует по-
движную систему прибора и тем самым делает ее менее
чувствительной к ударам и тряске при транспортировке
рентгенометра.
В положении «Накал» включается и регулируется напря-
жение накала лампы. В этом положении переключателя
микроамперметр рентгенометра включается последовательно
с добавочным сопротивлением 6 и работает как вольтметр.
Напряжение на нить накала лампы подается от элемента
2С 19 через реостат накала 10, ось которого выведена на
панель прибора и имеет шлиц для управления отверткой.
8—1421
113
В положении «Работа» остается включенным напряже-
ние накала и дополнительно включается напряжение на ка-
тодную сетку (вывод «4-8» батареи 1З-АМЦГ-0,5), на анод
(вывод «4-11» той же батареи), батарея компенсации (вы-
вод «Ц-13»); одновременно микроамперметр включается
в цепь анода лампы последовательно с переменным сопро-
тивлением 8.
Принципиальная схема прибора ДП-1-Б
Принципиальная схема рентгенометра ДП-1-Б со специ-
фикацией деталей к ней приведена на рис. 53. Она мало
отличается от разобранной выше схемы прибора ДП-1-А.
Схема цепей прибора ДП-1-Б в положении главного пере-
ключателя «Работа» приведена на рис. 54.
Входная цепь прибора состоит из ионизационной ка-
меры 1, входных высокомегомных сопротивлений 3, 4, 5 и 6
(см. также принципиальную схему прибора), переключателя
поддиапазонов 7, кнопки «Проверка нуля» 8, батареи 24
(105-ПМЦГ-0,05) и батареи 25 (13-АМЦГ-0,5), используе-
мой также для питания лампы усилителя. Благодаря по-
следовательному соединению батарей 24 и 25 общее напря-
жение питания камеры имеет величину порядка 120 в.
Такое напряжение для камеры прибора обеспечивает ре-
жим тока насыщения при всех измеряемых мощностях доз
вплоть до 400 р/час. При работе на первом и втором под-
диапазонах напряжение питания камеры, обеспечивающее
режим тока насыщения, имеет величину порядка 10 в. По-
этому при необходимости на этих поддиапазонах можно
производить измерения без батареи 105-ПМЦГ-0,05, замкнув
клеммы, к которым она подключается.
Усилитель постоянного тока прибора ДП-1-Б работает
на электрометрической лампе 1Э1П. В анодную цепь лампы
включены микроамперметр 16 типа М-494 на 50 мка и пе-
ременное сопротивление 17 для регулировки чувствитель-
ности усилителя при градуировке прибора. Чтобы исклю-
чить начальные показания измерительного прибора, возни-
кающие под воздействием начального анодного тока лампы,
в схеме прибора применяется специальная компенсацион-
ная цепь, состоящая из реостатов «Установка нуля» 9 и И,
источника напряжения компенсации, равного 1,6 в (отводы
«4-11» и «+13» от батареи 13-АМЦГ-0,5). Цепь установки
нуля подключается параллельно микроамперметру и анод-
ной нагрузке.
114
Рис. 53. Принципиальная схема прибора ДП-1-Б
8*
115
Спецификация
(к рис. 53)
№ де- тали Наименование детали Тип Номинальная величина
1 Ионизационная камера рент- генометра Специальная
2 Изолятор янтарный
3 Сопротивление КЛМ 47 кМом
4 Сопротивление КЛМ 4,7 кМом
5 Сопротивление КЛМ 470 Мом
6 Сопротивление КЛМ 47 Мом
7 Переключатель однопл. на 4 положения
8 Кнопка „Проверка нуля" . .
9 Сопротивление СП-Н-26-22-А 22 ком
10 Лампа 1Э1П
11 Сопротивление СП-1-26-10-А-60 10 ком
12 Сопротивление ВС-0,25-]-39000-П 39 ком
13 Сопротивление ВС-0,5-1-8,2-11 8,2 Мом
14 Потенциометр 30 ом + 15"/0
15 Переключатель рода работы
16 Микроамперметр М-494 50 мка
17 Сопротивление СП-1-26-15-А-13 15 ком
18 Колодка
19-23 Изолятор проходной исш 1,1--600
24 Батарея 105-ПМЦГ-0,05 105 в, 0,05 а
25 Батарея 13-АМЦГ-0.5 13 в, 0,5 а
26 Элемент 2С (2С-У, 2С-Х, 2С-Л) 1,5 в
116
Рис. 54. Упрощенная схема прибора ДП-1-Б
Реостат 9 предназначен для примерной (грубой) уста-
новки нуля при смене ламп. Реостат 11 служит для уста-
новки стрелки прибора на нуль при повседневной работе
с прибором.
Проверка установки стрелки микроамперметра на нуль
на всех поддиапазонах может быть произведена и при нали-
чии радиоактивного излучения. Для этого необходимо зако-
ротить высокомегомное сопротивление в цепи сетки лампы,
нажав кнопку «Проверка нуля» 8.
Питание цепи накала лампы обеспечивается от сухого
элемента типа 1,6-ПМЦ-У-8 (2С).
В цепь накала лампы включен реостат «Накал» 14, ось
которого выведена на переднюю панель. С помощью рео-
стата накала напряжение накала лампы устанавливается и
поддерживается постоянным и равным 1 в (отметка ,,UH“
на шкале прибора). Контроль за напряжением накала про-
изводится по электроизмерительному прибору 16, который!
подключается параллельно нити накала лампы через доба-
вочное сопротивление 12 в положении переключателя рода
работы 15 «Накал» (см. принципиальную схему прибора —
рис. 53).
Питание анодной цепи, цепи катодной сетки, цепи сме-
щения и цепи компенсации осуществляется от общей бата-
реи 13-АМЦГ-0,5. Главный переключатель 15 (переключа-
тель рода работы) имеет четыре положения: «Выкл.» (вы-
ключено), «Накал», «Работа» и «Камера» (рис. 53).
117
В положении «Выключено» все питающие напряжения
отключены, кроме высокого напряжения на камере рентге-
нометра, а клеммы электроизмерительного прибора замыка-
ются накоротко.
В положении «Накал» остается включенным напряжение
камеры и напряжение накала лампы, а электроизмеритель-
ный прибор подключается параллельно нити накала лампы
через добавочное сопротивление 12.
В положении «Работа» остаются включенными напряже-
ния накала лампы и камеры и включаются анодное напря-
жение, напряжение смещения, напряжение катодной сетки,
напряжение компенсирующей цепи; измерительный прибор
при этом включается в анодную цепь лампы.
В положении «Камера» остаются включенными напряже-
ния накала лампы, а электроизмерительный прибор через
добавочное сопротивление 13 подключается к батареям пи-
тания камеры рентгенометра для проверки величины напря-
жения, подаваемого на ее электроды.
В приборе ДП-1-Б, так же как в приборе ДП-1-А, не
контролируется напряжение батареи 13-АМЦГ-0,5. Ее
нужно проверять переносным вольтметром (например, уни-
версальным прибором ТТ-1).
Номинальные величины напряжений питания, цепей
электродов лампы 1Э1П в приборах ДП-1-А и ДП-1-Б, до-
пустимые пределы изменения, а также срок службы источ-
ников питания при непрерывной работе приведены в табл. 2.
Таблица 2
Номинальные величины напряжений питания,
допустимые пределы изменения и срок службы
источников питания
Тип батареи Цепи усилителя и выводы батарей Номинальное напряжение в в Допустимые пределы на- пряжений в в Срок службы батареи
13-АМЦГ-0.5 Цепь смещения; отводы: „—“ и „ + 3,2“ Цепь катодной сетки; отводы: „4-3,2“ и „+8“ Цепь анода; от- воды: „ + 3,2“ и „ + 11“ -3,3 5 8 От —3,6 до —2,9 От 5,4 до 4,5 От 8,5 до 7 200 час.
118
Продолжение
Тип батареи Цепи усилителя и выводы батарей Номинальное напряжение в в Допустимые пределы на- пряжений В 8 Срок службы батареи
Цепь установки пуля (компенса- ции); отводы: „ + 11“ и ,, + 13' 1,55 От 1,8 до 1,4
Элемент 1,6-ПМЦ-У-8 (2С) Напряжение нака- ла па выводах нити лампы 1 Не менее 50 час.
105-ПМЦГ-0.05 Цепь ионизацион- ной камеры 100 12 меся- цев
Продолжительность непрерывной работы прибора с од-
ним батарейным блоком питания в основном обусловлена
сроком службы элемента накала и составляет не менее
50 часов.
Данные приведенной таблицы необходимы также для
проверки режима работы лампы при ремонте приборов
ДП-1-А и ДП-1-Б.
4. КОМПЛЕКТ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ ДП-21-А (ДП-21-Б)
Назначение и технические данные комплекта
Комплект ДП-21-А (ДП-21-Б) предназначен для изме-
рения доз гамма-излучения с целью дозиметрического кон-
троля облучения людей на зараженных участках мест-
ности.
В состав комплекта входят 200 штук малогабаритных
ионизационных камер (индивидуальных дозиметров) и за-
рядно-измерительный пульт.
Комплект обеспечивает, в зависимости от предваритель-
ной зарядки камер, измерение доз в двух диапазонах:
— первый диапазон — до 5 р;
— второй диапазон — до 50 р.
Отсчет измеренной дозы облучения производится с по-
мощью зарядно-измерительного пульта ПО' шкале электро-
измерительного прибора, проградуированного в рентгенах.
119
Погрешность измерения доз жесткого гамма-излучения
при мощностях дозы от 0,18 до 180 р/час не превышает
±15—20%
Зарядно-измерительный пульт работоспособен в интер-
вале температур окружающего воздуха от ±5° до ±50° С
и относительной влажности до 80%. Индивидуальные иони-
зационные камеры могут использоваться в интервале тем-
ператур окружающего воздуха от —25° до ±35° С.
Рис. 55. Общий вид комплекта ДП-21-А (ДП-21-Б)
Саморазряд'заряженных ионизационных камер, не под-
вергшихся облучению, не превышает 7% за сутки.
Питание зарядно-измерительного устройства (пульта)
осуществляется от сухих элементов и батарей. Рабочий ком-
плект источников питания пульта ДП-21-А состоит из четы-
рех батарей 87-ПМЦГ-0,15 (ГБ-80), одного элемен'та~'5С и
13'элементов ФБС. В пульте- /111-21 -Б комплект источни-
ков питания изменен и состоит из одного элемента
1,6^ПМЦ-8 (2С), двух батарей 1 З-АМЦГ-0,5 и трех батарей
105:ПМЦГ-0,05. Один свежий комплект источников питания
1 При мощностях дозы меньше 0,18 р/час увеличивается ошибка
вследствие саморазряда камеры; при мощностях дозы больше 180 р/час
ошибка увеличивается вследствие частичной рекомбинации ионов,
120
обеспечивает не менее 75 часов непрерывной работы пульта
при температуре 20 -I- 5° С.
Зарядно-измерительный пульт, малогабаритные иониза-
ционные камеры и запасное имущество размещаются в двух
укладочных ящиках, обеспечивающих удобство хранения и
транспортировку комплекта. Общий вес комплекта в укла-
дочных ящиках 32 кг.
Комплект обслуживается одним оператором. Время, не-
обходимое для подготовки зарядно-измерительного пульта
к работе, не превышает 3 минут.
Общий вид комплекта показан на рис. 55,
Устройство и принцип работы комплекта
Малогабаритная ионизационная камера комплекта
ДП-21-А (ДП-21-Б) содержит собственно ионизационную ка-
меру и стирофлексный конденсатор, на обкладках которого
при заряде камеры накапливается, а затем длительное
время удерживается электрический заряд. При воздействии
гамма-излучения воздух, наполняющий камеру, ионизи-
руется. Под действием сил электрического поля положи-
тельные ионы притягиваются к центральному электроду, со-
единенному с обкладкой конденсатора, имеющей отрица-
тельный электрический заряд; отрицательные ионы (элек-
троны) притягиваются к внешнему электроду, соединенному
с обкладкой конденсатора с положительным зарядом. До-
стигнув электродов, ионы нейтрализуются, уменьшая тем
самым заряд на обкладках конденсатора ионизационной ка-
меры. Уменьшение заряда (соответственно и напряжения)
пропорционально дозе облучения. Измеряя остаточный за-
ряд камеры с помощью измерительного устройства пульта,
можно определить дозу облучения. Чем большую дозу гам-
ма-излучения необходимо измерить, тем большей величины
электрический заряд необходимо предварительно накопить
на конденсаторе камеры и тем большее зарядное напряже-
ние требуется использовать для заряда. Камеры, подготав-
ливаемые для измерения доз до 5 р, заряжаются напряже-
нием 20 е; для измерения доз до 50 р — 200 в.
Устройство ионизационной камеры комплекта ДП-21-А
(ДП-21-Б) показано на рис. 56.
Внешний (положительный) электрод камеры выполнен
в виде полого алюминиевого цилиндра с внешним диаме-
тром 13 мм, который одновременно является корпусом.
Внутри цилиндра размещен специальный стирофлексный
121
конденсатор с центральным электродом камеры и коротким
штырьком.
Н-0/4—-1
Емкость конденсатора
Диаметр электрода 3 мм.
390 мкмкф, сопротивление изоляции поряд-
ка 10'6 ом. Короткий штырек укрепляется
на алюминиевом центрирующем держателе,
имеющем электрический контакт с корпу-
сом камеры. Конденсатор и уплотняющие
шайбы крепятся в цилиндре навинчиваю-
щейся пластмассовой гайкой, а затем навин-
чивающимся колпачком с приспособлением
для крепления камеры в нагрудном карма-
не одежды.
Другой конец цилиндра корпуса камеры
закрывается резиновой диафрагмой с метал-
лическим контактом в центре. Диафрагма
закрепляется клеем. Таким образом дости-
гается герметизация рабочего объема камеры.
Для заряда и измерения дозы облучения
камера вставляется в соответствующие
гнезда пульта; при этом контакт с внешним
электродом осуществляется непосредствен-
но, а с внутренним — с помощью металли-
ческого контакта в центре резиновой диа-
фрагмы при легком нажатии на камеру.
Зарядно-измерительный пульт оформлен
в виде настольного прибора (рис. 57), на
наклонной и вертикальной передней панели
которого размещены измерительный при-
бор и органы управления. Все органы
управления имеют надписи, показывающие
их назначение. Сверху кожуха пульта вмон-
тировано гнездо для контрольной камеры
№ 200, находящейся всегда при пульте и
используемой для проверки работоспособно-
сти прибора. Сзади кожух пульта имеет
откидную дверку, закрепляемую двумя
винтами и обеспечивающую возможность
доступа к месту расположения источников
питания.
Рис. 56. Устройство малогабаритной ионизационной
камеры комплекта ДП-21-А (ДП-21-Б):
1 -- стирофлекспый конденсатор; 2 — алюминиевый
цилиндр; 3 — тонкий алюминиевый стержень
122
Рис. 57. Зарядно-измерительный пульт
Заряд ионизационных камер с помощью пульта осуще-
ствляется по блок-схеме, приведенной на рис. 58.
Необходимое зарядное напряжение для диапазонов из-
мерений 5 р и 50 р устанавливается регулятором «Зарядное
напряжение» и контролируется с помощью измерительного
прибора пульта по нижней шкале (отметка 6/3).
Блок-схема измерительного устройства пульта приведена
па рис. 59. Она содержит ламповый усилитель на электро-
метрической лампе 1Э1П с конденсатором на входе и изме-
рительный прибор (микроамперметр). Для измерения дозы
камера, подвергавшаяся облучению, вставляется в гнездо
«Измерение». При этом остаточный заряд с конденсатора
Рис. 58. Блок-схема заряда ионизационных камер
123
камеры частично передается на входной конденсатор усили-
теля, увеличивая отрицательное напряжение на нем и на
сетке лампы. В результате этого анодный ток лампы умень-
шается и стрелка прибора отклоняется от исходного поло-
жения, указывая по верхней шкале дозу облучения в рент-
генах.
CjJiS^infJur<t,rnpLl4t!b“tlLl yCLl~
литель постоянного тока\
Источники.
питания усилителя
Рис. 59. Блок-схема измерительного устройства
Необходимые для работы усилителя напряжения на
электродах лампы устанавливаются соответствующими ре-
гуляторами с помощью отвертки и контролируются по изме-
рительному прибору пульта (отметки Un, ия, Есм на ниж-
ней шкале прибора).
Кнопка «Сброс», расположенная па наклонной панели
прибора, используется для разряда входного конденсатора
с целью сброса ранее полученных показаний и подготовки
прибора к очередному измерению. Кнопка «Сброс» исполь-
зуется также при подготовке зарядно-измерительного пульта
к работе для контроля опорных точек шкалы доз прибора:
«О» и крайняя правая зеленая риска.
Для контроля и установки нуля необходимо переклю-
чатель «Контроль нуля» — «Работа» перевести в положение
«Контроль нуля» и нажать кнопку «Сброс». При нажатии
кнопки «Сброс» входной конденсатор усилителя зарядится
до напряжения —4 в; далее, ручкой «Установка нуля» сле-
дует скомпенсировать начальный анодный ток лампы, до-
бившись совмещения стрелки измерительного прибора с ну-
левым делением шкалы.
Для установки шкалы, т. е. совмещения стрелки измери-
тельного прибора с зеленой риской, необходимо перевести
переключатель «Контроль нуля» — «Работа» в положение
«Работа», нажать кнопку «Сброс», разрядив тем самым
124
входной конденсатор до напряжения —1,2 в, и ручкой
«Установка шкалы» добиться совмещения стрелки измери-
тельного прибора с зеленой риской шкалы доз. Положение
стрелки измерительного прибора против зеленой риски шка-
лы является исходным положением для измерения доз облу-
чения.
В зарядно-измерительном пульте ДП-21-А (ДП-21-Б)
предусмотрена возможность проверки работоспособности
прибора и ориентировочной проверки его градуировки элек-
трическим методом без использования радиоактивных источ-
ников на диапазоне 5 р. Для этой цели в зарядном устрой-
стве имеются переключатель «Проверка» — «Работа» и ре-
гулятор «Проверка».
В положении переключателя «Проверка» можно устано-
вить любое зарядное напряжение регулятором «Проверка»
в пределах от 0 до 25 в. Принцип проверки градуировки
основан на том, что при облучении камеры дозой 5,75 р
(зеленая риска в конце шкалы) напряжение на камере
уменьшается до 1,2 в.
Таким образом, дозе в. 1 р соответствует уменьшение на-
пряжения на камере
5,75
Так как на диапазоне 5 р зарядное напряжение Ua —
— 20 в, то
.гт 20—1,2 „„
Д77 == -, ’ ~ 3,3 в.
5,75 ’
Если заряжать камеру последовательно напряжением
меньше нормального U3 на величину AJ7, 2Д17, ЗД£7 и т. д.
и каждый раз производить измерение дозы (необлучаемой
камеры), то можно проверить правильность показаний при-
бора в точках 1 р, 2 р, 3 р и т. д.
Для такой электрической проверки градуировки шкалы
прибора рекомендуется использовать контрольную камеру
№ 200.
Подготовка зарядно-измерительного пульта к работе
и проверка его работоспособности
Для подготовки зарядно-измерительного пульта к работе
необходимо:
— подключить источники питания;
— установить нормальные напряжения на электродах
лампы и заряднбго устройства;
125
— Произвести установку рабочего режима измеритель-
ного устройства;
— проверить работоспособность пульта по контрольной
камере.
Подключение источников питания (элемен-
тов и батарей) в пульте ДП-21-А (ДП-21-Б) рекомен-
дуется производить в следующем порядке:
— установить главный переключатель в положение
«Выкл.», а регуляторы «Накал» и «Анодное напряжение»
с помощью отвертки повернуть против часовой стрелки до
упора;
— открыть заднюю крышку пульта, установить и под-
ключить источники питания в соответствии со схемой, за-
крепленной на внутренней стороне откидной дверки;
— произвести проверку правильности подключения
источников питания и закрепить откидную дверку винтами.
Для установки нормальных напряжений
па электродах лампы необходимо:
— ручку переключателя рода работы перевести в поло-
жение «Накал» и регулятором «Накал» с помощью отвертки
установить стрелку измерительного прибора на риску UH
(это соответствует нормальному напряжению накала 1 в);
— переключатель рода работы перевести в положение
«Анод» и регулятором «Анодное напряжение» установить
стрелку прибора на риску О.л (это соответствует нормаль-
ному напряжению анода 7,5 в);
— переключатель рода работы поставить в положение
«Смещение», а тумблер «Контроль нуля» — «Работа» —
в положение «Контроль нуля»; поворотом отверткой регу-
лятора «Смещение» установить стрелку прибора на рис-
ку ^см (это соответствует нормальному напряжению сме-
щения — 4 в).
Для проверки возможности установки
нормальных зарядных напряжений при ра-
боте на обоих диапазонах необходимо:
— переключатель рода работы установить в положение
«Зарядное напряжение»;
— тумблер «Проверка» — «Работа» установить в поло-
жение «Работа»;
— поворотом ручки «Зарядное напряжение» проверить
возможность установки нормальных зарядных напряжений
на первом («5») и втором («50») диапазонах (стрелка из-
мерительного прибора совмещается с красной риской 773).
Установку рабочего режима измерит ел fa-
126
йог о устройства рекомендуется проводить в следую-
щем порядке:
— перевести переключатель рода работы в положение
«Работа» (т. е. измерение доз облучения), а тумблер «Кон-
троль нуля» — «Работа» оставить в положении «Контроль
нуля»;
— после нажатия кнопки «Сброс» ручкой «Установка
нуля» добиться совмещения стрелки измерительного при-
бора с нулевым делением шкалы;
— перевести тумблер «Контроль нуля» — «Работа» в по-
ложение «Работа», нажать кнопку «Сброс» и ручкой peiy-
лятора «Установка шкалы» добиться совмещения стрелки
измерительного прибора с зеленой риской в конце шкалы доз;
— переключив тумблер «Контроль нуля» — «Работа»
в положение «Контроль нуля» и нажав кнопку «Сброс»,
снова проверить установку нуля, а затем проверить уста-
новку стрелки измерительного прибора на зеленую риску
шкалы; в случае несовпадения стрелки измерительного при-
бора с этими опорными точками шкалы вновь повторить
описанную выше установку рабочего режима измеритель-
ного устройства.
Проверка работоспособности зарядно-
измерительного пульта производится по величине
начальных показаний контрольной камеры № 200 на диапа-
зонах 5 р и 50 р. Начальными показаниями камеры принято
называть результат измерений с помощью пульта нормаль-
но заряженной, но не подвергавшейся облучению камеры.
Величина начальных показаний зависит от точности уста-
новки зарядного напряжения, правильности регулировки из-
мерительного устройства, а также от величины емкости кон-
денсатора камеры.
Порядок проверки рекомендуется следующий:
— переключатель «5—50» установить на требуемый ди-
апазон измерений;
— снять защитные колпачки, закрывающие гнезда «За-
ряд» и «Измерение»;
— вынуть контрольную ионизационную камеру из
гнезда;
— ручку переключателя рода работы перевести в поло-
жение «Заряд», а тумблер «Проверка» — «Работа» — в по-
ложение «Работа»;
— установить стрелку измерительного прибора с по-
мощью регулятора «Зарядное напряжение» на риску U3 по
нижней шкале;
127
— отвернуть нижнюю пробку контрольной ионизацион-
ной камеры и открытым концом вставить ее в гнездо «За-
ряд», слегка нажать и отпустить; при этом происходит за-
ряд конденсатора; заряженную камеру вынуть из гнезда;
— ручку переключателя рода работы перевести в поло-
жение «Работа»; нажать кнопку «Сброс» и проверить пра-
вильность установки стрелки на зеленую риску — исходное
положение для измерения;
— вставить контрольную камеру в гнездо «Измерение»,
слегка нажать пальцем на ее колпачок, при этом стрелка
прибора должна отклониться влево и остановиться около
нулевого деления шкалы с допустимым разбросом в преде-
лах от —2 до +3 деления. (Точное значение начальных по-
казаний для контрольной камеры приводится в техническом
паспорте комплекта в его формуляре.)
Зарядно-измерительный пульт, удовлетворяющий требо-
ваниям описанной проверки, пригоден для проведения за-
ряда камер и измерения доз облучения.
Проверка работоспособности ионизационных камер
Проверка работоспособности ионизационных камер про-
изводится путем определения величины начальных показа-
ний и саморазряда за 24 часа. Для проверки начальных по-
казаний производится зарядка камер на любом из диапазо-
нов и затем измерение дозы без облучения камер.
Начальные показания зависят от величины емкостисти-
рофлексных конденсаторов камер и по техническим усло-
виям не должны превышать % от всей шкалы доз (т. е.
находиться в пределах от Д-З-го до —2-го деления шкалы).
Саморазряд малогабаритных камер, т. е. постепенное
уменьшение электрического заряда на обкладках стиро-
флексного конденсатора вследствие утечки через изолятор,
приводит к ложному увеличению измеряемых с помощью
камеры доз облучения. По техническим данным комплекта
ДП-21-А (ДП-21-Б) показания необлученных камер вслед-
ствие саморазряда за 24 часа хранения при температуре
+20°+ 2° С не должны превышать +7% от максимальной
дозы диапазона измерений (т. е. +3,5 деления шкалы).
Камеры, имеющие саморазряд больше 7% за сутки, счита-
ются неисправными.
Проверку всех 200 штук камер комплекта ДП-21-А
(ДП-21-Б) на начальные показания и саморазряд рекомен-
дуется в процессе эксплуатации производить не реже одного
раза в месяц.
128
Работа с зарядно-измерительным пультом
при проведении дозиметрического контроля облучения
Дозиметрический контроль облучения (измерение доз
гамма-излучения) производится в следующем порядке:
а) лицам, которым предстоит работать при наличии гам-
ма-излучения, перед началом работы выдается по одной за-
ряженной ионизационной камере;
б) по окончании работы ионизационные камеры возвра-
щаются лицу, выдавшему их, которое производит измерение
индивидуальных доз и результаты заносит в журнал учета
облучения.
Зарядка камер и измерение индивидуальных доз произ-
водятся на зарядно-измерительном устройстве в следующем
порядке.
Зарядка камер:
— ручка переключателя «Диапазон» устанавливается
в требуемое положение («5» или «50»), а тумблер «Провер-
ка» — «Работа» — в положение «Работа»;
— поворотом ручки «Зарядное напряжение» стрелка из-
мерительного прибора устанавливается на красную риску
шкалы U3, что соответствует нормальному зарядному на-
пряжению;
— отвертывается нижняя пробка ионизационных камер
и колпачок гнезда «Заряд»;
— камеры поочередно вставляются в гнездо «Заряд»,
слегка нажимаются и отпускаются; при этом происходит за-
ряд камер;
— завинчиваются нижние пробки камер и их номера
регистрируются в журнале учета облучения с указанием
диапазона измерений.
По окончании зарядки камер зарядно-измерительное
устройство выключается и гнездо «Заряд» закрывается кол-
пачком.
Измерение дозы облучения:
— включается зарядно-измерительное устройство;
— проверяется режим работы электрометрической лам-
пы зарядно-измерительного устройства в соответствии с из-
ложенным выше порядком;
— ручка переключателя «Диапазон» устанавливается на
тот диапазон, на котором производилась зарядка измеряе-
мой камеры;
9—1421
129
— камера с отвернутой нижней пробкой вставляется
открытым концом в гнездо «Измерение» и слегка нажи-
мается на ее колпачок;
— производится отсчет дозы облучения при нажатой
камере непосредственно в рентгенах на соответствующем ди-
апазоне шкалы («О—5» или «О—50»); измеренная доза ре-
гистрируется в журнале учета облучения.
Затем камера вынимается из гнезда «Измерение» и в ее
открытый конец завинчивается пробка. Для подготовки
пульта к измерению следующей камеры нажимается и от-
пускается кнопка «Сброс»; стрелка измерительного прибора
должна при этом установиться на зеленую риску шкалы.
Примечание. При длительной работе через каждые 5—10 ми-
нут необходимо контролировать сохранность опорных точек (нуля при-
бора и зеленой риски шкалы), в противном случае в отсчет величины
дозы облучения будет внесена ошибка.
После окончания измерений необходимо' выключить пи-
тание пульта и закрыть гнездо «Измерение» колпачком.
При эксплуатации комплекта ДП-21-А (ДП-21-Б) необ-
ходимо учитывать, что при систематическом облучении са-
мозаряд камер может возрасти до 10—12% зга сутки после
набранной дозы в 7—10 р и до 20—50% после набранной
дозы в 30—50 р. Чтобы саморазряд камер уменьшить до
прежней величины (7% за сутки), необходимо или прогреть
их в течение 6 часов при температуре от +40 до +50° С
или не подвергать облучению в течение 7—10 дней.
Саморазряд ионизационных камер увеличивается при по-
падании влаги в их рабочий объем. Попадание грязи и влаги
в гнездо «Измерение» пульта и в герметизированный отсек
усилителя может привести к появлению ошибок при изме-
рении. Учитывая это, необходимо хранить прибор ДП-21-А
(ДП-21-Б) в сухом отапливаемом помещении, а при экс-
плуатации по возможности оберегать от воздействия
влаги.
С целью поддержания комплекта индивидуального дози-
метрического контроля облучения в рабочем состоянии и
своевременного обнаружения неисправностей необходимо
систематически производить профилактические осмотры —
недельный, месячный и полугодовой, содержание которых
указывается в инструкции к прибору. Все сведения, касаю-
щиеся технического состояния, технического осмотра и про-
верки, а также ремонта должны записываться в техниче-
ский формуляр.
130
Принципиальная схема зарядно-измерительного
пульта ДП-21-А
приведена на
Подгонка
шкалы Накал"
Накал
мкл
£н
Рис. 61. Цепи пульта в положе-
нии переключателя „Накал"
Принципиальная схема зарядно-измерительного пульта
ДП-21-А со спецификацией деталей к ней
рис. 60.
Работу схемы пульта
удобнее разобрать по отдель-
ным ее цепям. С этой целью
рассмотрим схемы цепей
пульта в различных положе-
ниях переключателя рода
работы.
Цепи пульта в положе-
нии переключателя «Накал»
(рис. 61). В этом положе-
нии главного переключателя
включается питание цепи
накала лампы и обеспечи-
вается контроль этого напря-
жения.
Цепь накала состоит из
элемента ЗС 45, реостата накала 4 и нити накала лампы
(1—7 штырьки на цоколе лампы). Микроамперметр (изме-
рительный прибор) 63 вместе с дополнительными сопротив-
лениями 5 и 6 образует вольтметр для контроля напряже-
ния накала лампы.
С помощью переменного сопротивления 6 осуще-
ствляется подгонка шкалы измерительного прибора при
электрической регулировке пульта так, чтобы отметке UH
соответствовало напряжение накала 1 в.
Цепи пульта в положении переключателя «Анод»
(рис. 62). В этом положении главным переключателем до-
полнительно включается питание в цепь катодной сетки
лампы (элементы 50, 51, 52), в цепь анода (эле-
менты 50—55), а микроамперметр 63 вместе с дополнитель-
ными сопротивлениями 25 и 26 включается в качестве
вольтметра для контроля напряжения, подаваемого на анод
лампы.
Постоянное сопротивление 31 и переменное сопротивле-
ние 30 образуют делитель напряжения, подключенный к ча-
сти анодной батареи; изменяя величину сопротивления 30,
можно установить нормальное рабочее анодное напряжение
7,5 в. Этому напряжению должно соответствовать отклоне-
9*
131
Рис. 60. Принципиальная схема зарядпо-пзмерптелыюго пульта ДП-21-А
Зак. № 1421. К стр. 130
№ детали
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
31
33
36
40
41
42
43
44
45
46—58
59—62
63
64
65
66
67
68
Спецификация
(к prte. 00)
Н.чимепоизиио детали Тип
величина Допуск В
Сопротивление ВС-0,25 150 ом 4 10
Сопротивление переменное СП-1 4.7 к’о.|/
Сопротивление ВС-0,25 2 кол 4 10
Сопротивление переменное проволочное Спеппал ыюе 30 ко 1/
Сопротивление ВС-9,5 10 ко.и + 10
Сопротивление переменное СП-11 ‘2'2 ком
Сопротивление ВС-0,5 100 ком + 10
Сопротивление переменное СП-11 220 ком
Сопротивление ВС-0,5 ‘2,2 Мом 4 10
Сопротивление перемен ное СП-П 1 Мом
Сопротивление ВС 0,5 20 ком + 10
Сопротивление переменное СП-11 47 ком
Сопротивление ВС-0,5 33 ком 4 10
Сопротивление переменное СП-1 47 ком
Сопротивление ВС-0,25 27 ком + 5
Сопротивление ВС-0,25 1 ком + 5
Сопротивление ВС-0,25 10 ком + 5
Сопротивление ВС-0,25 2 ком + 5
Сопротивление переменное СП-1 470 ком
Сопротивление ВС-0,25 430 ком 4- 5
Сопротивление ВС-0,25 47 кол ;.i- 5
Сопротивление ВС-0,25 3 ком 4- 5
Сопротивление ВС-0,25 820 ком + 10
Сопротивление переменное СП-1 220 Ком
Сопротивление В С-0,5 100 ком + 10
Сопротивление переменное СП-П 220 ком
Сопротивление переменное СП-П 220 ком
Сопротивление переменное СП-1 47 ком
Спирт пиление ВС-0.25 10 ком + 10
Сопротивление переменное СП-1 47 ком
Сопротивление ВС-0,25 3 ком + 10
Конденсатор Стирофлексный
Конденсатор Стирофлексный
Лампа электрометр пне с кая 1Э1П
Гнездо плексигласовое МО-2с9
Гнездо янтарное МО-2с8
П е ре к л ю ч ате ль пя типа а т и ый ПУМ-1с1,3
Переключатель двух п л а т и ы й МО-2с2
Сухой элемент ЗСУ-ЗО 1,5 в
Сухой элемент ФБС 1,5 в
Батарея ГБ-80-0,15 80 в
Микроамперметр М-24 100 мка 2 класс
Тумблер-перекл ючатель
Тумблер-переключатель
Кнопка Специальная
Индивидуальная ионизационная камера МО-1 с 1
Конденсатор Стирофлексный 390 пф + 5
1,0
Рис. 62. Цепи пульта в положении переключателя
„Апод“
ние стрелки микроамперметра до отметки Ua. Необходимая
для выполнения этого условия регулировка осуществляется
переменным сопротивлением 26 подгонки шкалы «Анод».
Назначение остальных элементов анодной цепи будет рас-
смотрено ниже.
Цепи пульта в положении переключателя «Смещение»
(рис. 63). В положении переключателя «Смещение» уста-
Рис. 63. Цепи пульта в положении переключателя
„Смещение11
132
Рис. 64. Цепи пульта в положении переключателя „Зарядное на-
пряжение“ — схема зарядного устройства
навливается напряжение смещения на управляющей сетке
электрометрической лампы 1Э1П (риска Д„).
Батарея цепи смещения состоит из четырех элементов
ФБС 46—49. Сопротивления 14—18 образуют делитель на-
пряжения, с помощью которого обеспечивается возможность
получения напряжения —4 в на верхних (по схеме) контак-
тах переключателя (тумблера 64} «Контроль нуля» — «Ра-
бота» и напряжения —1,2 в на нижних контактах того же
переключателя. Напряжение смещения (—4 в или —1,2 в
в зависимости от положения переключателя 64} подается па
контакт кнопки «Сброс».
Контроль напряжения смещения осуществляется вольт-
метром, состоящим из микроамперметра 63 и дополнитель-
ных сопротивлений 11, 12 и 13. С помощью переменного
сопротивления 12 обеспечивается подгонка чувствительности
вольтметра с таким расчетом, чтобы отметке па шкале
соответствовало напряжение смещения —4 в.
Цепи пульта в положении переключателя «Зарядное на-
пряжение» (рис. 64). В положении переключателя «Зарядное
напряжение» производится заряд ионизационных камер.
Источник зарядного напряжения содержит 4 батареи
87-ПМЦГ-0,15 59—62 и имеет напряжение порядка 320 в.
Напряжение от этих батарей с помощью тумблера может
быть подведено либо к основному делителю напряжения,
состоящему из сопротивлений 19—22, в положении «Ра-
бота», либо к вспомогательному делителю напряжения, со-
стоящему из сопротивлений 23 и 24, в положении «Про-
верка».
133
Необходимое напряжение заряда камер для диапазона
измерений 50 р (порядка 200 в) устанавливается перемен-
ным сопротивлением 19, ручка которого обозначена «За-
рядное напряжение», и через переключатель диапазонов 44
подается к электродам гнезда «Заряд» 41. Зарядное напря-
жение для диапазона 5 р (порядка 20 в) снимается с двух
сопротивлений 21 и 22 и через тумблер 65, переключа-
тель 44 в положении 5 р, сопротивления 9 и 10 также под-
водится к зарядному гнезду. Микроамперметр 63 вместе
с дополнительными сопротивлениями 7 и 8 используется для
контроля зарядного напряжения диапазона 5 р, а с че-
тырьмя сопротивлениями 7—10—для контроля зарядного
напряжения диапазона 50 р.
Точное значение зарядных напряжений указано в пас-
порте комплекта и должно соответствовать отклонению
стрелки измерительного прибора до отметки U3. Перемен-
ное сопротивление 6’ служит для подгонки шкалы вольт-
метра на риску U3 при работе на первом диапазоне, а пе-
ременное сопротивление 10 — на втором.
Цепи пульта в положении переключателя «Работа».
В положении переключателя «Работа» производится изме-
рение остаточного заряда ионизационных камер. Схема из-
мерительного устройства представлена на рис. 65.
Рис. 65. Цепи пульта в положении переключателя „Работа" —
схема измерительного устройства
134
В качестве измерительного устройства используется
электрометрический усилитель постоянного тока (ламповый
вольтметр), собранный на лампе типа 1Э1П. К управляю-
щей сетке лампы, в зависимости от диапазона измерений,
подключается либо группа конденсаторов 36 емкостью по-
рядка 2300 мкмкф (для диапазона «5»), либо группа кон-
денсаторов 33 емкостью порядка 28 000 мкмкф (для ди-
апазона «50»), Точные данные конденсаторов указаны
в паспорте комплекта. Сопротивление в цепи сетки лампы
отсутствует.
При нажатой кнопке «Сброс» конденсаторы 33 или 36
заряжаются до напряжения —4г; или —1,2 в в зависимости
от положения тумблера «Контроль нуля» — «Работа».
Управление тумблером и кнопкой производится с передней
панели зарядно-измерительного пульта. Если тумблер «Кон-
троль нуля» — «Работа» находится в положении «Контроль
нуля», то конденсаторы заряжаются до напряжения —4 в.
Если тумблер «Контроль нуля» — «Работа» находится в по-
ложении «Работа», то при нажатии кнопки «Сброс» кон-
денсаторы заряжаются до напряжения —1,2 в. Напряжения
—4 в и —1,2 в снимаются с делителя, который состоит из
переменного сопротивления 14 и постоянных сопротивле-
ний 15, 16, 17 .и 18 (рис. 65).
В анодную цепь лампы включен измерительный стре-
лочный прибор (микроамперметр 63) па 100 мка.
Параллельно этому прибору включены:
1. Компенсационная цепь, состоящая из трех последо-
вательно соединенных элементов ФБС 56—58, создающих
напряжение 4,5 в; переменного сопротивления «Установка
нуля» (грубо) 27; переменного сопротивления «Установка
нуля» 28 и постоянного сопротивления 29.
Компенсационная цепь служит для установки стрелки
измерительного прибора на нуль. Регулировка величины
компенсационного тока осуществляется переменным сопро-
тивлением 28, ручка управления которым выведена на пе-
реднюю панель зарядно-измерительного пульта (ручка
«Установка нуля»).
2. Шунт, состоящий из постоянных сопротивлений 1, 3
и переменного сопротивления 2.
Шунтирующая цепь предназначена для регулировки
максимального тока, проходящего через микроамперметр.
Регулировка максимального тока (установка стрелки изме-
рительного прибора на зеленую риску в конце шкалы при-
бора) осуществляется переменным сопротивлением 2, управ-
135
Рис. 66. Сеточная характеристика анод-
ного тока лампы 1Э1П и ее рабочий
участок
ление которым произ-
водится с передней па-
нели ручкой «Установ-
ка шкалы».
В качестве рабоче-
го участка использует-
ся линейная часть ха-
рактеристики лампы
усилителя от —4 до
—1,2 в, т. е. в пределах
2,8 в (рис. 66).
При подаче на сет-
ку лампы напряжения
—4 в через измеритель-
ный прибор протекает
начальный ток лампы,
равный 5—10 мка. Что-
бы этот ток исключить из показаний прибора, через Него
пропускается ток компенсационной цепи такой же по вели-
чине (5—10 мка), но обратный по направлению. В резуль-
тате стрелка измерительного прибора устанавливается на
нуль и начальный ток лампы на измерения не влияет.
Установка стрелки измерительного прибора на нуль про-
изводится при помощи переменного сопротивления 28.
При подаче на управляющую сетку лампы напряжения
—1,2 в в ее анодной цепи установится ток более 100 мка
(рис. 66), но ток через измерительный прибор, включенный
в эту же цепь, не должен превышать 100 мка. Для этого изме-
рительный прибор 63 шунтируют сопротивлениями 1, 2 и 3.
Установка стрелки измерительного прибора в это край-
нее положение производится переменным сопротивлением 2
по зеленой риске на шкале.
Конденсаторы 33 (диапазон «50») и 36 (диапазон «5»)
во входной цепи электрометрической лампы подобраны та-
кой величины, чтобы при подключении к гнезду «Измере-
ние» заряженной ионизационной камеры, не бывшей под
облучением, напряжение на управляющей сетке лампы со-
ответствовало —4 в. Это происходит при заряде иониза-
ционной камеры напряжением порядка 20 в на поддиапа-
зоне «5» и порядка 200 в на поддиапазоне «50».
При одном из указанных напряжений (20 или 200 в)
заряд стирофлексного конденсатора камеры, подключенной
к гнезду «Измерение», распределившись между конденсато-
ром камеры и конденсатором 33 или 36, изменит напряже-
136
ние на конденсаторах и соответственно потенциал управ-
ляющей сетки лампы с —1,2 в до —4 в. В результате этого
через лампу будет протекать начальный анодный ток и
стрелка измерительного прибора установится на нуль.
При воздействии на заряженную камеру гамма-излуче-
ния заряд камеры уменьшается. Поэтому при подсоедине-
нии такой камеры к гнезду «Измерение» изменение напря-
жения на сетке лампы будет меньшим, чем в предыдущем
случае, а анодный ток соответственно больше; измеритель-
ный прибор зарегистрирует полученную камерой дозу гам-
ма-излучения.
Аналогичное явление во входной цепи происходит при
проверке работоспособности пульта по контрольной камере
без использования гамма-источника.
В этом случае камера заряжается в гнезде «Заряд» при
включении тумблера зарядного устройства «Работа» —
«Проверка» в положение «Проверка». Необходимое заряд-
ное напряжение при этом устанавливается переменным со-
противлением 24 на диапазоне «5». При подсоединении
к гнезду «Измерение» камеры, заряженной неполным на-
пряжением, измерительный прибор укажет дозу, которую
получила бы камера под действием гамма-излучения при
разряде ее конденсатора до данного напряжения. Контроль
работоспособности пульта может производиться при любом
зарядном напряжении на диапазоне «5», которое возможно
установить переменным сопротивлением 24-, этим обеспечи-
вается ориентировочная проверка правильности градуировки
шкалы доз прибора.
Необходимо отметить, что если напряжение на камере
перед измерением дозы по каким-либо причинам окажется
меньше —1,2 в, то стрелка измерительного прибора будет
отклоняться вправо от зеленой риски. Последнее объяс-
няется стеканием части заряда с входного конденсатора 33
или 36 на конденсатор камеры. Резкое отклонение стрелки
прибора при измерении вправо от зеленой риски после по-
вторного заряда камеры нормальным рабочим напряжением
свидетельствует о замыкании между электродами камеры.
Принципиальная схема зарядно-измерительного
пульта ДП-21-Б
Принципиальная схема зарядно-измерительного пульта
ДП-21-Б приведена на рис. 67. От рассмотренной схемы
ДП-21-А она отличается нумерацией ряда деталей и некото-
рым изменением схемы цепи компенсации в связи с измене-
137
138
нием источников питания (13 элементов ФБС заменены
двумя батареями 13-АМЦГ-0,5). Указанные изменения не-
трудно определить по схеме измерительного устройства
ДП-21-Б, приведенной на рис. 68. 5
5. ПРИБОР ДП-11-Б (ДП-11-А)
Назначение и технические данные прибора
Прибор ДП-11-Б (ДП-11-А) является бета-гамма-радио-
метром. Он предназначен для обнаружения и измерения
степени зараженности бета-гамма-активными веществами
поверхностей различных объектов, почвы, одежды и кожных
покровов людей и для определения наличия радиоактивных
веществ в пробах воды, продовольствия, фуража и т. д. Ра-
диометр ДП-11-Б используется также для измерения малых
уровней (мощностей доз) жесткого гамма-излучения. Обна-
ружение и грубая оценка зараженности радиоактивными ве-
ществами производятся с помощью телефонов; измерение —
с помощью стрелочного прибора и градуировочного графика
или таблицы.
Диапазон измерений степени зараженности поверхностей
бета-гамма-активными веществами прибора ДП-11-Б соста-
вляет от 150 до 1 000 000 распадов в минуту с 1 см2 поверх-
ности; диапазон измерения уровней гамма-излучения — от
0,03 до 20 мр/час.
В приборах ДП-11-А диапазоны измерений соответствен-
но
Рис. 69. Общий вид комплекта радиометра ДП-11-Б (ДП-11-А)
140
Но составляют: от 50 до 600 000 распадов в минуту с 1 см2
и от 0,02 до 30 мр[час. Для повышения точности измерений
прибор имеет два электрических поддиапазона.
Время установления показаний прибора не превышает:
на втором поддиапазоне 0,5 мин., на первом поддиапазоне
1 мин.
Погрешность градуировки радиометра относительно ти-
пового градуировочного графика, прилагаемого к техниче-
скому описанию прибора, не более +50%.
Дополнительная погрешность от дестабилизирующих
факторов (холод, тепло, влага) при разновременном их дей-
ствии не более +20%, причем показания прибора завыша-
ются при пониженной температуре и занижаются при по-
вышенной температуре.
Радиометр работоспособен в интервале температур от
—40° С (при использовании хладостойких батарей) до
+50° С, при нормальной относительной влажности окру-
жающего воздуха (60—70%), а также при влажности окру-
жающего воздуха до 98% (при 20 +5° С).
Пульт радиометра допускает работу с прибором под
дождем. Зонд радиометра герметичен и допускает погруже-
ние его головки в воду.
В зоне излучения с уровнями радиации, превышающими
500 мр1час, во избежание порчи счетчика радиометр не дол-
жен оставаться включенным более 30 сек.
Питание радиометра осуществляется от двух элементов
1,6-ПМЦ-У-8 (2С) и одной батареи 87-ПМЦГ-0,15 (ГБ-80).
Свежий комплект источников питания обеспечивает не менее
50 часов непрерывной работы прибора при нормальной тем-
пературе (20° С).
Вес рабочего комплекта не более 5,4 кг.
Вес промышленного комплекта с укладочным ящиком не
более 13,2 кг.
Габариты пульта 260 ХИ5Х175 мм. Длина зонда
около I м. Диаметр зонда не более 35 мм. Прибор перено-
сится и обслуживается одним оператором.
Общий вид рабочего комплекта радиометра приведен на
рис. 69.
Блок-схема и принцип работы радиометра
Блок-схема радиометра ДП-11-Б (ДП-11-А) представ-
лена на рис. 70.
Радиометр содержит:
а) газовый счетчик;
141
Рис. 70. блок-схема радиометра ДП-11-Б (ДП-11-А)
б) регистрирующую схему, состоящую из усилителя-
ограничителя (калибратора) импульсов, интегрирующей
(суммирующей) схемы, лампового вольтметра с магнито-
электрическим микроамперметром и головных телефонов;
в) элементы электропитания радиометра: комплект бата-
рейных источников питания и высоковольтный преобразова-
тель напряжения, обеспечивающий получение высокого по-
стоянного напряжения порядка 400 в, необходимого для
питания газового счетчика.
Рис. 71. График импульсов напряжения
газового счетчика (а), импульсов на вы-
ходе усилителя-ограничителя (б) и выход-
ного напряжения интегрирующей схемы
(в) радиометра
142
Под воздействием бета-частиц и гамма-квантов в счет-
чике СТС-5 возникают импульсы самостоятельного газового
разряда, вызывающие появление импульсов напряжения.
График импульсов напряжения газового счетчика при-
веден на' рис. 71, а.
Регистрирующая схема радиометра должна обеспечить
подсчет среднего числа импульсов напряжения газового
счетчика в единицу времени, т. е. измерение средней скоро-
сти счета импульсов.
Усилитель-ограничитель усиливает импульсы газового
счетчика и одновременно делает их равными по амплитуде
и отчасти по длительности, т. е. калибрует импульсы.
В схеме усилителя-ограничителя работает лампа 2П1П.
Импульсы, откалиброванные и усиленные усилителем-огра-
ничителем (рис. 71,6), передаются на телефоны и интегри-
рующую схему.
Интегрирующая схема содержит интегрирующий (т. е.
суммирующий электрические заряды) контур, состоящий из
конденсатора и сопротивления. Подзаряд конденсатора ин-
тегрирующего контура происходит через двухэлектродпую
часть лампы 1Б1П (диод-пентод) от каждого выходного им-
пульса усилителя-ограничителя. В интервалах между им-
пульсами конденсатор несколько разряжается через сопро-
тивление интегрирующего контура (рис. 71, в). В резуль-
тате электрический заряд и напряжение на конденсаторе
интегрирующего контура постепенно увеличиваются до тех
пор, пока среднее значение зарядного тока (т. е. количество
электричества, поступающего на заряд конденсатора в еди-
ницу времени) и среднее значение тока разряда конденса-
тора не будут равны между собой. Среднее значение уста-
новившегося напряжения на интегрирующем контуре (пока-
зано пунктиром на рис. 71, в) пропорционально среднему
числу импульсов газового счетчика в единицу времени.
Время установления напряжения на интегрирующем кон-
туре зависит от емкости конденсатора и составляет 0,5 мин.
для второго поддиапазона и 1 мин. для первого поддиапа-
зона. Напряжение с интегрирующего контура подводится
далее к ламповому вольтметру. Ламповый вольтметр рабо-
тает на пентодной части лампы 1Б1П. В анодную цепь этой
лампы включен микроамперметр с левым отклонением
стрелки1. После включения питания на радиометр стрелка
1 В отсутствии тока стрелка прибора находится в крайнем правом
положении. Появление тока отклоняет стрелку прибора влево (против
часовой стрелки).
143
микроамперметра устанавливается в крайнее левое положе-
ние против нулевого деления шкалы прибора (условный
нуль). Под воздействием напряжения, возникающего на ин-
тегрирующем контуре, стрелка измерительного прибора от-
клоняется от условного нуля. Отклонение стрелки прибора
увеличивается с увеличением потока ионизирующих частиц,
воздействующих на газовый счетчик радиометра.
По показанию стрелки прибора с помощью типового гра-
дуировочного графика, помещенного в техническом описа-
нии к прибору, или типовой градуировочной таблицы, рас-
положенной на откидной крышке пульта, можно определить
степень зараженности бета-гамма-активными веществами
Поверхности, к которой поднесен зонд радиометра с газо-
вым счетчиком, или мощность дозы гамма-излучения в той
точке Пространства, в которую помещен газовый счетчик.
Степень заражения поверхностей радиоактивными веще-
ствами, а также уровни гамма-излучения удобно оценивать
с помощью телефонов по частоте прослушиваемых щелчков.
Рабочее напряжение газового счетчика СТС-5 около
400 в. Для получения такого напряжения в радиометре ис-
пользуется высоковольтный преобразователь напряжения.
Преобразователь состоит из импульсного генератора, рабо-
тающего на лампе 2ПШ, и селенового выпрямителя.
Благодаря использованию газового счетчика, работаю-
щего в режиме самостоятельного разряда, радиометр
ДП-11-Б (ДП-11-А) является очень чувствительным прибо-
ром, способным обнаруживать весьма слабые радиоактив-
ные излучения и, следовательно, измерять незначительную
степень зараженности поверхностей радиоактивными веще-
ствами. О весьма высокой чувствительности радиометра
указывает, например, тот факт, что в отсутствии радиоактив-
ной зараженности местности радиометр регистрирует есте-
ственный фон ионизирующих излучений, созданный радио-
активными излучениями земли, космическими лучами и т. д.
Материальная часть радиометра и органы управления
Радиометр ДП-11-Б (ДП-11-А) состоит из двух частей:
пульта и зонда. В рабочий комплект радиометра входят
также головные телефоны типа ТА-4 с укороченным шну-
ром, лямки для ношения пульта радиометра на груди опе-
ратора и ремень для переноски зонда радиометра на плече.
Зонд с пультом соединяется гибким кабелем с помощью
фишки с накидной гайкой. Электрическая схема прибора
144
размещена внутри ствола зонда и внутри пульта. Ствол
зонда оканчивается измерительной головкой, внутри кото-
рой расположен газовый счетчик СТС-5. Измерительная го-
ловка имеет два рабочих положения:
— прямое (ствол зонда и измерительная головка со-
ставляют одну прямую линию);
— угловое (измерительная головка повернута и состав-
ляет со стволом зонда угол около 120°).
Рис. 72. Верхняя панель радиометра ДП-Н-Б
Пульт радиометра. Пульт прибора имеет дюралюминие-
вый кожух, который крепится к верхней панели прибора
двумя накидными замками.
На верхней панели пульта радиометра (рис. 72) разме-
щены измерительный прибор (микроамперметр) и ручки
управления:
— главный переключатель прибора, имеющий пять по-
ложений:
1) «Вык.» (выключено)—радиометр выключен;
2) «Н» (накал) — контроль и установка напряжения
накала ламп;
3) «А» (анод) —контроль и установка анодного напря-
жения на лампы радиометра;
4) «2» — поддиапазон измерения больших степеней за-
раженности радиоактивными веществами и мощностей доз
гамма-излучения;
10-1421
145
5) «1» — поддиапазон измерения меньших степеней за-
раженности радиоактивными веществами и мощностей доз
гамма-излучения;
— ручка регулятора (реостата) накала «Накал», с по-
мощью которой устанавливается нормальное напряжение
накала ламп радиометра; вращению ручки по часовой
стрелке соответствует увеличение напряжения накала, про-
тив часовой стрелки — уменьшение;
— ручка регулятора анодного напряжения «Анод», с по-
мощью которой обеспечивается установка нормального
анодного напряжения; контроль величины напряжения
накала ламп и анодного напряжения осуществляется по из-
мерительному прибору радиометра; нормальным напряже-
ниям накала и анода соответствует отклонение стрелки при-
бора до отметок «Н» и «А» соответственно;
— ручка «Установка нуля», совмещенная с кнопкой
«Сброс»; с помощью кнопки «Сброс» (при нажатии) обеспе-
чивается разряд конденсатора интегрирующего контура и
тем самым сброс (устранение) предшествующих показаний
прибора; при нажатой кнопке «Сброс» с помощью ручки
«Установка нуля» производится установка стрелки прибора
па нулевое деление шкалы.
Измерительный прибор (типа М-205 на 200 мка) имеет
внутреннюю лампочку подсвета шкалы, включаемую при
работе в ночных условиях (в темноте) специальным кно-
почным включателем «Осв.», расположенным справа от
микроамперметра.
На верхней панели пульта также размещены гнезда для
включения вилки телефонов и разъемное соединение для
подключения кабеля зонда, закрывающееся навинчиваю-
щейся крышкой.
Верхняя панель пульта закрывается откидной крышкой,
в которой имеется смотровое окно, позволяющее произво-
дить измерения с закрытой верхней крышкой. На внутрен-
ней стороне крышки нанесены типовая градуировочная таб-
лица и краткая инструкция по включению радиометра.
С верхней панелью прибора жестко связан отсек источ-
ников питания радиометра и часть электрической схемы,
расположенной в пульте.
Отсек с электрической схемой прикрыт тонким алюми-
ниевым экраном, закрепленным одним винтом снизу. Этот
винт опечатывается мастичной пломбой. В алюминиевом
экране имеются отверстия, обеспечивающие доступ отверт-
кой к оргаиа,м регулировки радиометра: к переменному со-
146
противлению установки рабочего напряжения газового счет-
чика «плато» и к регуляторам чувствительности радиометра
на первом и втором поддиапазонах. Регуляторы чувствитель-
ности используются только при градуировке прибора по эта-
лонным радиоактивным препаратам опытным техником (ма-
стером) . Изменять положение шлицев регуляторов чувстви-
тельности запрещается, так как это приведет к нарушению
градуировки прибора. Регулировка рабочего напряжения
газового счетчика производится при замене счетчика,
а также перед очередной проверкой градуировки по эталон-
ным препаратам.
Рядом с экраном, прикрывающим отсек схемы, располо-
жены колодки с малогабаритными нажимными клеммами
для подключения выводов элементов 1.6-ПМЦ-У-8 (2С) и
батареи 87-ПМЦГ-0,15. Там же расположено приспособле-
ние с перемычками (замыкателями) для параллельного и
последовательного соединения элементов. Краткая инструк-
ция по подключению источников питания, а также правила
установки напряжения газового счетчика на «плато» поме-
щены на алюминиевом экране, прикрывающем электриче-
скую схему пульта.
Конструкции пультов радиометров ДП-11-А и ДП-11-Б
не отличаются друг от друга.
Зонд радиометра. Зонд радиометра состоит из ствола и
поворотной измерительной головки.
Ствол зонда представляет собой дюралюминиевую трубу
диаметром 26 мм, внутри которой расположен каркас с мон-
тажной схемой. На конец ствола навертывается ручка, че-
рез которую проходит гибкий кабель с фишкой для подклю-
чения к пульту..
В стволе зонда расположены лампа 2П1П усилителя-
ограничителя и высоковольтный преобразователь, состоящий
из импульсного генератора на лампе 2П1П и селенового
выпрямителя.
. В зонде расположен также стаканчик с цветным силика-
гелем (влагопоглотитель). Измерительная головка соеди-
няется со стволом зонда с помощью шарнирного соединения.
На поворотной измерительной головке выгравированы но-
мер радиометра и стрелка, указывающая направление, в ко-
тором нужно вращать головку зонда при переводе ее из
продольного положения в угловое.
Измерительная головка зонда радиометра ДП-11-Б со-
стоит из внутреннего герметичного стакана, внутри которого
расположен газовый счетчик, и внешней оболочки (экрана),
10* 147
которую можно поворачивать и фиксировать в трех поло-
жениях: «Г», «Б1» и «Б2» (рис. 73). Такая конструкция из-
мерительной головки зонда позволяет получить широкий
диапазон измерения зараженности поверхностей бета-актив-
ными веществами и отсекать бета-частицы при измерении
мощности дозы гамма-излучения.
Известно, что в отличие от гамма-квантов, обладающих
большой проникающей способностью, бета-частицы с энер-
гиями до 2 Мэв поглощаются алюминиевым экраном тол-
Рис. 73. Три положения поворотной оболочки
зонда прибора ДП-Н-Б
щиной 4,5—5 мм. В закрывающем газовый счетчик внутрен-
нем стакане измерительной головки, изготовленном из алю-
миния толщиной 5 мм, прорезаны поперечные щели, за-
клеенные сверху тонкой алюминиевой фольгой, окрашенной
в лиловый цвет. Бета-частицы могут проходить через такую
фольгу и воздействовать на газовый счетчик.
На внутренний стакан надета поворотная оболочка из
алюминия толщиной 4,6 мм, в которой также имеются по-
перечные щели. В фиксированном положении «Б1» щели по-
воротной оболочки совпадают с щелями внутреннего' ста-
кана и благодаря этому обеспечивается проход бета-частиц
к газовому счетчику. Это положение используется для из-
мерения слабой степени зараженности поверхностей бета-
активными веществами.
В фиксированном положении «Б2» щели внутреннего
стакана прикрываются той частью поверхности поворотной
оболочки, в которой имеется всего одна узкая щель. Пло-
148
щадь этой щели составляет примерно ’/io от площади щелей
внутреннего стакана. Благодаря этому к газовому счетчику
может проходить примерно ‘/ю часть потока бета-частиц.
Таким образом, в положении «Б2» поворотной оболочки
обеспечивается возможность измерить степень зараженности
поверхностей бета-активными веществами в- 10 раз боль-
шую по сравнению с положением «Б1».
Фиксированное положение «Г» поворотной оболочки ис-
пользуется при измерении мощностей доз гамма-излуицния
с целью отсекания бета-частиц. В этом положении щелйщну-
треннего стакана полностью прикрыты той частью поверх-
ности поворотной оболочки, которая не имеет щелей. Благо-
даря этому на газовый счетчик могут воздействовать только
гамма-кванты.
Необходимо иметь в виду, что гамма-излучения, сопро-
вождающие бета-распады, проникают к газовому счетчику
при всех положениях поворотной оболочки измерительной
головки радиометра. Таким образом, с помощью радиометра
возможна либо регистрация суммарного бета- гамма-излу-
чения в положениях поворотной оболочки «Б|» и «Б2», что
используется для измерения степени зараженности поверх-
ностей бета-, гамма-активными веществами, либо только
гамма-излучения в положении поворотной оболочки «Г»
(используется для измерения мощностей доз гамма-излуче-
ния).
В радиометре ДП-11-А в отличие от радиометра ДП-11-Б
измерительная головка зонда имеет две поворотные обо-
лочки, в которых прорезаны щели, совпадающие с щелями
внутреннего стакана в фиксированном положении «Б-1-2»
(Б1). Это положение поворотных оболочек используется для
измерения малых степеней зараженности поверхностей ра-
диоактивными веществами.
Если внутреннюю поворотную оболочку с отметкой «1»
повернуть на 180°, то щели внутреннего стакана будут за-
крыты алюминиевой стенкой этой оболочки толщиной в 1 мм.
Алюминиевая стенка ослабляет поток бета-частиц, что
обеспечивает возможность расширения диапазона измерения
в сторону возрастания степени зараженности поверхностей
бета-активными веществами. Такое положение поворотных
оболочек соответствует обозначению «Б-2» (Б2).
Для измерения мощностей доз гамма-излучения («Г»)
необходимо обе поворотные оболочки установить так, чтобы
они прикрывали щели внутреннего стакана (положение
Г-1-2).
149
Подготовка прибора к работе и проверка
его работоспособности
Подготовка прибора к работе включает:
— установку и подключение источников питания (если
они ранее не были подключены);
— развертывание прибора, т. е. соединение зонда с пуль-
том, подключение телефонов, подгонка лямок для пере-
Ho®yi и удобства проведения измерений в полевых усло-
виях;
— установку рабочего режима радиометра;
— проверку работоспособности.
Для установки и подключения источни-
ков питания необходимо:
— подготовить элементы 2С и батарею 87-ПМЦГ-0,15,
зачистив (а при возможности и залудив) концы выводов
на длину примерно 0,8 см\
— не подключая зонда к пульту, проверить установку
главного переключателя в положение «Выкл.»; ручки
«Накал» и «Анод» повернуть против часовой стрелки до
упора;
— отстегнуть накидные замки на боковых стенках и
извлечь пульт из кожуха;
— разместить элементы и батарею на свои места и
выводы от них подсоединить к соответствующим малогаба-
ритным нажимным клеммам; батарею 87-ПМЦГ-0,15 закре-
пить накидным резиновым ремнем;
— проверить наличие и правильность установки перемы-
чек, обеспечивающих параллельное или последовательное
соединение элементов 2С между собой (свежие элементы
накала соединяются между собой параллельно; после раз-
ряда элементов накала, когда стрелка измерительного при-
бора в положении главного переключателя «Н» не уста-
навливается на риску «Н» шкалы, можно переключить эле-
менты с параллельного на последовательное соединение);
положение, в которое должны быть установлены перемычки
для параллельного («Паралл.») или последовательного
(«Последов.») соединения элементов накала, показано на
экране, закрывающем схемный отсек пульта;
— вставить пульт в кожух и защелкнуть накидные
замки.
Примечание. Последовательное соединение свежих элементов
2С может привести к перегоранию нитей накала ламп при включении
питания,
150
Развертывание прибора для работы в полевых
условиях рекомендуется производить в такой последователь-
ности:
— пристегнуть к пульту ремни и надеть пульт на опера-
тора (дозиметриста);
— вставить фишку кабеля зонда в колодку пульта и за-
крепить ее накидной гайкой;
— вставить вилку телефонов в гнезда на верхней панели
пульта.
Установка рабочего режима радиометра
производится в следующем порядке:
— перевести главный переключатель из положения
«Вык.» в положение «Н» (накал) и, вращая ручкой рео-
стата «Накал» по часовой стрелке, установить стрелку из-
мерительного прибора на риску «Н» шкалы, что соответ-
ствует нормальному напряжению накала;
— перевести главный переключатель в положение «А»
(анод) и ручкой «Анод» установить стрелку измерительного
прибора против риски «А» шкалы, что соответствует нор-
мальному анодному напряжению.
Перевести главный переключатель в положение «2» (вто-
рой поддиапазон) или «1» (первый поддиапазон) в соответ-
ствии с необходимостью. Нажать кнопку «Сброс» и, удержи-
вая ее в нажатом состоянии, ручкой «Установка нуля» до-
биться установки стрелки прибора на пулевое деление
шкалы.
Необходимо помнить, что при регулировке и контроле
напряжения накала и анодного напряжения положение
стрелки измерительного прибора правее отметок «Н» и «А»
соответствует пониженному накальному и анодному напря-
жениям. Заход стрелки влево от указанных отметок указы-
вает на повышение напряжения выше нормы, т. е. опасный
для ламп форсированный режим.
При использовании в приборе несвежих (значительно
разряженных) батарей и элементов возможны быстрые из-
менения напряжений питания, поэтому спустя 1—2 мин.
после включения необходимо вновь произвести проверку
установки нуля прибора при нажатой кнопке «Сброс»;
в случае отклонения стрелки измерительного прибора с ну-
левого деления шкалы следует произвести проверку напря-
жений накала и анодного питания и только после этого при
необходимости произвести повторную регулировку нуля.
Проверка работоспособности прибора может быть про-
изведена по характерным признакам в процессе подготовки
151
прибора к работе и с помощью контрольного препарата.
Признаками, характеризующими работоспособность при-
бора, являются:
— возможность и устойчивость установки рабочего ре-
жима ламп радиометра — напряжения накала, анодного на-
пряжения и установки стрелки микроамперметра на нулевое
деление шкалы;
— прослушивание в телефонах низкого звукового тона,
созданного работой импульсного генератора высоковольт-
ного преобразователя напряжения;
— прослушивание в телефонах редких щелчков и нали-
чие показаний микроамперметра на первом поддиапазоне,
созданных импульсами газового счетчика за счет естествен-
ного фона ионизирующих излучений; в незараженном ра-
диоактивными веществами помещении естественный фон мо-
жет создать отклонения стрелки микроамперметра до
6—10-го деления шкалы на первом поддиапазоне.
Проверку работоспособности прибора с помощью кон-
трольного препарата рекомендуется производить в следую-
щем порядке:
— поворотную оболочку измерительной головки устано-
вить в положение «Г», а главный переключатель — в поло-
жение «1»;
— поднося к головке зонда контрольный препарат, про-
следить за отклонением стрелки измерительного прибора до
крайнего правого деления шкалы на первом поддиапазоне;
— закрепить контрольный препарат на измерительной
головке зонда, совместив центр отверстия в обойме препа-
рата с отметкой «-)-» на поворотной оболочке;
— ручку главного переключателя перевести в положе-
ние «2» и определить показание прибора спустя 0,5—1 мин.
после нажатия кнопки «Сброс».
Прибор можно считать работоспособным, если его пока-
зания от комплектного контрольного препарата совпадают
с величиной показаний, записанной в формуляре прибора,
с точностью +20%. Если запись в формуляре имеет более
чем 4—6-месячную давность, необходимо учитывать умень-
шение активности контрольного препарата, содержащего
радиоактивный кобальт (Со60), с течением времени (см.
приложение 6).
Пример. Проверка работоспособности с помощью контрольного пре-
парата производится у прибора выпуска 1954 г. в 1959 г. (т. е. через
5 лет, или 60 месяцев). К 1959 г. активность препарата будет состав-
лять 0,52 (52%) первоначальной. Если показание прибора от данного
152
контрольного препарата в 1954 г. составляло, например, 3 мр’час, что
соответствует 56-му делению на втором поддиапазоне, то в 1959 г. оно
будет равно 0,52-3 = 1,56 мр/час (соответствует 42-му делению на
втором поддиапазоне).
Примечание. Контрольные препараты не являются строго ка-
либрованными по активности, поэтому разные образцы с одной датой
выпуска могут давать неодинаковые отклонения стрелки прибора.
Порядок проведения измерений
Для контроля и измерения степени за-
раженности поверхностей бета-, гамма-ак-
тивными веществами используются два положе-
ния поворотной оболочки измерительной головки зонда
прибора ДП-11-Б: «Б,» и «Ба». В положении «Бт» на пер-
вом и втором поддиапазонах обеспечивается возможность
измерения относительно небольшой степени зараженности
до 100 000 расп/мин • см2; в положении «Б2» на втором
поддиапазоне от 70 000 до 1 миллиона расп!мин • см2 (поло-
жение «Б2» для первого поддиапазона использовать для
проведения измерений не рекомендуется).
Контроль радиоактивной зараженности людей, предме-
тов и техники производится после выхода из района зара-
жения.
Уровень гамма-фона, созданного окружающими зара-
женными объектами, в месте проведения измерений с по-
мощью радиометров ДП-11-Б и ДП-11-А желательно иметь
по возможности меньший, так как начальное отклонение
стрелки приборов от действия фона ограничивает возмож-
ность измерения малых зараженностей и приводит к допол-
нительным ошибкам в измерении.
При проведении контроля зараженности радиоактив-
ными веществами поверхностей различных объектов необ-
ходимо:
— установить факт зараженности и грубо определить
участки наибольшего заражения;
— измерить степень зараженности отдельных участков
поверхности с целью оценки опасности заражения.
Для решения первой задачи необходимо обследовать
всю поверхность контролируемого объекта, приблизив к ней
головку зонда прибора на расстояние 1—5 см и определяя
зараженные участки по возрастанию частоты щелчков, про-
слушиваемых в телефонах. При обследовании особое вни-
мание необходимо обращать па участки с неровностями,
153
щелями, складками, где наиболее вероятно скопление ра-
диоактивных веществ.
На участках сильного заражения, обнаруживаемых по
резкому увеличению частоты прослушиваемых в телефо-
нах щелчков, производятся измерения степени заражен-
ности.
Результаты измерения зараженности прибором ДП-11-Б
(ДП-11-А) определяются по градуировочной таблице, за-
крепленной на обратной стороне крышки прибора, или по
градуировочному графику, приведенному в инструкции
к прибору.
Рекомендуется следующий порядок проведения измере-
ний зараженности радиометром ДП-11-Б:
1. Перед проведением измерений радиометр следует
подготовить к работе в порядке, изложенном выше.
2. В соответствии с допустимой (или предполагаемой)
степенью зараженности обследуемого объекта необходимо
зафиксировать поворотную оболочку измерительной голов-
ки зонда в положении «Б]» или «Ба» и установить тре-
бующийся поддиапазон измерений (в отсутствии прибли-
женных данных о степени зараженности устанавливается
второй поддиапазон «Б2»; при необходимости производится
переход на второй поддиапазон «Б1» и далее на первый
поддиапазон «Б1»).
3. Не поднося головки зонда к поверхности обследуе-
мого объекта, измерить величину гамма-фона и оценить его
допустимость для проведения измерений.
Измерение гамма-фона производится в положении пово-
ротной оболочки «Г» или в положении «Б2» («Бг»), не на-
правляя открытые щели измерительной головки к какой-
либо зараженной поверхности.
Пример. Необходимо обследовать поверхность, допустимая заражен-
ность которой составляет 300 тыс. расп/мин- см2. Измерение произво-
дится на втором поддиапазоне «Б2». Гамма-фон в месте проведения
измерения дает отклонение стрелки микроамперметра до 20-го деления
шкалы на том же поддиапазоне. По градуировочной таблице можно
установить, что отклонению стрелки микроамперметра до 20-го деления
шкалы при проведении измерения зараженности (второй поддиапазон
«Б2») соответствует 20 тыс. расп/мин • см2. Таким образом, при изме-
рении зараженности в 300 тыс. расп!мин • см2 начальное отклонение
стрелки прибора от воздействия гамма-фона может привести к появле-
20
нию дополнительной ошибки, равной -100 = 6,6%.
Ошибка порядка 10%, приводящая к незначительному завышению
результатов измерения, является допустимой и неопасной, поэтому
ориентировочные измерения можно производить,
154
4. Перед измерением необходимо нажать кнопку
«Сброс» и проверить установку прибора на нулевое деление
шкалы.
5. Для измерения зараженности поднести измеритель-
ную головку зонда открытыми щелями к поверхности на
расстояние 0,5—1 см (0,5 см соответствует касанию поверх-
ности упорами головки зонда) и, выждав время установле-
ния показаний, произвести отсчет среднего показания стрел-
ки прибора.
6. По результатам зафиксированного отклонения стрелки
измерительного прибора, используя градуировочную табли-
цу или график, следует определить зараженность участка
объекта, выраженную в тысячах распадов в минуту с 1 см2
поверхности.
При необходимости результат измерения можно уточ-
нить путем вычитания числа распадов в минуту с 1 см2,
соответствующего начальному отклонению стрелки от воз-
действия гамма-фона.
Например, при измерении зараженности поверхности радиоактив-
ными веществами получено отклонение стрелки микроамперметра при-
бора ДП-Н-Б до 65-го деления шкалы; для второго поддиапазона
«Щ» это соответствует 240 тыс. расп./мин см'1--, если гамма-фон созда-
вал отклонение стрелки до 20-го деления, что соответствует 20 тыс.
расп/мин см'1, то уточненное значение зараженности составляет
240 — 20 = 220 тыс. расп/мин см-.
Следует, однако, иметь в виду, что уточнение результа-
тов измерения путем внесения поправки на фон увеличи-
вает время, затрачиваемое на контроль зараженности, и по-
этому при ориентировочных определениях нецелесообразно.
Для измерения мощностей доз гамма-
излучения необходимо поворотную оболочку измери-
тельной головки установить в положение «Г». Поддиапазон
измерения устанавливается в соответствии с необходимо-
стью: первый поддиапазон — для измерения мощностей доз
до 0,4 мр/час-, второй поддиапазон — от 0,3 до 20 мр!час.
Величина замеренной мощности дозы гамма-излучения
в мр/час определяется с помощью таблицы по колонкам
цифр с отметкой «Г» или с помощью типового графика гра-
дуировки.
Пользование типовой таблицей градуировки
Типовая таблица градуировки приведена на рис. 74.
В левой колонке таблицы указаны деления шкалы элек-
троизмерительного прибора от 10 до 92, а в следующих ко-
155
Рис. 74. Типовая таблица градуировки радиометра ДП-11-Б
Шк. 1 2 2
Г мр/ч Б, рас и- Г мр/ч Л расп. Бг расп.
м ан.смг мин.см'д мин.см*
10 0,020 100 0,16 «—• —
20 0,035 175 0,40 2000 —
30 0,055 275 0,75 3750 —
40 0,080 400 1,40 7000 70000
50 0,110 550 2,30 (1500 115000
60 0,150 0,175 750 3,50 17500 175000
65 875 4,40 22000 220000
70 0,200 1000 5,50 27500 275000
75 0,230 1150 6,70 33500 335000
80 0,270 1350 8,50 42500 425000
85 0,320 1600 10,50 52500 525000
92, 0,430 2150 20,00 100000 1000000
лонках— уровни гамма-радиации в мр!час («Г») и степени
зараженности поверхностей в бета-распадах в минуту с
1 см2 поверхности для двух поддиапазонов и различных по-
ложений поворотной оболочки («Бг» и «Б2»).
Пример 1. При проведении измерения небольшой степени заражен-
ности бета-гамма-активными веществами (первый поддиапазон, поло-
жение поворотной оболочки зонда «Б,») среднее показание стрелки
измерительного прибора равно 65.
В градуировочной таблице находим цифру «I» (первый поддиапа-
зон), колонку цифр «Б|» и против цифры 65 левой колонки находим
величину замеренной степени зараженности, равную 875 расп/мин • см-.
Пример 2. Произведено измерение зараженности поверхности
объекта бета-гамма-активными веществами в положении поворотной
оболочки зонда «Б2» на втором поддиапазоне. Стрелка прибора через
0,5 мин. после нажатия кнопки «Сброс» установилась против деле-
ния 78.
Ближайшему делению 80, отмеченному в градуировочной таблице,
соответствует по колонке цифр «Б2» на втором поддиапазоне 425 тыс.
156
paca/мин • см2. Эту величину можно и принять при приближенной
оценке степени зараженности.
Для уточнения следует приближенно определить число распадов,
приходящихся на одно деление шкалы в данном интервале, и ввести
необходимую поправку. Так, в нашем примере: 80-му делению соот-
ветствует 425 тыс. расп/мин см2-, 75-му делению соответствует
335 тыс. расп/мин • см2\ на одно деление приходится в среднем
425—335
----?----=18 тыс. расп/мин- см2. Таким образом, уточненное зна-
чение зараженности поверхности при отклонении стрелки до 78-го деле-
ния шкалы будет составлять: 425 — 2-18 = 389 тыс. расп/мин- см2.
Основные правила работы с прибором
Прибор имеет батарейное питание. При длительной не-
прерывной работе напряжение батарей постепенно умень-
шается, что может вызвать появление значительных ошибок
в измерении. Чтобы своевременно обнаружить уменьшение
напряжения батареи 87-ПМЦГ-0Д5 и элементов 2С, необ-
ходимо проверять установку нуля путем нажатия кнопки
«Сброс». Уход стрелки с нулевого деления указывает на
необходимость проверки и регулировки напряжения накала
и анодного напряжения.
В процессе проведения измерений необходимо следить
за тем, чтобы исключить попадание радиоактивных веществ
на поверхность измерительной головки зонда, так как это
может привести к появлению ошибки в измерении. Нали-
чие заражения радиоактивными веществами измерительной
головки зонда можно обнаружить по значительному возра-
станию показаний радиометра в отсутствии зараженных
объектов или в удалении от них.
При заражении головку зонда необходимо дезактивиро-
вать, т. е. удалить с ее поверхности и из щелей поворотной
оболочки радиоактивные вещества.
Нельзя включать радиометр и производить обследования
в зоне с уровнем радиации, превышающим диапазон изме-
рений прибора. О наличии уровня радиации, превышающего
диапазон измерений радиометра, свидетельствует очень
высокая частота щелчков в телефоне (резкий шипящий
звук); стрелка измерительного прибора при этом может не
доходить до крайнего правого (100-го) деления шкалы. При
уровне радиации порядка 500 мр/час и больше может на-
блюдаться движение стрелки в обратном направлении
(справа — налево), т. е. «обратный ход» стрелки прибора.
В таких случаях следует быстро выключать радиометр.
157
Нельзя оставлять прибор включенным на длительное
время без необходимости, так как это приводит к непроиз-
водительному расходованию источников питания и прежде-
временному выходу из строя ламп и счетчика.
Радиометр имеет герметичный зонд и брызгопепроницас-
мую конструкцию пульта. Он рассчитан для работы в поле-
вых условиях. Вместе с тем необходимо по возможности
оберегать прибор от сильных климатических воздействий:
сильного дождя, липкой грязи, пыли, прямых солнечных
лучей, мороза и т. д.
После работы под дождем пульт и зонд следует проте-
реть и просушить; после этого металлические неокрашенные
поверхности необходимо протереть промасленной тряпкой.
В процессе проведения измерений, а также при транс-
портировке прибор следует по возможности оберегать от
сильной тряски и особенно от сильных ударов. При сильных
ударах могут быть повреждены: микроамперметр, лампы,
газовый счетчик. Для транспортировки прибора необходимо
использовать укладочный ящик, в котором предусмотрена
соответствующая амортизация.
Запрещается в полевых условиях вскрывать зонд прибо-
ра, а также снимать экран с отсека схемы в пульте. Схема,
расположенная в стволе зонда, чувствительна к сырости,
так как влага ухудшает изоляцию и создает утечки тока,
нарушающие нормальную работу прибора. Ремонт или
осмотр прибора со вскрытием зонда и отсека схемы в пуль-
те должен производиться в условиях оборудованной мастер-
ской квалифицированным специалистом (мастером, техни-
ком) .
В полевых условиях разрешается производить смену
источников питания, закрепление ослабевших ручек управ-
ления, завинчивание ослабевших винтов, очистку прибора
от пыли и грязи.
Длительное хранение прибора должно производиться
в специально отведенном для этого сухом отапливаемом по-
мещении по правилам складского хранения радиотехниче-
ской аппаратуры. При сдаче прибора на храпение со сро-
ком более одной недели, а также при подготовке для дли-
тельной транспортировки батареи должны извлекаться из
прибора и храниться отдельно с заизолированными кон-
цами.
Вынужденное по условиям эксплуатации хранение при-
бора в полевых условиях должно осуществляться в упако-
вочных ящиках в наиболее сухом месте. Для обеспечения
158
постоянной технической готовности прибора в таких усло-
виях эксплуатации и хранения необходимо регулярно произ-
водить проверку его работоспособности по контрольному пре-
парату (не реже чем через 2 недели). Рекомендуется также
регулярно производить осмотр состояния батарей и провет-
ривание их газовых выделений. При этом, если окружаю-
щий воздух не имеет повышенной влажности и пыльности,
целесообразно оставлять пульт' со снятым кожухом на дли-
тельное время (до 1 часа).
Важнейшим мероприятием по техническому обслужива-
нию приборов является проверка градуировки по эталонным
препаратам. Проверка градуировки приборов, находящихся
в эксплуатации, должна производиться не реже одного раза
в месяц. Градуировка приборов, находящихся на складском
храпении, производится при проведении технических прове-
рок один раз в год. Градуировка проводится также после
ремонта прибора с заменой деталей схемы.
Необходимо систематически отмечать в формуляре при-
бора часы работы радиометра, обнаруженные неисправности
и их устранение, результаты периодической проверки гра-
дуировки и другие данные по эксплуатации. Аккуратное веде-
ние формуляра обеспечивает знание состояния прибора, свое-
временное проведение необходимого профилактического ре-
монта и накапливание опыта по эксплуатации и хранению
приборов.
Упрощенная и принципиальная схемы радиометра
Упрощенная схема радиометра ДП-И-Б приведена на
рис. 75. Эта схема соответствует полной принципиальной
схеме (рис. 76) при положении главного переключателя «2»
(второй поддиапазон измерений). Упрощенная схема содер-
жит только основные детали, определяющие принцип работы
радиометра. Лампы прибора (лучевые тетроды 2П1П и пен-
тодная часть лампы 1БIП) с целью упрощения условно изо-
бражены триодами. Цифровая нумерация всех деталей
упрощенной схемы соответствует их обозначению на прин-
ципиальной схеме и маркировке в монтажной схеме радио-
метра. Левая часть схемы относится к зонду, а правая —
к пульту радиометра.
Схема радиометра содержит:
1. Схему питания газового счетчика СТС-5 1, состоящую
из импульсного генератора на лампе 2П1П 14 и выпрями-
теля с селеновым столбиком АВС-5-1 А И.
159
Рис. 75. Упрощенная схема радиометра ДП-11-Б
2. Схему измерения средней скорости счета импульсов,
основными элементами которой являются:
— схема формирования импульсов, состоящая из диф-
ференцирующей цепи (С3 и /?>) и усилителя-ограничителя
на лампе 2П1П 5;
— интегрирующая схема, включающая диодную часть
лампы 1Б1П и интегрирующий контур, состоящий из кон-
денсаторов 24, 27 и сопротивлений 28, 29, 30, 45;
— ламповый вольтметр, работающий на пентодной (на
упрощенной схеме — триодной) части лампы 1Б1П вместе
с микроамперметром 39.
Схема питания газового счетчика. Для питания газового
счетчика СТС-5 необходимо иметь постоянное напряжение
порядка 400 з. Получение такого напряжения обеспечивает
импульсный генератор с индуктивным накопителем энергии
(блокинг-генератор) и селеновый выпрямитель. Импульсный
генератор работает на лампе 2П1П 14. В анодную цепь
лампы включена первичная обмотка трансформатора 15,
а вторичная — в цепь управляющей сетки. Необходимое на-
пряжение для питания анодной цепи лампы подается от ба-
тареи 87-ПМЦГ-0,15 через два переменных сопротивления
«Плато» 22 и «Анод» 42. Напряжение для накала лампы
(1 в) подается от элементов 2С через реостат накала 37.
160
Ток в анодной цепи лампы блокинг-генератора проходит
импульсами. В моменты быстрого спада тока в первичной
обмотке трансформатора наводится большая ЭДС и на аноде
лампы появляются импульсы напряжения положительной
полярности. Последние вызывают прохождение импульсов
тока через селеновый выпрямитель И, и благодаря этому
входной конденсатор сглаживающего фильтра 9 периодиче-
ски подзаряжается. При этом конденсатор будет иметь
слегка пульсирующее напряжение с плюсом на верхней (по
схеме) обкладке. Для сглаживания этой пульсации и полу-
чения практически постоянного напряжения используется
дополнительная фильтрующая цепь, состоящая из сопротив-
ления 8 и конденсатора 7.
Постоянное напряжение с конденсатора 7 подводится
к электродам газового счетчика /: минус — на катод счет-
чика непосредственно, плюс — на анод счетчика через со-
противление нагрузки 2.
Сопротивление 6 является постоянной нагрузкой на вы-
ходе фильтра и предназначено для некоторой стабилизации
выходного напряжения преобразователя.
Переменное сопротивление 22, обозначенное «Плато»,
обеспечивает возможность регулировки напряжения, пода-
ваемого на анод лампы 14, и, следовательно, выходного на-
пряжения преобразователя, подводимого к счетчику. Оно
используется для регулировки режима работы счетчика.
Конденсатор 16 в анодной цепи лампы 14 является бло-
кировочным; он обеспечивает поддержание постоянства
напряжения анодного питания при импульсном анодном
токе.
Регистрирующая - схема радиометра. Регистрирующая
схема радиометра служит для измерения среднего числа им-
пульсов напряжения, возникающих па газовом счетчике под
воздействием радиоактивных излучений, в единицу времени,
т. е. измерения скорости счета импульсов.
Как указывалось при рассмотрении блок-схемы радио-
метра, для измерения скорости счета импульсы газового
счетчика необходимо откалибровать (сделать равными) по
длительности и амплитуде, затем преобразовать их в по-
стоянное напряжение с помощью интегрирующей схемы и,
наконец, измерять полученное напряжение с помощью лам-
пового вольтметра.
Калибрование импульсов по длительности обеспечи-
вается дифференцирующей цепью, состоящей из конденса-
тора 3 и сопротивления 4.
11—1421
161
Рис. 76. Принципиальная схема радиометра ДП-Н-Б
Спецификация
(к рис. 7G)
№ де- тали Наименование детали Тип Номинальная величина Допуск в % № де- тали Наименование детали Тип Номинальная величина Допуск в %
1 Счетчик газовый СТС-5 27 Конденсатор КМБГ-3-160 4 мкф •1 20
2 Сопротивление ВС-0,25 5,1 Мом + 20 28 Сопротивление ВС-0,25 1,2 Мом 5 20
3 Конденсатор КТК-1-Д 15 пф + 20 29 Сопротивление ВС-0,25 2,2 Мом + 20
4 Сопротивление ВС-0,25 1 Мом ±20 30 Переменное сопротнвле- СП-1 2,2 Мом + 20
5 Лампа 2П1П НПО
6 Сопротивление СВС-0,5 22 Мом + 20 31 Сопротивление ВС-0,25 1 Мом Л 20
1 Конденсатор КБГ-И-600 0,01 мкф + 20 32 Конденсатор КМБГ-3-160 1 мкф + 20
8 Сопротивление ВС-0,25 2,2 Мом + 20 33 Переменное сопротнвле- Специальное 150 кбм ±20
9 Конденсатор КБГ-И-600 0,01 мкф + 20 иле
11 Селеновый выпрямитель АВС-5-1А 34 Сонротивлеипе В С-0,25 10 ком' 20
14 Лампа 2П1П 35 Лампа 1Б1П
15 Трансформатор высоко- Специальный 36 Сопротивление ВС-0,25 360 ком' I 20
ВОЛЬ I !1Ь!Н 37 Переменное сопрот нвле- Проволочное 8,2 ом + 2,3 ом
16 Конденсатор КЭ-3-150/8 8 мкф IIIJC сиецлалыюе — 1,2 ом
17 Сопротивление ВС-0,25 120 ком + 20 38 Кнопка включения под- Специальная
18 Конденсатор КБГ-И-200 0,02 мкф + 20 све1 а
19 Колодка с гнездами для Специальная 39 Микроамперметр М-205 ’по ока
телефона 40 Лампа накаливания ми- 1т 11,075а
20 Сопротивление ВС-0,25 150 ком ±20 ппатюрпая
21 Дроссель — эквивалент Специальный 41 Сопротивление ВС-О,"5 (±2 ком' ±20
телефона 42 Переменное сопротпиле- СП 1 4/ ком ± 20
22 Переменное сопротнвле- СП-1 47 ком + 20 пне
ние 43 Клеммная планка с ал ( 'llcilllJ.'ll.ll.Trl
23 Трансформатор Специальный мыкателя мп
24 Конденсатор КМБГ-3-160 1 мкф + 20 44 Клеммная пл а пк.т (,i । <• 1111 а.! ।. 11 а я
25 Кнопка „Сброс" (совме- Специальная 45 Переменное соприiо иле СП 1 3,3 Мом ±20
щепа с поз. 33) пле
26 Переключатель ПУМ
Be iii'iiih.i no.ii hi рас i си при pci \ ni|»>iii>e.
3,i i. Д I I ’I h . । p 11.11
Выходное напряжение дифференцирующей цепи по-
дается на управляющую сетку лампы усилителя-ограничи-
теля 5.
Усилитель-ограничитель, работающий на лампе 2П1П 5,
обеспечивает усиление и ограничение (калибрование) ам-
плитуды поданных на сетку импульсов напряжения.
Анодной нагрузкой усилительной лампы 5 являются те-
лефоны или дроссель 21 с параллельно подключенным со-
противлением 20 (эквивалент телефона) и трансформа-
тор 23. Первая нагрузка необходима для слуховой индика-
ции, вторая — для передачи усиленных и откалиброванных
импульсов на интегрирующую схему.
Питание на анод лампы 5 подается от батареи
87-ПМЦГ-0,15 через переменное сопротивление 42 «Анод»,
первичную обмотку трансформатора 23 и телефоны. Пита-
ние нити накала лампы осуществляется по общей для всех
ламп цепи. Сетка лампы через сопротивление 4 соединена
с катодом и не имеет поэтому начального отрицательного
напряжения смещения.
Усиленные и откалиброванные импульсы через транс-
форматор 23 подаются на интегрирующую схему.
Интегрирующая схема состоит из диода лампы 1Б1П 35
и интегрирующего контура с большой постоянной времени.
При работе на втором поддиапазоне интегрирующий кон-
тур состоит из конденсатора 24 и сопротивлений 29 и 30;
при работе на первом поддиапазоне контур содержит два
конденсатора 24 и 27 и сопротивления 45 и 28. Со вторич-
ной обмотки трансформатора 23 импульсы напряжения по-
даются на анод диода. В моменты воздействия на анод
диода положительных импульсов напряжения через диод
проходят импульсы тока, подзаряжающие конденсатор инте-
грирующего контура. Одновременно конденсатор разря-
жается через параллельно подключенное к нему сопротив-
ление потенциометра. Поскольку постоянная времени за-
ряда конденсатора через диод во много раз меньше постоян-
ной времени разряда через сопротивление, заряды приходя-
щих импульсов будут в течение некоторого времени накап-
ливаться на конденсаторе, создавая на нем постоянное на-
пряжение. Величина устанавливающегося на конденсаторе
напряжения пропорциональна числу воздействующих им-
пульсов в единицу времени.
Для измерения напряжения на интегрирующем контуре
применяется ламповый вольтметр, в котором используется
пентодная часть лампы 1Б1П 35, работающая в триодном
162
режиме. В анодную цепь включено переменное сопротивле-
ние 33 «Установка нуля» и микроамперметр 39 с левым от-
клонением стрелки.
Ламповый вольтметр работает по принципу зависимости
анодного тока лампы от напряжения на управляющей сетке.
Управляющая сетка лампы подключается к потенциометру
интегрирующего контура. Таким образом, на сетку лампо-
вого вольтметра подается часть напряжения интегрирую-
щего контура с отрицательной полярностью относительно
катода лампы. Для установки исходного режима лампового
вольтметра параллельно конденсатору интегрирующего кон-
тура подключена кнопка «Сброс» 25. При нажатии кнопки
конденсатор интегрирующего контура закорачивается и пол-
ностью разряжается. При этом напряжение на сетке лампо-
вого вольтметра равно нулю, а анодный ток имеет наиболь-
шее значение—стрелка микроамперметра должна нахо-
диться на нулевом делении шкалы (условный или электри-
ческий нуль прибора). Для точной установки стрелки на
нулевое деление используется переменное сопротивление 33
«Установка нуля».
При размыкании контактов кнопки «Сброс» 25 на кон-
денсаторе интегрирующего контура по мере поступления
импульсов от счетчика будет нарастать отрицательное на-
пряжение, величина которого установится через промежуток
времени, равный 1 мин. на первом поддиапазоне и 0,5 мин.
на втором. Часть этого отрицательного напряжения с по-
мощью движка потенциометра будет подана на сетку лам-
пы 35 через сопротивление 31 и вызовет уменьшение анод-
ного тока. Стрелка микроамперметра отклонится вправо.
Чем больше частота поступления импульсов, тем больше
отрицательное напряжение на интегрирующем контуре и
тем больше отклонится стрелка прибора вправо. Такое соот-
ношение, очевидно, имеет место до тех пор, пока лампа
вольтметра не запрется чрезмерно большим отрицательным
напряжением. При этом стрелка прибора отклонится в край-
нее правое положение, в котором она находится, когда при-
бор выключен.
Поддиапазоны измерения радиометра отличаются в основ-
ном тем, что на сетку лампы 35 подается различная часть
напряжения интегрирующего контура. На первом поддиа-
пазоне на сетку лампы 35 с помощью потенциометра 45
подается значительная часть напряжения интегрирующего
контура, поэтому этот поддиапазон обладает большей чув-
ствительностью и позволяет измерять небольшие скорости
И*
163
счета. На втором поддиапазоне на сетку лампы 35 с по-
мощью другого потенциометра 30 подается значительно
меньшая часть напряжения интегрирующего контура, по-
этому на этом поддиапазоне можно измерять большие ско-
рости счета.
Сопротивление 31 вместе с конденсатором 32 образуют
Дополнительную интегрирующую (т. е. сглаживающую) це-
почку, предназначенную для уменьшения быстрых колеба-
ний стрелки измерительного прибора в процессе измерений.
Все переключения в схеме радиометра (рис. 76) осуще-
ствляются одним переключателем 26, имеющим шесть секций
и пять положений. Секции 26а, 266 используются для пере-
ключений в интегрирующем контуре; секции 26в и 26г —
для переключения микроамперметра; секции 26д и 26е —
для разрыва цепей анодного и накального питания.
В различных положениях переключатель 26 обеспечи-
вает следующие изменения в схеме:
1) «Вык.» —радиометр выключен: источники питания
отключены, микроамперметр от схемы отключен;
2) «Н» — установка и контроль накала: источники
накала и анодного питания включены; микроамперметр по-
следовательно с добавочным сопротивлением 41 подключен
с помощью секций 26в и 26г к цепи накала для измерения
напряжения накала ламп;
3) «А» — установка и контроль анодного напряжения:
микроамперметр секциями 26в и 26г подключается последо-
вательно с добавочным сопротивлением 36 для измерения
анодного напряжения;
4) «2» — поддиапазон измерения больших зараженно-
стей и уровней излучения: микроамперметр включается
в анодную цепь лампового вольтметра; управляющая сетка
лампы подключается к движку делителя напряжения 30
интегрирующего контура через сопротивление интегрирую-
щей цепи 31\
5) «1» — поддиапазон измерения малых зараженностей
и уровней излучения: управляющая сетка лампы 35 под-
ключена к интегрирующему контуру с большой постоянной
времени, образованному конденсаторами 24, 27 и сопротив-
лениями 28, 45.
Необходимо отметить, что в положениях «Н» и «А»
главного переключателя напряжение на анод лампы 35 не
подается. Нормальный режим работы ламп прибора
ДП-11-Б устанавливается с помощью реостата накала 37 и
реостата анодного питания 42.
164
Лампочка 40 подсвета шкалы измерительного прибора
включается кнопочным выключателем 38. Напряжение на
лампочку подсвета подается непосредственно от элементов
накала, минуя реостат 37. Этим достигается уменьшение
влияния включения и выключения лампочки подсвета на
напряжение накала электронных ламп.
Принципиальная схема радиометра ДП-11-А показана
на рис. 77.
Рис. 77. Принципиальная схема pa.'ino.Meipa ДГ1-11-А
Спецификация
(к рис. 77)
№ де- > тали | Наименование летали Тип Номинальная величина Допуск в % . ?ss де- | тали Наименование де галл Гии Номиналы!!! я кСЛИ'ИВЫ Допуск И !’о
1 2 3 4 6 7 8 9 10 14 15 1G 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Счет чпк Сопротивление Конденсатор Сопротивленце Лампа Сопротивление Конденсатор Сопротивление Конденсатор Селеновым выпрямитель Лампа Высоковольтный транс- форматор Конденсатор Сопротивление Конденсатор Колодка с гнездом для телефона Сопротивление Эквивалент телефона Регулятор напряжения па счетчике Трансформатор инте- граторпып Конденсатор Кнопка „Сброс" (совме- щена с поз. 33) СТС-5 ВС-0,25 КТК-1-Д-15-111 ВС-0,25 2111П СВС-0,5 КБГ-И-600-0,01-111 ВС-0,25 КБГ-И-600-0,01-111 АВС-5-1 А 2П111 Специальный кэ-з-1|° м ВС-0,25 КБГ-И-200-0-0,25-111 ВС-0,25 Специальный КМБГ-3-160-1-П1-.А 5,1 Л4о.н 15 лкмпф 1 Мом 22 Мом 0,01 мкф, ООО в 2,2 Мом 0,01 мкф, 600 в 8 мкф, 150 в 120 ком 0,02 мкф 200 в 150 ком 47 ком 1 мкф + 20 4 20 + 20 + 20 + 20 + 20 26 27 29 30 31 32 33 34 36 37 38 39 10 41 -12 13 44 45 Секции и е ре к л к >ча геля (а, б, р, 0, /•) Конденсатор Сопротивление Регулятор чугл ir.iiie.Tb- постн вторы о ini., тн- аиааопа Сонрот инденне Конденсатор Регул а।op ест а вонь и пуля с КНОПКОЙ Сонрот пиление Лампа Сопротивление Сопротивление прово- лочное переменное Включаю и. освещения Мпкроамнермеiр Лампа накаливания Сопротивление Сопротивление перемен- ное непроволочпое Планка с зажимом Зажим для элемента накала Р е г у .т я то р ч у п с т । i 11 т е л ь - пости первого под- ана пазопа ПУМ КМБГ-3-160-4-1П-А ВС-0,25 Специальный ВС-0,25 КМ БР-3-160-1-|11-Л (нетIал 1.111.1 п В,С <), +> 1 Bill 1>С 0,25 М-205 ВС-0,25 СП-1 Спецпальпая Специальный Специальны и 4 мкф 150 ком 2,2 .Молт 1 /Иол/ 1 мк<ф 1,8 ком 68 ком 360 ком 8,7 ом 200 мка 1 г, 0,075 а 5,6 ком 47 ком 2,2 + 20 + 20 + 1,7 ом
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
РЕМОНТ И ГРАДУИРОВКА ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ
ПРИБОРОВ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Своевременный и качественный ремонт должен обеспе-
чить поддержание дозиметрических приборов в исправном
состоянии и увеличить срок их эксплуатации.
Дозиметрический прибор считается исправным, если он
работоспособен, а точность измерений и другие его эксплуа-
тационные характеристики соответствуют техническим дан-
ным.
К мероприятиям, обеспечивающим поддержание прибо-
ров в исправном состоянии, относятся также технические
осмотры и технические проверки; последние включают
в себя проверку градуировки приборов.
Объем и сроки проведения технических осмотров и про-
верок, а также классификация ремонтов определяются спе-
циальным руководством по эксплуатации, хранению и ре-
монту дозиметрических приборов Е
В зависимости от объема ремонт дозиметрических при-
боров делится на три группы:
— текущий ремонт, производимый лицами, экс-
плуатирующими прибор; объемом текущего ремонта прибо-
ров предусматривается: смена источников питания, закреп-
ление ослабевших ручек управления, мелкий ремонт упа-
ковки и т. д.;
— средний ремонт, включающий устранение не-
исправностей схемы, замену ламп, счетчиков, неисправных
1 Руководство по хранению средств противохимической защиты и
дозиметрической аппаратуры в системе местной ПВО, изд. 1955 г.
166
деталей, регулировку и градуировку прибора; средний ре-
монт может производиться в специально оборудованных
мастерских подготовленными для этого мастерами и тех-
никами;
— капитальный ремонт, который отличается от
среднего объемом заменяемых при ремонте деталей, произ-
водится в хорошо оборудованных мастерских, имеющих со-
ответствующие комплекты запасных деталей.
Мастерская для выполнения среднего и капитального ре-
монта дозиметрических приборов должна размещаться в су-
хом отапливаемом помещении и быть оборудована рабочими
местами для ремонтно-монтажных, а также для мелких сле-
сарных работ. Кроме того, мастерская должна иметь эта-
лонные источники радиоактивных излучений и приспособле-
ния (градуировочную линейку) для градуировки дозиметри-
ческих приборов.
Место для градуировки необходимо оборудовать в уда-
лении от рабочих мест по ремонту так, чтобы обеспечить
выполнение правил техники безопасности при работе с ра-
диоактивными источниками.
Минимально необходимое для проведения среднего
ремонта оборудование рабочих мест должно содер-
жать:
— универсальный измерительный прибор типа ТТ-1 или
АВО-5;
— электромонтажный инструмент (отвертки, плоско-
губцы, пинцет, нож, паяльник и паяльные принадлежно-
сти) ;
— запасные детали (сопротивления, переключатели,
и т. д.), электронные лампы, используемые в дозиметриче-
ских приборах, газовые счетчики;
— эталонные гамма-источники (Со60) в свинцовых или
чугунных контейнерах.
Основным и наиболее сложным этапом ремонта дозимет-
рических приборов является установление причин неисправ-
ности. Сложность этого вопроса определяется большим чис-
лом различных деталей, работающих в схеме прибора.
В настоящей главе Пособия даются краткие сведения по
характеристике неисправностей деталей, а также по мето-
дике определения неисправного узла по внешним призна-
кам, обнаружению неисправной цепи с помощью вольтметра
и определению конкретной неисправности цепи (обрыва,
замыкания) или неисправной детали в ней с помощью
омметра.
167
Кроме этого, приведены основные правила монтажной
пайки при ремонте, конкретные указания по порядку за-
мены ламп и необходимые сведения по градуировке дози-
метрических приборов.
2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛЕЙ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ И ИХ ПРОВЕРКА
ПРИ ПОМОЩИ ОММЕТРА
Постоянные и переменные сопротивления
В дозиметрических приборах применяются сопротивле-
ния проволочные и непроволочные. Проволочные сопротив-
ления изготовляются из проволоки с большим удельным со-
противлением (нихром, манганин, константан). Постоянные
проволочные сопротивления обычно имеют керамический
трубчатый каркас, на который наматывается провод. Сверху
обмотка покрывается слоем прочной эмали, защищающей
провод от влаги и механических повреждений. Такие про-
волочные сопротивления имеют марку ПЭ (проволочные
эмалированные).
Переменные проволочные сопротивления имеют кера-
мический или гетинаксовый каркас, ползунок, обеспечиваю-
щий подвижный контакт с витками провода, намотанного
на каркас, и корпус, обеспечивающий соединение деталей
между собой. Переменные проволочные сопротивления в до-
зиметрических приборах чаще всего используются в каче-
стве реостата в цепи накала ламп. В переменных проволоч-
ных сопротивлениях возможен обрыв обмотки или отсут-
ствие надежного контакта между обмоткой и ползунком.
Эти неисправности обнаруживаются с помощью авометра
ТТ-1 или внешним осмотром сопротивлений.
Непроволочные сопротивления в качестве токопроводя-
щего элемента имеют специальный токопроводящий состав,
содержащий углерод или сажу.
К непроволочным постоянным сопротивлениям отно-
сятся:
— поверхностные сопротивления типа ВС;
— тонкопленочные сопротивления типа МЛТ и КЛМ;
— объемные сопротивления типа ТВО.
Сопротивления ВС имеют керамический стержень или
трубку, на внешнюю поверхность которой нанесен топкий
слой углерода. Сверху сопротивление защищено лаковым
или эмалевым покрытием. Контактные выводы выполнены
168
из медной проволоки или тонкой латунной ленты. Сопротив-
ления МЛТ и КЛМ имеют фарфоровый стержень, на по-
верхность ксЛорого нанесен тонкий проводящий слой спе-
циального состава; снаружи сопротивление защищено слоем
изоляционного лака; выводы проволочные. Сопротивления
ТВО имеют керамическую трубку, заполненную токопрово-
дящей массой, содержащей сажу; выводы проволочные.
Основными данными сопротивлений являются:
— мощность рассеяния, которая определяет максималь-
ную допустимую величину тока, проходящего через сопро-
тивление в течение длительного времени;
— номинальная величина сопротивления;
— допустимые отклонения сопротивления от номиналь-
ной величины (класс точности).
Постоянные сопротивления выпускаются с мощностью
рассеяния 0,25, 0,5, 1 и 2 вт трех классов точности:
I класс — +5%; II — + 10% и III — +20%.
Пример маркировки постоянных непроволочных сопро-
тивлений:
ВС-0,5-5,1 ком + 20,
здесь ВС — тип сопротивления;
0,5— допустимая мощность рассеяния в, вт;
5,1 кОм—номинальная величина сопротивления;
+ 20%—допустимые отклонения в процентах от но-
минальной величины.
Переменные непроволочные сопротивления выпускаются
четырех видов: ВК, ТК, СП и СПО.
В дозиметрических приборах используются переменные
сопротивления СП и СПО.
Сопротивление СП содержит подковообразную пласти-
ну, изготовленную из гетинакса, на которую нанесен токо-
проводящий слой, состоящий из сажи, бакелитовой смолы
и других материалов. По токопроводящему слою скользит
ползунок, механически связанный с осью переменного со-
противления.
Сопротивления СПО (объемные) имеют керамическое
основание с подковообразной канавкой, в которую наби-
вается токопроводящая масса.
Переменные сопротивления СП выпускаются с номиналь-
ной величиной от 470 ом до 4,7 Мом, допустимой мощно-
стью рассеяния 0,5, 1 и 2 вт и с тремя различными зависи-
мостями величины сопротивления от угла поворота оси:
линейной (Л), логарифмической (Б) и показательной (В).
169
По номинальному значению сопротивления изоляции
они делятся на две группы:
— группу «а» с сопротивлением изоляции 5000 Мом:
— группу «б» с сопротивлением изоляции 1000 Мом.
По конструкции сопротивления СП разделяются на че-
тыре вида:
I — одинарное сопротивление с осью свободного вра-
щения;
II — одинарное сопротивление с втулкой для стопорения
оси;
III — сдвоенное сопротивление с осью свободного враще-
ния;
IV—сдвоенное сопротивление с втулкой для стопорения
оси.
Пример маркировки переменного сопротивления СП:
СП-П-1а-10А,
здесь СП — сопротивление переменное;
П — одинарное сопротивление с втулкой для стопо-
рения оси;
1а — предельная допустимая мощность рассеяния
1 вт с сопротивлением изоляции 5000 Мом\
10А—номинальное сопротивление 10 000 ом с линей-
*ной зависимостью.
В процессе эксплуатации постоянные непроволочные со-
противления могут изменять свою величину и перегорать
вследствие перегрузки.
В переменных сопротивлениях дополнительно могут
появляться неисправности вследствие нарушения надежно-
сти контакта между ползунком и токопроводящим слоем.
Электрические конденсаторы
Конденсаторы постоянной емкости различаются по ма-
териалу диэлектрика на бумажные, бумаго-масляные, слю-
дяные, полистирольные (стирофлексные), керамические,
электролитические, воздушные и др. Конструкции и габа-
риты конденсаторов в значительной мере определяются ве-
личинами емкостей и рабочими напряжениями.
Обозначение конденсатора состоит из начальной буквы
К (конденсатор), начальной буквы названия диэлектрика
(Б — бумажный, С — слюдяной, Э — электролитический
и т. п.), обозначения конструктивного оформления, рабочего
напряжения, номинальной емкости и допустимого отклоне-
ния в процентах.
170
Например:
КБГ-И-200-0,02 + 20%,
здесь К—конденсатор;
Б— бумажный;
Г — герметизированный;
И — цилиндрический в фарфоровой изоляции;
200—рабочее напряжение в в;
0,02 — номинальная емкость в мкф-,
+ 20% — допустимое отклонение;
КСО-5-250-6800,
здесь КСО — конденсатор слюдяной опрессованный;
5 — геометрический размер;
250—рабочее напряжение в в;
6800 — емкость в пф или мкмкф-,
КЭ-3-150-8,
здесь КЭ т- конденсатор электролитический;
3—размер корпуса;
150—рабочее напряжение в в;
8 — емкость в мкф.
В конденсаторах могут быть следующие неисправности:
пробой диэлектрика, ухудшение изоляции между обклад-
ками конденсатора (утечка), потеря емкости.
Под «пробоем» понимают замыкание электродов конден-
сатора между собой вследствие разрушения диэлектрика.
Эта неисправность может наступить при подключении кон-
денсатора к напряжению, которое превышает нормальное
рабочее напряжение конденсатора.
Наличие короткого замыкания между электродами кон-
денсатора можно обнаружить при помощи омметра.
Ухудшение изоляции между электродами, как правило,
является следствием изменения изоляционных свойств ди-
электрика при длительном воздействии температуры и
влаги. Ухудшение изоляции приводит к появлению тока
утечки в цепи конденсатора. Проверка конденсатора на ка-
чество изоляции производится при помощи мегомметров.
Исправные конденсаторы должны иметь сопротивление изо-
ляции не менее 100 Мом (исключение составляют электро-
литические конденсаторы, сопротивление изоляции которых
имеет значительно меньшую величину).
При отсутствии мегомметра проверку конденсатора на
качество изоляции можно производить по способности кон-
171
денсатора удерживать электрический заряд. С этой целью
конденсатор необходимо зарядить, подключив его к источ-
нику постоянного напряжения (величина этого напряжения
не должна превышать рабочего напряжения), и затем че-
рез несколько секунд разрядить. Исправные конденсаторы
с емкостью более 0,1 мкф при разряде путем замыкания их
выводов должны давать электрическую искру.
Конденсаторы емкостью меньше 0,1 мкф следует разря-
жать через головные телефоны. По наличию и силе щелчка
в телефонах в момент подключения к заряженному конден-
сатору можно судить о его исправности.
Уменьшение емкости конденсатора происходит вслед-
ствие изменения диэлектрических свойств изолятора. Наи-
более часто эта неисправность наблюдается у электролити-
ческих конденсаторов.
Уменьшение емкости конденсатора можно обнаружить
путем измерения специальным прибором — измерителем ем-
костей, а также по величине искры при разряде.
Трансформаторы и дроссели
Проверка исправности трансформатора или дроссель
простейшим способом производится путем измерения омме-
тром сопротивления его обмоток, сопротивления изоляциг
между отдельными обмотками и между обмотками и желез-
ным сердечником.
Замыкание части витков одной обмотки трансформаторе
таким способом обнаружить весьма трудно.
Переключатели и тумблеры
Проверка исправности переключателей и тумблероЕ
(т. е. быстродействующих выключателей) производится пу
тем проверки надежности контактов омметром в различны?
положениях ручки переключателя.
Кроме того, необходимо обращать внимание на надеж
ность и четкость механической фиксации положений пере
ключателя. Разбирать переключатели и подгибать ослабев
шие контактные пластинки (лепестки) допускается толькг
в исключительных случаях, так как надежность работы пе
реключателя после такого ремонта снижается.
172
Электронные усилительные лампы
К основным неисправностям усилительных ламп отио
сятся:
— перегорание нити накала;
— уменьшение тока эмиссии катода;
— замыкание электродов между собой;
— ухудшение вакуума в баллоне лампы.
Полная проверка лампы может быть произведена с по-
мощью испытателя ламп ИЛ-14, который обеспечивает:
— проверку лампы па отсутствие короткого замыкания
между электродами и обрыва в выводах электродов лампы;
— проверку пригодности ламп по току эмиссии катода
и крутизне характеристики в типовом режиме работы;
— проверку вакуума в баллоне лампы.
Простейшая проверка лампы производится омметром
с целью определения целости нити накала и отсутствия ко-
роткого замыкания между электродами.
Дополнительно можно проверить работоспособность
лампы путем включения ее в заведомо исправный прибор.
Основные технические данные по электронным лампам,
используемым в полевых дозиметрических приборах, при-
ведены в приложении 7.
Газоразрядные счетчики
Полная проверка качества газоразрядного счетчика и
определение основных его параметров могут быть произ-
ведены путем снятия счетной характеристики с помощью
пересчетной установки.
При отсутствии пересчетной установки проверку работо-
способности газоразрядного счетчика данного типа можно
произвести на заведомо исправном дозиметрическом при-
боре, воспринимающим устройством которого служит одно-
типный газоразрядный счетчик.
Для этого в исправном дозиметрическом приборе его
газоразрядный счетчик следует заменить газоразрядным
счетчиком, подлежащим проверке. Если при такой замене
работоспособность дозиметрического прибора не нарушится,
то проверяемый газоразрядный счетчик исправен.
Для проверки счетчиков СТС-5 можно воспользоваться,
например, прибором ДП-62 или ДП-11-Б. В последнем
случае после установки проверяемого счетчика необходимо
произвести установку его рабочего напряжения регуляшром
«Плато».
173
3. ПАЙКА ПРИ МОНТАЖЕ И РЕМОНТЕ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Пайка при монтаже или ремонте дозиметрической аппа-
ратуры применяется главным образом для соединения мон-
тажных проводов или выводов различных деталей между
собой.
В качестве припоя применяются сплавы олова и свинца.
Припой ПОС-40 состоит из 40% олова и 60% свинца. Бо-
лее дорогие припои, с большим содержанием олова (ПОС-60
и ПОС-90), применяются реже.
Перед пайкой место опаивания зачищают и покрывают
флюсом, растворяющим тонкую пленку окиси металла и
предохраняющим от ее появления при нагреве.
В качестве флюса при пайке радиотехнических схем при-
меняют только канифоль, которая для повышения качества
пайки употребляется растворенной в спирте.
Применение в качестве флюсов хлористого цинка (па-
яльной кислоты), а также других веществ, содержащих
кислоты и соли, не допускается. Хлористый цинк вызывает
коррозию металлов, поэтому пайка окисляется, ухудшаются
контакты и спустя некоторое время может произойти их
нарушение.
Для ускорения процесса паяния и уменьшения потерь
припоя часто применяют трубчатый припой с флюсом, пред-
ставляющий собой оловянно-свинцовую трубочку диаметром
2—3 мм, заполненную внутри канифолью.
Для нагрева спаиваемых проводов до нужной темпера-
туры и нанёсения на место пайки припоя пользуются элек-
трическими паяльниками мощностью 30—50 вт.
Паяльник должен быть чистым, правильно заточенным
(примерно под углом 50—60°) и залуженным.
Прочная хорошая пайка получается в том случае, когда
место спаивания прогрето до температуры, несколько пре-
вышающей температуру плавления припоя.
Если паяльник недостаточно нагрет, то припой будет
плохо плавиться, поэтому на спаиваемых поверхностях он
будет быстро остывать и прилипать к месту пайки. Такая
пайка не даст достаточной связи с металлом* и нарушится
при сотрясениях.
Перегретый паяльник плохо удерживает припой на своей
поверхности и быстро окисляется. Признаком перегрева слу-
жит кипение и сгорание канифоли с выделением дыма при
174
касании паяльником канифоли (при нормальной темпера-
туре паяльника канифоль только плавится).
Процесс пайки разделяется на следующие этапы:
1) подготовка спаиваемых проводов и выводов дета-
лей — очистка от изоляции, окислов и грязи до металличе-
ского блеска;
2) лужение спаиваемых концов проводов и выводов;
3) механическое крепление или соединение спаиваемых
проводов и выводов;
4) собственно пайка.
Подготовка спаиваемых проводов. Для получения проч-
ной пайки необходимо спаиваемые концы проводов тща-
тельно очистить от окислов, жиров, окалины и прочих за-
грязнений. Очистка спаиваемых концов производится наж-
дачной бумагой, ножом или личным напильником до по-
явления металлического блеска. Если подготавливается
к пайке многожильный провод, то каждая жила очищается
отдельно и затем они все плотно скручиваются.
Луженые проводники и выводы деталей очистке не
подвергаются.
Лужение. Для облегчения процесса пайки и получения
прочного соединения спаиваемые провода предварительно
должны быть облужены.
Для лужения необходимо смочить очищенную поверх-
ность канифолью и нанести горячим паяльником тонкий,
ровный слой припоя.
Механическое соединение. Пайка должна быть механи-
чески прочной. Для этого каждый провод перед пайкой не-
обходимо закрепить. При подпаивании к лепестку провод
предварительно вставляется в отверстие лепестка и заги-
бается. Если спаиваются два провода, то их концы предва-
рительно скручиваются.
Пайка. Для спаивания необходимо хорошо облуженный
паяльник с приставшим к нему припоем прикладывать к
месту пайки, покрытому тонким слоем канифоли. После
того как припой, растекаясь, покрыл ровным слоем место
соединения, паяльник отнимают.
Застывший припой образует прочное соединение. Пере-
грев места спая не допускается, так как это приводит к об-
горанию изоляции провода и часто выводит из строя при-
паиваемую деталь. Вместе с тем пайка должна быть доста-
точно горячей, чтобы расплавленный припой хорошо «сма-
чивал» спаиваемое место.
175
При пайке необходимо:
— следить, чтобы расплавленный припой не протекал
в схему, так как это может привести к замыканию электри-
ческой цепи в схеме прибора;
— не касаться горячим керном паяльника соседних про-
водов и деталей.
4. ОБНАРУЖЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В ПРИБОРЕ ДП-I-A (ДП-1-Б)
Прибор, поступивший в ремонт, в первую очередь прове-
ряется внешним осмотром с целью определения механиче-
ских дефектов и правильности подключения источников пи-
тания.
Далее производится проверка работоспособности узлов
прибора по внешним признакам в такой последовательности:
цепь накала, усилитель постоянного тока, ионизационная
камера и цепь ее питания. Обнаружение и устранение не-
исправностей прибора всегда следует начинать с цепей
источников питания.
Для определения неисправности в схеме усилителя необ-
ходимо проверить напряжения на электродах лампы вольт-
метром. Если напряжение на одном из электродов лампы
(или камеры) не соответствует нормальному, то цепь этого
электрода имеет неисправность.
Место повреждения в неисправной цепи (неисправная
деталь, обрыв или замыкание) определяется с помощью
омметра.
При исправных цепях питания лампы усилителя (на-
пряжения на все электроды лампы подаются) необходимо
вскрыть ионизационную камеру в приборе ДП-I-A или от-
сек усилителя в приборе ДП-1-Б и убедиться в исправности
лампы путем проверки ее нити накала омметром или путем
замены ее заведомо исправной.
При ремонте приборов ДП-I-A и ДП-1-Б необходимо
всегда стремиться избегать вскрытия ионизационной ка-
меры и места расположения лампы усилителя. Поэтому
прежде чем вскрывать камеру и произвести замену лампы,
необходимо убедиться в исправности цепей и деталей
вне ее.
После обнаружения и устранения неисправностей при-
бор проверяется по контрольному препарату и затем посту-
пает на градуировку. Градуировка исправного прибора дол-
176
Жна удовлетворить нормам технических условий, указан-
ным в техническом паспорте прибора (в формуляре).
Объем произведенного ремонта записывается в форму-
ляр прибора.
Проверка работоспособности и определение неисправного
узла прибора
Проверку работоспособности и определения неисправ-
ности основных цепей и узлов прибора ДП-I-A (ДГ1-1-Б)
целесообразно производить без вскрытия электрической
схемы по признакам, изложенным ниже.
Цепь накала. Исправность цепи накала Лампы прове-
ряется в положении главного переключателя «Накал».
Возможность плавной регулировки напряжения накала
реостатом «Накал» указывает на исправность цепи накала
и цепи микроамперметра, используемого в качестве вольт-
метра.
По возможности установить нормальное напряжение
накала. По положению шлица реостата «Накал» и устойчи-
вости установленного напряжения можно судить о состоя-
нии элемента накала 2С. При свежем элементе нормальное
напряжение накала устанавливается при относительно не-
большом угле поворота оси реостата «Накал» от крайнего
левого положения, а установленное напряжение длительное
время остается неизменным. По мере разряда напряжение
элемента под нагрузкой падает, что вызывает необходи-
мость уменьшать сопротивление реостата «Накал», повора-
чивая его ось по часовой стрелке. Сильно разряженный
элемент (подлежащий замене) характеризуется тем, что нор-
мальное напряжение накала устанавливается вблизи край-
него правого положения реостата «Накал», а установленное
напряжение быстро (через 0,5—1 мин.) и значительно
уменьшается. Если в положении переключателя на отметке
«Накал» стрелка микроамперметра отклоняется правее
риски 67н (напряжение больше нормального) и ее положе-
ние не изменяется при регулировке реостатом, то цепь
накала имеет обрыв (перегорела нить накала лампы, обрыв
или нарушение контакта в цепи накала около ламповой па-
нельки) .
В случае если при переводе главного переключателя
в положение «Накал» стрелка остается в исходном нулевом
положении, можно предположить отсутствие контактов в
клеммах подключения элемента, обрыв в цепи накала до
12—14'21
177
точек подключения вольтметра или неисправность в цепи
вольтметра (микроамперметра с добавочным сопротивле-
нием), используемого для контроля напряжения накала.
Усилитель постоянного тока. Признаком работоспособ-
ности усилителя постоянного тока является возможность
установки стрелки микроамперметра на нулевое деление
шкалы при нажатой кнопке «Пров, нуля» в положении
главного переключателя на отметке «Работа».
Типовыми признаками неисправности усилителя яв-
ляются:
1. После установки стрелки микроамперметра на нуле-
вое деление шкалы наблюдается относительно быстрое ее
отклонение влево. Если при этом напряжение накала лам-
пы остается нормальным, то этот признак указывает на
разряженность батареи 13-АМЦГ-0,5.
2. При переводе переключателя в положение «Работа»
стрелка микроамперметра отклоняется до упора влево от
нуля и установить ее на нулевое деление шкалы ручкой
«Установка нуля» не удается. Этот признак указывает, что
ток в цепи компенсации больше начального анодного тока
лампы. Простейшими причинами такой неисправности мо-
гут служить обрывы или нарушения контактов подключе-
ния выводов батареи 13-АМЦГ-0,5 «—(—3,2» и «+8» или
полная разряженность этой батареи.
Более сложными причинами могут служить обрывы
в цепи катодной сетки, в анодной цепи лампы, нарушение
грубой установки нуля или неисправность лампы 1Э1П.
3. При включении прибора на работу стрелка микроам-
перметра отклоняется вправо от нуля и установить ее на
нулевое деление шкалы ручкой «Установка нуля» не
удается. Этот признак указывает на превышение началь-
ного анодного тока лампы над током в цепи компенсации.
Возможными причинами могут явиться:
— нарушение контактов или обрыв в выводах батареи
13-АМЦГ-0.5, имеющих отметки «—» и «—[—13»;
— нарушение грубой установки нуля или обрыв в цепи
компенсации.
4. После перевода переключателя в положение «Рабо-
та» стрелка микроамперметра устанавливается на нулевое
деление шкалы независимо от положения ручки регулятора
установки нуля. Такой признак указывает на отсутствие
тока в цепи микроамперметра и может появиться вследствие
нарушения контакта в клемме подключения вывода
батареи 1 З-АМЦГ-0,5 или вследствие наличия обрывов
178
1з деталях и монтажных проводниках цепи микроампер-
метра.
Ионизационная камера. Работоспособность ионизацион-
ной камеры (при исправном усилителе постоянного тока)
проверяется с помощью контрольного радиоактивного пре-
парата. Кроме того, при исправной камере установка стрел-
ки микроамперметра на нулевое деление шкалы при нажа-
той кнопке «Пров, нуля» на поддиапазоне «XI» должна
сохраняться (при отсутствии излучений) и после отпуска-
ния кнопки. Появление показания прибора после отпуска-
Рис. 78. Появление тока утечки в цени
смещения
ния указанной кнопки является следствием ухудшения изо-
ляции центрального электрода камеры и управляющей
сетки лампы, вызывающей появление тока утечки в цепи
смещения (рис. 78).
Причинами ухудшения изоляции могут служить отсыре-
вание камеры, загрязнение поверхности янтарного изолято-
ра, баллона лампы, высокомегомного сопротивления, ка-
сание изолированного проводника вывода сетки лампы
токопроводящей поверхности внешнего положительного
электрода камеры и др.
Необходимо помнить, что цепь и источники питания
ионизационной камеры в приборе ДП-1-А с помощью кон-
трольного препарата не проверяются. Для проверки источ-
ников питания камеры в приборе ДП-1-А необходимо ис-
пользовать вольтметр с достаточно большим входным со-
противлением (например, АВО-5 или ТТ-1).
В приборе ДП-1-Б для проверки напряжения па элек-
тродах камеры предусмотрено дополнительное 4-е положе-
ние главного переключателя с отметкой «Камера».
12*
179
Одним из признаков неисправности в цепи питания
низационной камеры является появление хаотического кс
бания стрелки прибора, вызванное непостоянством ЭДС с
рой (разряженной) батареи. При отключении неисправ;
батареи колебания стрелки должны прекратиться.
Проверка напряжений на электродах лампы
и ионизационной камеры прибора авометром ТТ-1
Проверка напряжений на электродах лампы и иони
ционной камеры производится при ремонте с целью оп
деления неисправной цепи. Измерения напряжения (
вскрытия ионизационной камеры в приборе ДП-I-A моя
производить между соответствующими- лепестками, рас)
ложенными на монтажной планке 24, и корпусом прибо]
В приборе ДП-1-Б напряжения проверяются меж
проходными стеклянными изоляторами отсека лампы
корпусом. Номера лепестков и изоляторов можно уста!
вить по принципиальной схеме.
В табл. 3 приводятся типовые напряжения на Электр
дах лампы и ионизационной камеры приборов ДП-1
и ДП-1-Б и точки подключения вольтметра для их провер!
Таблиц!
Напряжения на электродах лампы и ионизационной
камеры приборов ДП-I-A и ДП-1-Б
(измерены авометром ТТ-1)
Проверяемый узел прибора Проверяемое напряжение Номинальная величина на- пряжения В G Номер лепестка монтажной планки 24 ДП-1-А Номер п ходноп ИЗОЛЯГО) ДП-Ы
Усилитель по- стоянного тока на лампе 1Э1П Накальное . . . На катодной сетке На управляющей сетке Анодное 0,8—1,2 4,5—5,4 От—2,9 до—3,6 7—8,5 1 2 3 4 21 20 22 19
Ионизационная ка- мера 250—300 (ДП-1-А) 100—120 (ДП-1-Б) 6
180
Проверка неисправных цепей омметром
Проверка цепей прибора омметром (ТТ-1) производи ня
при отключенных источниках питания и замкнутых вино
дах микроамперметра.
При проверке цепей прибора необходимо пользоваться
полной принципиальной схемой и спецификацией деталей,
по которым определяются точки подключения омметра и
величина номинального сопротивления между проверяв
мыми точками.
Если цепь содержит несколько последовательно вклю-
ченных деталей (сопротивления, переключатель и т. д.),
то при необходимости проверку производят по отдельным
ее участкам.
В качестве примера в табл. 4 приведены данные для
проверки цепи накала лампы 1Э1П в приборе ДП-I-A, со-
ставленные по принципиальной схеме (см. рис. 51).
Табл и ца 4
Проверка цепи накала в приборе ДП-1-А
Проверяемый участок цени или деталь цепи по принципиальной схеме Точки подключения омметра Величин:1 сопроги» пленил о омах
первая вторая
Соединительный провод Гнездо 1 сое- динительной фишки 17 Лепесток рео- стата накала 10 0
Реостат накала Лепесток рео- стата Второй крайний лепесток реостата накала 0 39
Соединительный провод Второй лепе- сток реостата Проходной кон- такт 1 0
Нить накала лампы Проходной кон- такт 1 Проходной кон- такт 7 15—20
Соединительный провод Проходной кон- такт 7 Планка 24, ле- песток 1 0
Переключатель (по- ложения: „Накал“ и „Работа11) Планка 24, ле- песток 1 Гнездо 4 соеди- нительной фишки 17 0
Порядок вскрытия прибора и смены лампы
Вскрытие прибора и смену лампы следует производи i ь
обязательно в сухом помещении в условиях абсолютной
чистоты. Перед вскрытием прибора переключатель роча
работы необходимо установить в положение «Выкл.».
Вскрыть пломбу прибора. В приборе ДП-1-Б спять блок
питания,
181
Отверткой отвернуть винты, крепящие панель, и осто-
рожно вынуть прибор из кожуха.
В приборе ДП-1-А лампа расположена в объеме каме-
ры. Поэтому необходимо отвернуть все винты, крепящие
ее корпус, и снять его. Для смены лампы необходимо: от-
вернуть винты, крепящие экран лампы, отпаять проводник,
идущий к сетке лампы, и вынуть ее из панельки.
При установке новой лампы необходимо:
— взяв новую лампу чистыми руками вблизи цоколя,
вставить ее в панельку;
— надеть на нее металлический экран и закрепить его
винтами;
— припаять сеточный проводник к верхнему выводу
лампы.
Далее необходимо разравнять резиновую прокладку и
собрать камеру. Винты, крепящие камеру, должны быть
тщательно затянуты для обеспечения герметизации.
В приборе ДП-1-Б лампа расположена в отдельном бло-
ке электрометрического усилителя, закрытом металличе-
ским экраном (крышкой). Поэтому для смены лампы не-
обходимо:
— отвернуть винты крепления экрана и снять его;
— отверткой ослабить винт, крепящий пружинку сеточ-
ного колпачка, и сдвинуть колпачок вправо;
— вынуть лампу из панельки.
Установка новой лампы производится в обратной после-
довательности.
При вскрытии прибора следует всегда помнить, что
в него не должна попадать влага и очень влажный воздух.
Оседание влаги на изоляторах ионизационной камеры, по-
верхности баллона лампы и переключателя поддиапазонов
приводит к нарушению работоспособности прибора.
Проверку работоспособности вскрытой схемы прибора
всегда необходимо производить только при закрытой каме-
ре (ДП-1-А) и закрытом блоке усилителя (ДП-1-Б).
В таком случае для подключения питания к электриче-
ской схеме в приборе ДП-1-А используется специальный
удлинительный шланг, имеющийся в ремонтных мастерских
и комплекте запасных деталей для среднего и капитального
ремонтов.
После вскрытия камеры и смены лампы необходимо
произвести градуировку прибора по эталонному источнику
гамма-излучения,
182
Проверка градуировки и градуировка прибора
Проверка градуировки рентгенометров типа ДП-1-А
(ДП-1-Б) производится по гамма-излучению эталонных
источников, изготовленных из радиоактивного кобальта
(Сов0) с активностью порядка 400 и более милликюри.
Принцип проверки градуировки заключается в сравне-
нии показаний прибора с истинными (расчетными) мощно-
стями дозы на различных расстояниях от эталонного источ-
ника.
Рабочее место для проверки градуировки должно иметь
линейку (алюминиевую или деревянную), обеспечивающую
удобство установки на ней проверяемого прибора на раз-
личных расстояниях от источника. Нередко градуировочная
линейка имеет легкопередвигаемую площадку (каретку),
на которой крепится прибор. Длина линейки в зависимости
от активности источника может составлять примерно
3—5 м.
Эталонный источник размещается в конце линейки
в строго определенном месте. Для обеспечения меньшего
облучения лица, производящего градуировку, необходимо,
чтобы источник хранился в защитном устройстве и имел
приспособление для дистанционного подъема (опускания)
его из защитного устройства и установки в фиксированное
место градуировочной линейки.
Каждому эталонному радиоактивному источнику (пре-
парату) придается паспорт, в котором указывается его ак-
тивность и день ее точного измерения (обычно день изготов-
ления). Активность источников, изготовленных из радиоак-
тивного кобальта с периодом полураспада 5,3 года, срав-
нительно быстро уменьшается со временем. Это вызывает
необходимость определять активность источника на день
градуировки по формуле
а = авК,
где ап—активность источника по паспорту;
_ 0,693 t
К = е г — поправочный коэффициент, учитывающий
уменьшение активности вследствие распада
атомных ядер за время /;
Т— период полураспада радиоактивного ко-
бальта в тех же единицах, что и время t.
Величина К может быть определена по таблице, приве-
денной в приложении 6.
183
Проверку градуировки приборов ДП-1-А (ДП-1-Б) ре-
комендуется производить при следующих мощностях дозы;
— на поддиапазоне «XI» — 0,1, 0,25 и 0,35 р/час,
— на поддиапазоне «ХЮ» — 1, 2,5 и 3,5 р/час,
— на поддиапазоне «ХЮО» — 4 р/час.
Проверка градуировки на поддиапазоне «XI 000» обыч-
но не производится из-за сложности работы с источниками
очень большой активности.
Расстояния, на которых создаются указанные мощности
дозы, рассчитываются по формуле
где R—расстояние в сантиметрах от источника до центра
ионизационной камеры прибора, отмеченного на
боковой стенке кожуха перекрестием желтых линий;
— мощность дозы в р/час,
— ионизационная постоянная для Со60, равная
13,5
’ час-мк ’
а—активность источника в милликюри (м/с).
Расстояние R при градуировке не должно быть меньше
30 см, так как в противном случае расчетная мощность
дозьр не будет совпадать со средней мощностью дозы во
всем объеме камеры прибора.
Перед проверкой градуировки прибор подготавливается
к работе в обычном порядке. Для проверки градуировки
прибор устанавливается в горизонтальное положение
(рис. 79) дном к источнику на рассчитанные расстояния.
Рис. 79. Схема установки рентгенометра па градуиро-
вочной линейке:
1 — рентгсиометр; 2 — радиоактивный источник;
3 — градуировочная лииейка
184
Прибор считается исправным и проградуированным пра-
вильно, если относительная (процентная) ошибка в показа-
ниях прибора, рассчитанная по формуле
a = (.£l)-~(^).^ 1000/oi
(+)расч
не больше +20%. Если в отдельных проверяемых точках
ошибка в показаниях прибора превосходит допустимую, то
необходимо произвести градуировку.
С целью сокращения времени проверку градуировки и
градуировку прибора рекомендуется производить одновре-
менно в следующем порядке:
1. Установить прибор на расстояние, соответствую идее
расчетной мощности дозы Р = 0,25 р/час, произвести про-
верку нуля прибора.
2. Поднять истбчник гамма-излучения и, вращая отверт-
кой регулятор чувствительности, привести показание при-
бора в соответствие с расчетной мощностью дозы
0,25 р/час. Вторично нажать кнопку «Проверка нуля» и ре-
гулятором «Установка нуля» установить стрелку прибора
на пуль. Отпустить кнопку и снова проверить показание
прибора. Если показание изменилось, привести его опять
в соответствие с расчетной мощностью дозы с помощью ре-
гулятора чувствительности и вновь проверить установку
нуля.
3. Далее в обычном порядке, не изменяя положения ре-
гулятора «Чувствительность», произвести последовательно
отсчет показаний прибора на остальных контрольных точ-
ках первого, второго и третьего поддиапазонов.
Прибор, точность градуировки которого удовлетворяет
техническим требованиям, не должен давать ошибку в изме-
рении более чем +20%. В точке 4 р/час на третьем подди-
апазоне допускается ошибка до +30%'.
Если при проверке окажется, что на втором поддиапа-
зоне показания прибора отличаются от расчетных более
чем на 20%, необходимо заменить входное высокомегом-
пое сопротивление второго поддиапазона.
Результаты проверки градуировки прибора по эталонно-
му радиоактивному источнику необходимо записать в фор-
муляр; регулятор «Чувствительность» пульта прибора реко-
мендуется опечатать мастичной печатью.
При проверке градуировки приборов должны выпол-
няться правила техники безопасности, относящиеся к работе
185
с радиоактивными ве-
ществами. Все лица,
проводящие градуиров-
ку и работающие с ра-
диоактивными препара-
тами, должны иметь
дозиметры, регистри-
рующие индивидуаль-
ную дозу облучения,
получаемую ими при
производстве работы.
Суммарная доза облу-
чения за неделю не дол-
жна превосходить 0,3 р;
при ежедневной рабо-
те — 0,05 р в день.
Если эталонный
источник гамма-излуче-
ния отсутствует, то про-
верку градуировки и ре-
гулировку чувствитель-
ности приборов ДП-1-А
(ДП-1-Б) можно произ-
вести на одной точке
первого поддиапазона с
помощью контрольного
препарата, входящего
контрольного препарата
Блох литания
Рис. 80. Схема проверки усилителя по-
стоянного тока рентгенометра электри-
ческим методом (пунктирными линиями
показано подсоединение гибким прово-
дом дополнительных элементов схемы
к соответствующим клеммам блока
питания)
в комплект прибора. Показания от
с учетом уменьшения его активности должны совпадать
с записью в формуляре, произведенной на заводе при вы-
пуске прибора. Дополнительно следует произвести проверку
усилителя постоянного тока прибора электрическим мето-
дом. Для этого необходимо иметь потенциометр и вольт-
метр. Схема соединения этих элементов между собой и под-
ключения к проверяемому прибору приведена на рис. 80 х.
Изменяя выходное напряжение потенциометра (ДЕ) от
нуля до такой величины, при которой стрелка микроампер-
метра прибора отклонится до последнего деления шкалы,
можно убедиться в пропорциональной зависимости показа-
ний прибора от изменения напряжения на управляющей
1 В схеме прибора ДП-1-А в цепи управляющей сетки имеется
специальное сопротивление 5, к которому подключаются выводы от
источника постоянного напряжения.
186
сетке лампы. Нормальная чувствительность усилителя со-
ответствует отклонению стрелки прибора на всю шкалу
(50 мка) при изменении напряжения на сетке примерно
на 1 в.
5. ОБНАРУЖЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В ЗАРЯДНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОМ ПУЛЬТЕ ДП-21-А (ДП-21-Б)
Зарядно-измерительный пульт ДП-21-А (ДП-21-Б), по-
ступивший в ремонт, в первую очередь проверяется внеш-
ним осмотром с целью определения механических дефек-
тов и правильности подключения источников питания. Осо-
бое внимание обращается на прочность крепления ручек
управления, плавность хода движков регуляторов и надеж-
ность фиксации положений переключателей.
После внешнего осмотра производится проверка цепей
питания и усилителя постоянного тока под напряже-
нием.
Проверка исправности основных цепей питания зарядно-
измерительного пульта (накала, анода, смещения лампы и
цепи зарядного напряжения) облегчается благодаря тому,
что напряжения этих цепей контролируются измерительным
прибором. Если не удается установить нормальным одно из
указанных напряжений (67н, £7а, Дси, 673), то соответствую-
щая цепь или цепь вольтметра, контролирующего это на-
пряжение, имеет неисправность. Для определения харак-
тера неисправности необходимо:
1. Проверить напряжение соответствующего источника
питания.
2. Измерить напряжение, попадающее в отсек лампово-
го усилителя, путем подключения контрольного вольтметра
(АВО-5) между корпусом пульта и соответствующим
штырьком со стеклянным проходным изолятором в корпусе
отсека лампового усилителя.
Конкретную причину неисправности (неисправная де-
таль, обрыв монтажного проводника, нарушение контакта
в переключателе) можно установить при проверке не-
исправной цепи по участкам с помощью омметра при от-
ключенном источнике питания. Усилитель постоянного тока
в первом приближении можно считать работоспособным,
если обеспечивается установка нуля и исходного положе-
ния стрелки на зеленую риску шкалы доз (установка
шкалы).
187
Типовые признаки неисправностей и основные возмож-
ные причины их приведены в табл. 5.
Таблица 5
Признаки и причины неисправностей приборов
ДП-21-А (ДП-21-Б)
Признаки неисправности
Причины неисправности
При установке пуля с грелка при-
бора отклоняется вправо от нулевого
деления и не устанавливается па
нуль с помощью регулятора „Уста-
новка пуля". При этом тумблер
„Контроль нуля11 — „Работа" нахо-
дится в положении „Контроль пуля",
кнопка „Сброс" нажата
После установки нуля при непа-
жатой кнопке „Сброс" стрелка при-
бора заметно перемещается вправо.
При нажатии кнопки „Сброс"
стрелка возвращается на пулевое
деление шкалы
После установки нуля стрелка
прибора заметно перемещается влево.
При установке нуля стрелка при-
бора отклоняется влево до упора и
регулятором „Установка нуля" при
нажатой кнопке „Сброс" установить
ее па- нулевое деление шкалы не
удается. Установка шкалы также не
обеспечивается.
Стрелка прибора не устанавлива-
ется на зеленую риску шкалы ре-
гулятором „Установка шкалы" (ос-
тается левее зеленой риски). При
этом, тумблер „Контроль пуля" —
„Работа" стоит в положении „Работа",
кнопка „Сброс" нажата
Установка нуля обеспечивается.
а) Мал ток компенсации
вследствие нарушения регули-
ровки нуля регулятором
„Установка нуля грубо".
б) Мал ток компенсации
из-за разряда элементов бата-
реи компенсации.
в) Обрыв в цепи компенса-
ции.
г) Нарушение режима ра-
боты пульта: большое Ua или
малое /?см.
а) Загрязнен изолятор в
гнезде „Измерение".
б) Ухудшилась изоляция
цепи управляющей сетки от-
носительно корпуса (например,
попала влага в отсек усили-
теля).
Постепенно уменьшается
анодный ток лампы из-за
уменьшения напряжения раз-
ряженных элементов анодной
батареи.
а) Мал анодный ток вслед-
ствие обрыва в цепи питания
катодной сетки.
б) Неисправности лампы
(мал анодный ток).
а) Нарушен нормальный
электрический режим работы
лампы.
б) Неисправна электриче-
ская лампа (мал анодный ток).
188
Регулировка электрического режима работы
зарядно-измерительного пульта и проверка
градуировки
При регулировке электрического режима работы за-
рядно-измерительного пульта производится установка нор-
мальных (паспортных) напряжений на электродах лампы и
в зарядной цепи по отдельному контрольному вольтметру
с большим входным сопротивлением и последующее совме-
щение показаний измерительного прибора пульта с отмет-
ками на шкале с помощью подгоночных сопротивлений, на-
ходящихся внутри пульта и обозначенных соответственно:
«Накал» 6, «Анод» 26, «Смещение» 12, «Подгонка шкалы
диап. 5 р» 8 и «Подгонка шкалы диап. 50 р» 10. Полная
проверка и регулировка электрического режима работы
пульта производятся после ремонта или при выявлении зна-
чительных ошибок в градуировке.
Последовательность операций при регулировке электри-
ческого режима пульта, точки подключения контрольного
вольтметра типа АВО-5 и используемые органы регули-
ровки приведены в табл. 6.
После регулировки электрического режима пульта не-
обходимо произвести проверку начального показания кон-
трольной камеры № 200. Полученный результат должен
совпадать с начальным показанием, записанным в техниче-
ском паспорте комплекта.
Для приближенной проверки градуировки измеритель-
ного устройства после смены лампы или ремонта в заряд-
ном устройстве пульта предусмотрен режим «Проверка»
(на диапазоне «5 р»). Заряжая контрольную камеру № 200
различными по величине напряжениями и каждый раз про-
изводя определение показаний измерительного устройства
путем измерения дозы обычным порядком, можно спять за-
висимость показаний от напряжения ионизационной ка-
меры. В исправном пульте эта зависимость должна быть
линейной.
Для оценки правильности градуировки измерительного
устройства указанным электрическим методом удобнее за-
ряжать камеру такими напряжениями, при которых пока-
зания должны соответствовать целым делениям шкалы доз.
Указанные напряжения U.,, устанавливаемые по шкале
прибора, можно рассчитать по формуле
U = U______-3-~~ 1,2 D
с/р п
z-ym:lY
189
Таблица 6
Регулировка электрического режима работы зарядно-измерительного пульта ДП-21-А (ДП-21-Б)
(рис. 60, 67)
Наименование операций Положение переклю- чателей пульта Точки подключения контрольного вольтметра Устанавливаемые или проверяемые напря- жения (вольты) Регуляторы
+
Установка напря- жения накала (1 в) 43 (37) „Работа11 Изолятор, контакт 5 Корпус 1,0 (±0,05) по паспорту пульта „Накал“ (4) на передней панели
Установка напря- жения смещения (-4 в) 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Контроль нуля“ Корпус Изолятор, контакт сред- ний 4,0 (±0,05) по паспорту пульта „Смещение11 (14) на передней панели
Проверка напря- жения смещения (-1,2 в) 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Работа11 То же То же 1,1—1,3 —
Установка анод- ного напряжения при смещении —4 в 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Контроль нуля11, 66 (42) на- жать Изолятор, контакт 3 Корпус 7,5 (±0,5) по па- спорту пульта „Анодное напря- жение11 (30) на передней панели
Проверка анодного напряжения при сме- щении —1,2 в 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Контроль нуля11, 66 (42) на- жать Изолятор, контакт 3 То же 7,2—7,3 —
Продолжение
Положение переклю- Точки подключения контрольного вольтметра Устанавливаемые или
Наименование операций чателей пульта + — проверяемые напря- жения (вольты)
Проверка напря- жения на катодной сетке при смещении —4 в 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Контроль нуля11, 66 (42) на- жать Изолятор, контакт 8 Корпус 4,5 по пульта паспорту —
Проверка напря- жения на катодной сетке при смещении —1,2 в 43 (37) „Работа11, 64 (40) „Работа11, 66 (42) нажать Изолятор, контакт 8 То же 4,5 по пульта паспорту —
Установка заряд- ного напряжения на диапазоне „5 43 (37) „Заряд- ное напряжение11, 44 (38) „5 />“, 65 (41) „Работа11 Корпус Изолятор, контакт 6 19—21 по пас- порту пульта „Зарядное на- пряжение11 (19) па передней панели
Совмещение стрелки МКА 63 (39) с отметкой U3 То же То же То же Отметка U-. на шкале МКА 63 (39) „Заряд на шасси 511 (8>
Установка заряд- ного напряжения на диапазоне „50 /?“ 43 (37) „Заряд- ное напряжение11, 44 (38) „50 /?“, 65 (41) „Работа11 Я Изолятор, контакт 2 190—210 по пас- порту пульта „Зарядное на- пряжение11 (19) па передней панели
Продолжение
Примечание. В скобках указаны номера деталей по принципиальной схеме пульта прибора ДП-21-Б.
192
Так,
в точке
равно
где U3—нормальное зарядное напряжение по шкале на-
пряжений измерительного прибора пульта для.
диапазона 5р (обычно 20 в);
/?1Пах — 5,75 р — доза, соответствующая зеленой риске
шкалы доз прибора пульта;
1,2 — начальное отрицательное напряжение смещения
на управляющей сетке лампы 1Э1П в рабочем
• (исходном) режиме в в;
D — доза в рентгенах, соответствующая проверяемой
точке шкалы доз.
например, для проверки правильности градуировки
1 р необходимое зарядное напряжение должно быть
С71р = 20— -1 = 16,7 в.
‘Р 5,7э ’
Отклонение показаний от рассчитанных не должно быть
значительным (не более + 10% от всей шкалы).
Проверка градуировки зарядно-измерительного пульта
таким способом не является полной, так как она не учиты-
вает ошибки, которые могут быть созданы ионизационными
камерами.
Полная проверка градуировки комплекта ДП-21-А
(ДП-21-Б) производится с использованием эталонного
источника гамма-излучения с такой же активностью, как
для проверки градуировки прибора ДП-1-А (ДП-1-Б).
Для проверки градуировки по радиоактивному источнику
камеры, предварительно заряженные для измерения доз на
соответствующем диапазоне (5 р или 50 р), устанавли-
ваются вокруг гамма-активного источника на расстоянии R
порядка 50 см. Время облучения камер - в часах опреде-
ляется контрольной дозой (О) и активностью источника:
где а — активность источника на день градуировки в мил-
ликюри;
i—ионизационная постоянная источника (для Со00
ионизационная постоянная равна i.( = 13,5 ;
R—расстояние от источника до центра камеры в см.
Комплект ДП-21-А (ДП-21-Б) считается исправным,
если измеренная доза облучения от всех камер отличается
от расчетной не более чем на допустимую ошибку для дан-
ного диапазона измерений.
13-1421 193
Ионизационные камеры, дающие ошибку больше допу-
стимой, подлежат замене на запасные или должны быть от-
ремонтированы путем замены стирофлексного конденсатора.
6. ОБНАРУЖЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В ПРИБОРЕ ДП-11-Б
Проверка работоспособности каскадов и узлов прибора
Для проверки работоспособности каскадов прибора
ДП-11-Б и определения неисправного узла без вскрытия
электрической схемы можно воспользоваться признаками,
изложенными ниже.
Цепь накала ламп прибора. Исправность цепи накала
проверяется в положении главного переключателя на от-
метке «Н» (накал). Возможность плавной регулировки на-
пряжения накала реостатом «Накал» и возможность уста-
новки стрелки микроамперметра на отметке «Н» являются
признаками исправности цепи накала и цепи микроампер-
метра, используемого в качестве вольтметра. По углу пово-
рота ручки реостата накала и устойчивости установленного
напряжения во времени можно судить о степени разряжен-
ности элементов 2С. Сильно разряженные элементы 2С,
подлежащие замене или переключению на последователь-
ное соединение, характеризуются тем, что нормальное на-
пряжение накала не устанавливается (стрелка микроампер-
метра остается правее отметки «Н») или устанавливается
при первом включении и затем быстро уменьшается на-
столько, что реостатом накала восстановить нормальное на-
пряжение не удается.
К характерным признакам неисправности цепи накала
можно отнести следующие:
— при переключении главного переключателя в поло-
жение «Н» стрелка микроамперметра отклоняется левее от-
метки «Н» на шкале (напряжение накала больше нормаль-
ного) и реостатом накала установить нормальное напряже-
ние не удается; этот признак указывает на перегорание
нити накала (или обрыв в цепи) одной или нескольких
ламп прибора; неисправную лампу можно установить по
признакам работоспособности каскадов прибора, приведен-
ным ниже;
— при переводе главного переключателя в положение
«Н» стрелка микроамперметра остается в исходном край-
нем правом положении; при наличии такого признака
194
можно предположить, во-первых, обрыв в общей цепи
накала всех ламп прибора до точек подключения вольтметра
(микроамперметра 39 с добавочным сопротивлением) и,
во-вторых, неисправность в цепи микроамперметра, исполь-
зуемого в качестве вольтметра для контроля напряжения
накала.
Цепь анодного питания ламп прибора. Исправность цепи
анодного питания ламп прибора и батареи 87-ПМЦГ-0.15
проверяется в положении «А» (анод) главного переключа-
теля. Признаком исправности этой цепи является возмож-
ность плавной регулировки и установки нормального анод-
ного напряжения с помощью регулятора «Анод». О степени
разряженности батареи и ее пригодности для работы можно
судить по признакам, аналогичным признакам разряжен-
ности элементов 2С.
Характерные признаки неисправностей в анодной цепи
следующие.
При контроле анодного напряжения стрелка микроам-
перметра отклоняется левее отметки «А» на шкале (напря-
жение больше нормального) и при вращении ручки «Анод»
не изменяет своего положения. Этот признак указывает на
отсутствие тока в анодных цепях ламп усилителя-ограничи-
теля и блокинг-генератора вследствие обрыва в монтажных
проводниках, деталях или неисправности ламп (потеря
эмиссии, обрыв нити накала и т. д.). При отсутствии анод-
ного тока только в одной из указанных ламп регулировка
анодного напряжения регулятором «Анод» обеспечивается,
однако установить нормальное напряжение, как правило,
не удается. Неисправный каскад прибора (лампы) можно
установить, если при переводе главного переключателя в по-
ложение «А» стрелка микроамперметра остается в исход-
ном крайнем правом положении (анодное напряжение
равно нулю). При наличии такого признака можно ожидать
неисправности:
— обрыв в общей цепи анодного питания до точек под-
ключения вольтметра;
— неисправность в цепи микроамперметра, используе-
мого в качестве вольтметра для контроля анодного напря-
жения;
— короткое замыкание в анодной цепи.
Ламповый вольтметр. Признаком работоспособности лам-
пового вольтметра является появление отклонения стрелки
микроамперметра от исходного крайнего правого положе-
ния при переводе главного переключателя на второй или
13* 195
первый поддиапазон и возможность установки стрелки на
нулевое деление шкалы с помощью ручки «Установка нуля»
при нажатой кнопке «Сброс».
Если стрелка микроамперметра не отклоняется от исход-
ного положения, то ламповый вольтметр неисправен (отсут-
ствует ток в анодной цепи лампы 1Б1П).
Основными причинами такой неисправности могут быть:
перегорание нити накала лампы 1Б1П 35, обрыв в анодной
цепи этой лампы, обрыв в цепи накала лампы.
Отклонение стрелки до упора влево от нулевого деления
шкалы указывает на чрезмерно большой анодный ток лам-
пы 1Б1П и, как правило, появляется при увеличенном (про-
тив нормального) анодном напряжении; последнее может
явиться следствием неисправности ламп блокинг-генератора
и усилителя-ограничителя.
Блокинг-генератор. Признаком работы блокинг-генера-
тора является прослушивание в телефонах низкого звуко-
вого тона. При небольшом увеличении -анодного напряже-
ния регулятором «Анод» сила звука в телефонах должна
возрастать. Одной из возможных причин отсутствия при-
знака работы блокинг-генератора является нарушение регу-
лировки «плато» (регулятор «Плато» повернут влево).
Более сложными причинами неисправности могут
быть: обрыв цепей анодного или накального питания, неис-
правность лампы, трансформатора, наличие замыкания
в цепи селенового выпрямителя или в цепи питания газо-
вого счетчика.
Усилитель-ограничитель. Работоспособность усилителя-
ограничителя можно определить по прослушиванию микро-
фонного эффекта, т. е. по появлению в телефонах легкого
звона при ударах пальцем по корпусу зонда около распо-
ложения лампы усилителя-ограничителя. Отсутствие этого
признака позволяет сделать предположение о неисправности
усилителя-ограничителя.
Признаками работоспособности прибора в целом яв-
ляется прослушивание в телефонах резких щелчков, создан-
ных фоном ионизирующих излучений, и наличие небольшого
отклонения стрелки микроамперметра на первом поддиапа-
зоне. При отсутствии признаков работоспособности прибора
в целом (но при наличии признаков работоспособности ка-
скадов) необходимо убедиться в правильности регулировки
«Плато». Вероятной причиной отсутствия щелчков в теле-
фонах может явиться также неисправность газового счет-
196
чика, цепи его питания или дифференцирующей цепи на
входе усилителя-ограничителя.
Проверку работоспособности указанных элементов схемы
радиометра, а также интегрирующей схемы можно произ-
вести, используя следующие приемы.
Перед проверкой необходимо разобрать измерительную
головку зонда и снять газовый счетчик (порядок разборки
головки зонда и снятия счетчика указан ниже). Для про-
верки работоспособности цепи питания счетчика необходимо
подключить телефоны между корпусом зонда и плюсовым
контактом гнезда счетчика (питание прибора должно быть
включено). При наличии напряжения в телефонах должен
прослушиваться щелчок в момент подключения. Если щел-
чок в телефонах не прослушивается, то следует предполо-
жить неисправность в цепи питания или селенового выпря-
мителя.
Наличие напряжения на центральном контакте гнезда
счетчика можно установить также с помощью вольтметра.
Однако следует иметь в виду, что измеренное прибором
типа ТТ-1 (и даже АВО-5) напряжение будет всегда меньше
400 в, так как вольтметры этих приборов обладают сравни-
тельно небольшим внутренним сопротивлением. Измерения
напряжения тестером ТТ-1 следует производить на шка-
ле 1000 в.
Проверку работоспособности дифференцирующей цепи
можно произвести путем периодического замыкания плюсо-
вого контакта гнезда счетчика с корпусом зонда. При за-
мыкании напряжение на входе дифференцирующей цепи
резко падает (что в некоторой степени эквивалентно им-
пульсу тока газового счетчика), поэтому в телефонах, вклю-
ченных в гнезда пульта, должны прослушиваться громкие
щелчки. Прослушивание щелчков указывает на работоспо-
собность дифференцирующей цепи и усилителя-ограничителя.
При исправной дифференцирующей цепи, а также нор-
мально работающих усилителе-ограничителе и ламповом
вольтметре можно проверить работоспособность интегри-
рующей схемы. Для этого необходимо поставить главный
переключатель на первый поддиапазон измерения; тогда при
периодическом замыкании проводником плюсового контакта
гнезда счетчика стрелка микроамперметра должна скачками
отклоняться от нулевого деления шкалы, т. е. давать пока-
зания, соответствующие частоте замыкания и размыкания.
Неисправность газового счетчика можно установить пу-
тем замены его в приборе заведомо исправным газовым
197
счетчиком. Если при смене счетчиков работоспособность
прибора восстанавливается, то, следовательно, газовый счет-
чик действительно был неисправен и его следует в приборе
заменить.
Если в процессе проверки прибора обнаружена неис-
правность какого-либо каскада или цепи, то для установле-
ния причин неисправности необходимо открыть соответ-
ствующую часть схемы прибора и проверить величины на-
пряжений на электродах лампы или напряжения в подозре-
ваемых на неисправность цепях.
Номинальные напряжения на электродах ламп прибо-
ров ДП-11-Б (ДП-11-А) относительно корпуса, измеренные
прибором ТТ-1, приведены в табл. 7.
Таблица 7
Номинальные напряжения на электродах ламп приборов ДП-11-Б
(ДП-11-А) относительно корпуса, измеренные прибором ТТ-1
Назначение лампы и ее тип Номер лепестков ламповой панельки Проверяемое напряжение Поминаль- ное напря- жение, в
2П1П усилителя-огра- ничителя (5) .... 1 0
2 На аноде +35
3 На управляющей сетке —0,2
4 На экранирующей сетке + 18
5 — 0
6 На аноде + 35
7 На нити накала .... — 1
2П1П блокинг-генера- тора (14) 1 На нити накала .... — 1
2 На аноде + 22
3 На управляющей сетке —0,9
4 На экранирующей сетке + 22
— 0
6 На аноде +22
7 0
1Б1П лампового вольт- метра (35) 1 0
2 (Холостой штырек) . . —
3 На аноде диода .... —0,2
4 На экранирующей сетке +20
5 На аноде +20
6 На управляющей сетке —0,2
7 На нити накала .... —1
Примечание. Напряжение на электроде лампы считается нор-
мальным, если оно не отличается от номинального более чем на
±30%.
198
Если напряжения на всех электродах лампы имеются,
но некоторые из них больше нормального, то необходимо
вынуть лампу из панельки (предварительно выключив пи-
тание прибора), проверить ее исправность или заменить за-
ведомо исправной.
Отсутствие напряжения (U = 0) на одном из электро-
дов лампы указывает на неисправность соответствующей
цепи питания.
Для определения места повреждения в цепи или неис-
правной детали необходимо воспользоваться омметром.
Проверка цепей омметром производится при отключен-
ных источниках питания (отключается один вывод батареи
и каждого из элементов; главный переключатель остается
в положении «1», «2», «А» или «Н» в зависимости от про-
веряемого участка цепи). При проверке цепи, содержащей
микроамперметр, зажимы последнего необходимо закоро-
тить проводником с целью исключения случайных повреж-
дений.
При проверке цепей прибора необходимо пользоваться
полной принципиальной схемой, по которой определяются
точки подключения омметра и величины номинальных со-
противлений между проверяемыми точками.
Если цепь содержит несколько деталей (сопротивления,
трансформаторы, переключатели) и длинные монтажные
проводники и шланги, то проверку цепи целесообразно про-
изводить по отдельным ее участкам.
В качестве примера проверки цепи анода лампы усили-
теля-ограничителя приводится табл. 8, составленная по
принципиальной схеме прибора ДП-11-Б.
Таблица 8
Проверка цепи анода лампы усилителя-ограничителя
(согласно принципиальной и монтажной схемам прибора)
Что проверяется Точки подключения омметра Поминаль- ная вели- чина со- противле- ния, ом
первая вторая
Исправность со- единительного про- вода 2-й или 6-й ле- песток ламповой панели ЛП-1 Опорная точка OT-V-1 0
Исправность жилы гибкого кабеля Опорная точка ОТ-1/-1 Соединительная фишка кабеля ФК (гнездо 8) 0
199
Продолжение
Что проверяется Точки подключения омметра Номиналь- ная вели- чина со- противле- ния, ом
первая вторая
Исправность со- единительного про- вода Соединительная фишка пульта ФП (штырек 8) Правое гнездо ТЛФ 0
Исправность авто- матического контак- та п дросселя-экви- валента телефона Правое гнездо ТЛФ Левое гнездо ТЛФ -650
Исправность пер- вичной обмотки инте- граторного транс- форматора Левое гнездо ТЛФ Соединительная фишка пульта ФП (штырек 3) -800
Исправность кон- тактов переключа- теля 26 д Сопротивление 42, лепесток 3 Правое гнездо ТЛФ 0
Регулятор „Анод" Сопротивление 42, лепесток 3 Сопротивление 42, лепесток 2 Kmin =°; Кщах = 150 000
Соединительный провод Сопротивление 42, лепесток 2 Клемма „ + А“ 0
При определении размещения деталей, опорных точек и
проводников в приборе ДП-11-Б (ДП-П-А) рекомендуется
пользоваться принципиальной и монтажной схемами, а так-
же спецификацией деталей, приводимой в техническом
описании и инструкции к прибору и входящей в состав его
комплекта.
Вскрытие пульта прибора
Вскрытие пульта прибора для ремонта или замены лам-
пы 1Б1П рекомендуется производить в следующем по-
рядке:
— отключить зонд от пульта;
— вынуть пульт из кожуха; снять мастичную пломбу на
нижней части экрана, закрывающего доступ к электриче-
скому монтажу пульта, и вывернуть винт, крепящий экран;
снять экран.
Для замены лампы пульта нужно:
— отвернуть на 1—2 оборота винты, крепящие металли-
ческий экран, которым закрыта лампа;
200
— слегка нажав экран вниз, повернуть его против ча-
совой стрелки и сн|ять;
— вставить новую лампу и после проверки ее работо-
способности поставить кожух на место и затянуть винты.
Замена лампочки подсвета шкалы. Для
замены лампочки подсвета шкалы (лампа 40 на принципи-
альной схеме) нужно:
— отключить и вынуть анодную батарею;
— отвернуть 3 винта, крепящие отсек анодной батареи,
и отделить его от шасси;
— отверткой отжать контактную пружину лампочки
подсвета, укрепленную на корпусе микроамперметра, от
корпуса прибора и отодвинуть ее влево;
— извлечь лампочку из патрона и заменить ее новой;
— вставить патрон с лампочкой в корпус микроампер-
метра, закрепить его контактной пружиной, поставить на
место и закрепить винтами отсек анодной батареи, подклю-
чить анодную батарею.
Для замены счетчика производится разборка
измерительной головки зонда в следующем порядке:
— отвернуть опломбированный винт хомута на головке
и снять хомут;
— отвернуть накатанную накидную гайку и снять го-
ловку.
Для извлечения счетчика следует отвернуть накатанную
гайку держателя счетчика и, взявшись за свободный цо-
коль его, вынуть счетчик из держателя.
Во избежание повреждения счетчик, стенки которого из-
готовлены из очень тонкой стали, следует брать только за
цоколь.
Вставив новый счетчик, необходимо закрепить его в дер-
жателе накатанной гайкой, надеть на него резинку и со-
брать головку. Сборка головки производится в обратном
порядке.
Вскрытие зонда
Зонд вскрывается для замены ламп при ремонте прибо-
ра, а также для осмотра монтажа.
Для вскрытия ствола зонда следует:
— отключить зонд от пульта;
— вывинтить ручку зонда из оболочки;
— снять мастичную пломбу на стопорном винте гайки
хвостовика; вывинтить стопорный винт;
201
— с помощью специальных ключей отвинтить гайку
хвостовика и спустить ее по кабелю; вынуть из кольцевого
паза стальную шайбу и уплотняющую резиновую про-
кладку;
— не вращая, сдвинуть в направлении кабеля наружную
оболочку зонда, придерживая зонд за шарнир.
Для предотвращения выпадения из гнезд лампы закреп-
лены в головной части фиксаторами, застопоренными в
опорных кольцах каркаса с помощью стопорных винтов.
Для извлечения лампы из гнезда необходимо предваритель-
но отвернуть стопорный винт на лыске опорного кольца,
после чего фиксатор не будет препятствовать продольному
перемещению лампы.
После замены лампьи фиксатор следует придвинуть
вплотную к баллону лампы и закрепить стопорным вин-
том.
При смене ламп рекомендуется произвести профилакти-
ческий осмотр внутренних частей и монтажа прибора. Об-
ратить внимание на состояние патрона с влагопоглощаю-
щими кристаллами силикагеля. Патрон с силикагелем
расположен в стволе зонда Г Розовый цвет кристаллов озна-
чает, что силикагель утратил влагопоглощающую способ-
ность, вследствие чего внутренние детали в стволе и голов-
ке зонда могут отсыревать, что приведет к ухудшению ра-
боты прибора.
Для восстановления влагопоглощающей способности
кристаллы силикагеля необходимо высыпать из патрона на
чистый металлический лист и прокалить до приобретения
голубого цвета.
Сборка зонда производится в обратном порядке. При
сборке должна быть обеспечена высокая герметичность зонда.
Герметичность в местах разъема обеспечивается рези-
новыми уплотняющими прокладками. Таких прокладок три:
в головке гильзы, в кольцевом углублении шарнира, в хво-
стовике гильзы. При установке перечисленных прокладок
следует прежде всего обратить внимание на их качество.
На поверхности прокладок не должно быть задиров, на-
плывов, заусенцев и других дефектов. Резина, из которой
прокладки изготовлены, должна быть упругой и эластичной.
При правильной сборке боковое отверстие под стопор-
ный винт в гайке, навинченной на хвостовик, должно совпа-
1 В приборе ДП-11-А второй патрон с силикагелем расположен
в измерительной головке зонда вместе со счетчиком.
202
дать с кольцевой проточкой в хвостовике. При этом сто-
порный винт при ввертывании попадает в кольцевую про-
точку. Винт пломбируется мастичной пломбой, что препят-
ствует вскрытию зонда без нарушения пломбы.
После проведенного ремонта и восстановления работо-
способности прибора производится более тщательная регу-
лировка рабочего напряжения счетчика регулятором «Плато»
и градуировка прибора в целом.
Перед регулировкой прибора необходимо:
— проверить, чтобы стрелка микроамперметра при по-
ложении главного переключателя «Вык.» находилась про-
тив крайнего правого деления шкалы; при необходимости
стрелка устанавливается корректором, расположенным на
микроамперметре;
— регулятор «Плато» с помощью отвертки повернуть
против часовой стрелки до упора.
Установка рабочего напряжения газового счетчика на
«плато» производится в такой последовательности:
— поставить переключатель в положение «Н» и отрегу-
лировать напряжение накала;
— поставить переключатель в положение «А» и враще-
нием ручки «Анод» установить стрелку микроамперметра
на деление шкалы 54;
— поддерживая ручкой «Анод» положение стрелки прибо-
ра в пределах 54 + 3, медленно вращать регулятор «Плато»
с. помощью отвертки до появления редких непериодических
щелчков в телефонах, обусловленных наличием фона; та-
ким образом устанавливается напряжение начала счета;
— для установки рабочего напряжения счетчика отре-
гулировать нормальное анодное напряжение ручкой
«Анод», доведя отклонение стрелки до отметки «А»; при
этом вследствие увеличения анодного напряжения увеличи-
вается и напряжение на газовом счетчике до нормальной
величины, соответствующей области «плато» счетной харак-
теристики;
— установить второй поддиапазон измерений и произ-
вести установку условного нуля прибора с помощью ручки
«Установка нуля» и кнопки «Сброс».
Проверка градуировки и градуировка прибора
Проверка градуировки и градуировка прибора ДП-11-Б
(ДП-11-А) могут быть произведены либо по мощности доз
гамма-излучения, созданным эталонным гамма-препаратом,
203
либо по эталонным бета-препаратам с известным средним
числом распадов на 1 см2 поверхности в минуту.
Для проверки градуировки прибора ДП-11-Б (ДП-11-А)
необходимо иметь эталонные гамма-препараты, изготовлен-
ные из радиоактивного кобальта-60 с активностью около
0,1 мк для первого поддиапазона и около 10 мк для вто-
рого поддиапазона.
Проверка градуировки производится на трех точках
каждого поддиапазона, указанных в табл. 9. Средние точ-
ки каждого поддиапазона являются опорными; на них про-
изводится градуировка с помощью регуляторов чувстви-
тельности.
Проверка градуировки радиометра по мощности доз
гамма-излучения проводится в следующем порядке:
1. Определяется истинная активность эталонного источ-
ника на день градуировки и рассчитываются расстояния, на
которых будут иметь место необходимые для проверки
мощности дозы. Расчет производится по формуле
/i,a
\|'/р{1СЧ ГФ
где i — ионизационная константа кобальта-60, равная
13,5-103 мр'см'2 ;
’ час мк ’
а — истинная активность источника на день градуи-
ровки в милликюри;
(Р )г„сч — мощность дозы в проверяемой точке в мр1час,
Ре?— мощность дозы фона в мр!час\ замеряется в ме-
сте проведения градуировки с помощью исправ-
ного радиометра.
Мощность дозы фона в месте градуировки не должна
превышать 0,02 мр!час, что требует тщательной защиты или
удаления посторонних источников.
Разметка расстояний от источника должна производить-
ся на деревянной или алюминиевой линейке, установленной
в свободном от посторонних предметов помещении.
2. При подготовке прибора к проведению градуировки
обязательно производится установка напряжения газового
счетчика на «плато» в порядке, указанном выше.
3. Для проверки градуировки необходимо установить
измерительную головку зонда на опорную точку второго
поддиапазона с мощностью дозы 3 мр/час. Если показания
стрелки, установившиеся по истечении 0,5—1 мин., пахо-
204
Дятся в допустимых пределах (табл. 9), то аналогичным
образом производится проверка градуировки на остальных
двух точках второго поддиапазона. Показания исправного
прибора не должны выходить за пределы допустимых, ука-
занных в табл. 9.
Если показания прибора в проверяемых точках выходят
за пределы допустимых, то необходимо произвести уста-
новку стрелки прибора на опорную точку данного поддиа-
пазона с помощью регулятора чувствительности. После это-
го вновь проверяется градуировка на двух остальных точ-
ках поддиапазона.
Аналогично производятся проверка градуировки и гра-
дуировка на первом поддиапазоне радиометра.
Таблица 9
Номинальные и допустимые показания приборов
ДП-11-А и ДП-11-Б при разных мощностях доз
Под- диапа- зоны Номер ТОЧКИ Мощность ДОЗЫ в яр] час Номинальные значения показаний прибора в делениях Допустимые показа- ния прибора в делениях
ДП-П-А ДП-П-Б ДП-П-А ДП-П-Б ДП-П-А ДП-П-Б
1 0,5 0,5 19 23 15—23 14-30
2 2 3 3 53 56 48-58 42—64
3 10 10 80 79 74—84 66—86
4 0,05 0,05 27 28 23—32 14-38
1 5 0,12 0,12 52 52 46—60 42—66
6 0,5 0,4 93 90 84—97 70—98
При градуировке прибора следует добиваться наилуч-
шего приближения к номинальным значениям показаний
на всех проверяемых точках каждого поддиапазона.
Градуировка прибора, произведенная по мощностям доз
гамма-излучения эталонного кобальтового препарата, обес-
печивает правильность показаний прибора и при измерении
степени зараженности бета-, гамма-активными веществами
(с допустимыми ошибками не более +50%).
При наличии достаточного набора эталонных бета-пре-
паратов с активной поверхностью стандартных размеров
(10 X 15 = 150 см2) проверку градуировки и градуировку
радиометра ДП-11-Б можно произвести по степеням зара-
женности в положении поворотной оболочки измерительной
головки зонда «Б1».
Такая проверка градуировки и градуировка произво-
дятся по тем же правилам, что и при градуировке по
205
Гамма-излучению. Необходимые для проверки эталонные
препараты и допустимые показания измерительного при-
бора приведены в табл. 10.
Таблица 10
Номинальные и допустимые показания приборов
ДП-11-А и ДП-11-Б при разной активности эталонов
Положение переключателя Номер точки Активность эталона в pacnlMUH см'1 Номинальные значения показаний прибора в делениях Допустимые показания прибора в делениях
ДП-11-А ДП-11-Б ДП-11-А ДП-11-Б
1 2500 19 23 15—23 14—30
2 2 15000 53 56 48—58 42—64
3 50000 80 79 74—84 66—86
4 250 27 28 23—32 14—38
1 5 600 52 52 46—60 32—66
6 2000 93 90 84—97 70—98
Градуировка радиометра по бета-препаратам произво-
дится в помещении с посторонним гамма-фоном не более
0,02 мр/час. Головка зонда подносится к середине актив-
ной поверхности препарата на расстояние упоров.
Прибор, проградуированный по бета-препаратам, обес-
печивает допустимую точность измерения (+50%) мощно-
стей доз гамма-излучения.
IJPMJJUZKEEIML: '2 ЛИНЕЙНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ОСЛАБЛЕНИЯ, ПОГЛОЩЕНИЯ И СЛОИ ПОЛОВИННОГО ОСЛАБЛЕНИЯ УЗКОГО ПУЧКА МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ВОЗДУХА, ТКАНЕЙ ЖИВОТНЫХ (МЫШЦ), АЛЮМИНИЯ И СВИНЦА Ег = 2,5 Мэв 0,49-10—4 0,3-1 о-4 14100 1- о г- СО СО О1 о О Mt О О ОО
Е^ = 1 Мэв Ml Ml 1 1 о о о —' ю —< О £ со СО °° o' о" 1-0 00 О1 Ь- О О1 О О О1 o' о ₽£
Е., = 0,5 Мэв Ml Ml 1 1 о 2 ° • • сч •—« Г-» о ~ СО -7 о оо ю МТ оо оо 04 О О 04 О О 00
Е., =0,25 Мэв I т о О о ю о Ь- Сн Mt СО ~ О ю 04 00 1—1 04 •—1 О 04 о~ о о
Еу = 0,1 Мэв Ml Mi 1 1 О о о Т Т ° ОО •—< г»л О СО ~ о СО Mt Ю 04 СО о ю О О Mt
Энергия гамма- квантов Лин. коэф. ослабления, по-^х. глощения и слой половинного ослаблениям^ Ев Ев 1 1 1 1 1 ч я zL
Вещество Воздух Z = 7,64 р=0,00129 г/см3 Мышцы Z = 7,42 Р = 1 г/см3
207
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Периодическая таблица элементов д. и к
Г/Н ЕВА
3 г РУП П Ы ЭЛЕ МЕНТ G Г'1 Расположение электронов
з; о_ 0J CZ 0 СК5 СЕо) VIH 00 по слоям в атомах нулевой группы. Слои в порядке удаления от ядра
Н 1 Не 2 К L м N О р а
1 Водород 1,0080 Гелий 4.003 2
2 Li з Литий 6,940 Be 4 Бериллий 9,013 5 В Б ор 10,82 е с Углерод 12,010 7 N Азот 14 008 8 0 Кислород 16.000 9 F Фтор 19.00 Ne ю Неон 20.183 2 8
3 Na п Натрий 22,997 Мд 12 Магний 24.32 13 А1 Алюминий 26,98 14 Si Кремний 28,09 15 Р Фосфор 30,Э8 16 S Сера 32,066 17 С1 Хлор 35.457 Аг 18 Аргон 39,944 2 8 8
4 К 19 Калий 39,096 Са 20 Кальций 40,08 SC 21 Скандий 44,98 Т1 22 Титан 47,90 V 23 Ванадий 50,95 С Г 24 Хром 52,01 МП 25 Марганец 54.93 Fe 26 Железо 55,85 Со 27 Кобальт 59,94 Ni 28 Никели 58,69 С
*т 29 Си Медь 63,54 зо Zn Цинк 65.38 3i G& Галлий. 69,72 32 Ge Германий 72,60 зз Аз Мышьяк 74,91 34 Se Селен 78.96 35 ВГ Иром 79,916 Кг 36 Криптон ез.ео 2 8 18 8
Rb 37 Рубидий. 85,48 8г 38 Стронций 87.63 Y 39 Иттрий 88,92 Zr 40 Цирконий 91,22 Nb 41 Ниобий 92.91 Мо 42 Молибден 95.95 ТС 43 Технеций (99) RU 44 Рутений 101.7 RH 45 Родий 102,91 Pd 46 Палладий 106,7
4? Ад Серебро 107,88 48 Cd Кадмий 112,41 49 |П Индий 114.76 50 Sn Олово 118.70 5! Sb Сурьма 121,76 52 Те Теллур 127,61 53 J Нод 126.91 Хе 54 Ксепон 131.3 2 8 18 18 8
R CS 55 Цезий 132,91 Ва 56 барии 137,36 La 57* Ланглом 138,92 Hf 72 Гофний 178.6 Та 73 Тантал 180,88 W 74 Вольфрам 183,92 Re /5 Рений 186,31 Os 76 Осмий 190.2 |г 77 Иридий 193.1 Pt 78 Платина. 195.23
и 79 Аи Золото 197,2 во Нд Ртуть 200,6! 81 Т1 Таллий 204,39 82 РЬ Свинец 207,21 83 Bi Висмут 209,00 84 Ро Полоний 210 85 At Астатин (211) Rn 86 Радон 232,0 2 8 18 32 18 8
7 Fr 87 Франций (223) Ra 88 Радий 22605 АС 89** Актиний 227.05 (Th) (Ра) (U) Порядковый номер \ Символ
* 58-71 Лантанидь Се 58 Церий 140,13 РГ 59 Празеоди 140.92 Nd 60 1 Неодим 144.27 Pm si Прометии (145) Sm 62 Самарий. 150.43 Ей бз Европий 152,0 Gd 64 Гадолини 156.9 ТЬ 65 7 Тербий 159.2 Dy ее Диспрозий 162.46 Но 67 Гольмий 164.94 Er 68 Эрбий 167.2 Ти 69 Тулий. 169.4 ТЬ 7o|Lu 71 Иттербий Лютеций 173.04 | 174,99
* ж 90 -100 Актиниды Th эо Торий 232,12 Ра si IporaKTUh и.. U 92 ий Уран 238.07 Np 93 Нептуний. (237) Ри 94 Плутоний (239) Ат 95 Америцис (241) Ст 96 Кюрий (243) ВК 97 берклий (245) Cf 98 Калифорни (246) ЕЛ 99 3unuirclit F rn юо ий Фермий L Mv io, МендепеС ий
В скобках указано массовое число основного изотопа элемента
Зак. № 1421. К стр. 206
Хлор
Х 35,457
Название /
Атомный
вес
П родолжение
= 2,5 Мэв о о <Э 6,93 0,45 о 09 ю
иГ
«О
ю iO ю
о 1 (О ^^Ч О1
О 09 р-^ •г^ч О)
II о о •cf о о о
чГ
со
СТ)
ю
09 00 р-^ р-^
о 09 (С •Г^Ч
II О О СО —1 »—1 О
чГ
со
СЪ
§
1 о р-^. (““ч
О) 09 ю
О1 со со 1' J
II о О оГ о Ю о
иГ
со
съ
о
1 о о р-^
о О1 1 о р-^ О
II о о г-. ю 0Q о
чГ
к» /к
Ж ® /я
2 О /К
"я / »
к И / ге S и / . О _ 1
1 1 t 1 * ।
СХ / К О ° сч
— —
я / » s Р Ш / * я w о / л я 2 я сЗ 43 СЗ 3- 43
/ о о “ я
/ *5 = / м 3 о
/ 5 о к
/ 25 о ч о / Ч О U G
со
о со эХ см
о о> 3 <и со S X S S СО И L'Z X си X 09 00 со
2 II н S II
ч 11 X II
< N L~> о N о.
ПРИЛОЖЕНИЕ !1
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
И ЭЛЕКТРОНИКИ
Электрические заряды. Впервые электрические заряды были полу-
чены опытным путем в результате трения кусочка янтаря о шерсть
Янтарь на греческом языке называется «электрон», что и явилось при
чиной появления терминов: электричество, электрические заряды. Зная
современную теорию строения материи, нетрудно понять, что тело, тем
или иным способом получившее избыток электронов, заряжено отри-
цательным электричеством; тело, обладающее недостатком электронов,
заряжено положительным электричеством.
Рис. 81. Условное изображение электриче-
ского поля силовыми линиями
Практической единицей измерения величины электрического заряда
или количества электричества является кулон (к). Кулон соответ-
ствует суммарному электрическому заряду примерно в 6,25 • 1018 элек-
тронов (отрицательный заряд) или протонов (положительный заряд).
Тела, заряженные одноименным электрическим зарядом, отталкива-
ются друг от друга; тела, заряженные разноименными зарядами,
притягиваются. Эта хорошо известная закономерность является основ-
ным свойством электрических зарядов.
Электрическое поле. Пространство, связанное с электрическими за-
рядами, в котором можно обнаружить действие электрических сил
(т. е. сил, действующих на электрические заряды), называется элек-
трическим полем. На чертежах электрическое поле принято условно
изображать электрическими силовыми линиями (рис. 81), которые вы-
черчиваются так, что они показывают направление действия силы на
положительный электрический заряд, помещенный в соответствующую
точку ПОЛЯ.
Сила, с которой действует электрическое поле на единичный (т. е.
равный 1 к) положительный электрический заряд, называется напря-
женностью электрического поля и обозначается буквой Е. Зная напря-
женность поля, можно определить силу, действующую на любой дру-
гой заряд. Так, например, сила, действующая на положительный поп
с элементарным зарядом е = 1,6 • 10—1э к, имеет величину f — Ее и со-
впадает с направлением силовой линии; сила, действующая на электрон,
208
14—1421
209
пмес-t такую же Величину / =—Ее, но направлена в противоположную
сторону (в сторону положительно заряженного тела).
Напряжение. Если в электрическое поле поместить заряженное тело
(или заряженную частицу), то под воздействием электрических сил
оно будет перемещаться; при этом электрическое поле будет совершать
работу, равную произведению силы на путь, пройденный телом.
Работа, которую совершает электрическое поле, перемещая еди-
ничный положительный заряд из одной точки в другую, называется
напряжением между данными точками поля. Практической единицей
измерения напряжения является вольт (сокращенное обозначение в).
Если между двумя точками электрического поля напряжение равно
1 в, то работа, производимая полем на перемещение электрического
заряда в 1 к, равна одной ватт-секунде или джоулю (1 джоуль равен
10' эрг).
Электрический ток представляет собой упорядоченное движение
электрических зарядов под воздействием электрического поля *.
Для создания электрического тсжа необходимо иметь источник
электрического поля и среду, в которой имеются частицы, обладаю-
щие электрическим зарядом и способные совершать движение. Среда,
обладающая указанным свойством, называется токопроводящей, или
проводником. К хорошим проводникам электрического тока относятся
металлы, графит, растворы солей, кислот и др. Вещества, в которых
электрический ток при нормальных условиях не создается (точнее, он
ничтожно мал), называются изоляторами.
В различных проводниках электрический ток создается движением
различных заряженных частиц.
В металлах атомы в виде положительных ионов располагаются
в определенном порядке, образуя кристаллическую структуру. Внешние
(валентные) электроны, оторвавшиеся от атомов, совершают хаотиче-
ское движение в пространстве между нонами.
Находясь внутри металла, такие электроны являются свободными
в своем движении, так как силы притяжения к ионам взаимно урав-
новешиваются. Вместе с тем, если электрон приближается к поверх-
ности, то результирующая сила притяжения к ионам будет направлена
внутрь куска металла.
Таким образом, электроны имеют возможность свободно переме-
щаться внутри металла и вместе с тем не имеют возможности свобод-
ного вылета за его пределы. Поэтому такие электроны называются
полусвободными; они создают токопроводящие свойства металлов.
В водных растворах молекулы солей и кислот распадаются на
положительные и отрицательные ионы (например, в растворе поварен-
ной соли NaCl имеются положительные ионы натрия Na ь и отрица-
тельные ионы хлора СГ~). Электрический ток в таких растворах яв-
ляется результатом упорядоченного движения как положительных, так
и отрицательных ионов под воздействием электрического поля, созда-
ваемого с помощью двух разноименно заряженных металлических
электродов.
Электрический ток в ионизированных газах также является резуль-
татом движения положительных ионов и электронов (или отрицатель-
ных ионов, если они образуются).
В силу исторических причин условно принято считать за положи-
тельное направление электрического тока направление, совпадающее
1 Исключением являются так называемые токи смещения, имеющие
другую природу (они связаны с изменениями электрического поля).
210
с движением положительно заряженных частиц, т. е. от положитель-
ного электрода источника к отрицательному.
Величина тока 1 характеризуется количеством электричества, прохо-
дящим через поперечное сечение проводника за 1 секунду. Единицей
измерения величины тока является ампер (сокращенное обозначе-
ние а); он соответствует прохождению через сечение проводника элек-
трического заряда, равного одному кулону в секунду. Кроме ампера,
используются более мелкие производные единицы измерения: 1 милли-
ампер (ма) = а = 10~3 а и 1 микроампер (лха) = "jqqqqqq' а —
= 10“6 а.
Количество электричества (Q), прошедшее по проводнику, равно
величине постоянного тока (/), умноженной на время (t) прохождения
в секундах
Q = It.
Электродвижущая сила. Источники постоянного электрического
поля, способные создать постоянный электрический ток в течение дли-
тельного промежутка времени, обычно называются источниками тока.
Способность источника создавать н поддерживать между своими
выводами (полюсами) электрическое поле характеризуется электро-
движущей силой (ЭДС). ЭДС численно равна напряжению между зажи-
мами источника при разомкнутой внешней цепи и измеряется в воль-
тах. Величина ЭДС зависит только от свойств источника тока. Не-
смотря на то, что ЭДС и напряжение измеряются одними и теми же
единицами (и одинаковыми приборами—вольтметрами), их нельзя
смешивать. Напряжение имеет место между зажимами источника и яв-
ляется характеристикой электрического поля между ними; ЭДС обуслав-
ливает движение электрических зарядов внутри источника против сил
создаваемого ею электрического поля; она существует и действует
внутри источника.
На рис. 82 показаны замкнутая цепь, содержащая источник тока,
а также условное направление движения тока во внешней цепи и
внутри источника. Рассматривая рисунок, нетрудно убедиться, что ток
во внешней цепи соответствует движению положительных зарядов от
положительного зажима к отрицательному, а внутри источника — от
отрицательного к положительному, т. е. против сил электрического
поля. Таким образом, ЭДС обеспечивает непрерывное восстановление
электрических зарядов па зажимах источника
держание напряжения.
Как будет показано ниже, напряжение
между зажимами источника при наличии
тока несколько меньше ЭДС.
Сопротивление. Когда по цепи из провод-
ников проходит электрический ток, то движу-
щиеся заряженные частицы (электроны пли
ионы), естественно, сталкиваются с малопо-
движными молекулами и атомами проводя-
щей среды, передавая им часть энергии и,
следовательно, уменьшая скорость своего дви-
жения. Таким образом, проводники в большей
или меньшей степени оказывают сопротивле-
ние движению электрических зарядов (т. е.
и, следовательно, под-
Рис. 82. Замкнутая
цепь тока, содержа-
щая источник тока Е
и нагрузку R
Раньше употреблялся менее удачный термин «сила тока».
14*
211
к
Рис. 83.
с двумя
Неразветвленная цепь
потребителями энергии
источника тока
электрическому току). Единицей
измерения сопротивления яв-
ляется ом. В проводнике с со-
противлением 1 ом создается
электрический ток в 1 а, если
между его концами приложено
напряжение в 1 в. Сопротивле-
нием 1 ом обладает, напри-
мер, медная проволока длиной
1 м и диаметром 0,15 мм.
Для измерения больших со-
противлений используются сле-
дующие производные единицы
измерения: 1 килоом (ком.) —
= 1000 ом = 103 ом-, 1 мегаом
(Мом) = 1 000 000 ом = 106 ом
и 1 киломегаом (кМом) или
гигаом (гом) = 109 ом.
Ома. Экспериментально установлено, что величина тока (/)
между его
Закон
в проводнике прямо пропорциональна напряжению (О')
концами и обратно пропорциональна сопротивлению (/?).
R
Эта зависимость называется законом Ома для участка электриче-
ской цепи.
На практике часто приходится пользоваться несколько измененной
формой закона Ома, а именно:
U = IR.
Напряжение между копнами участка цепи равно произведению
величины протекающего тока па сопротивление. Сопротивлением обла-
дают все потребители энергии электрического тока, а также источники
тока. Источник тока и два или большее число потребителей энергии
(сопротивления) могут быть соединены между собой последовательно
или параллельно.
Последовательная (или неразветвленная) цепь, приведенная на
рис. 83, характерна тем, что электрический ток па всех ее участках
одинаков. Закон Ома для такой цепи можно написать в следующей
форме:'
Е
1 = или ,Ri + IRi = e — Rkct-
' ист + '<1 4- /<•>
Первое выражение показывает, что величина тока в замкнутой
цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорцио-
нальна общему сопротивлению, включая внутреннее сопротивление
источника (гист).
Во втором выражении члены IR\ = U\ и IR2 = U2 соответствуют
напряжениям на участках цепи и называются падениями напряжения
на сопротивлениях R, и /?2 соответственно. Член Дист определяет па-
дение напряжения на внутреннем сопротивлении источников тока; раз-
ность Е — /гИст = U соответствует напряжению между зажимами
источника при наличии тока.
212
Рис. 84. Параллельное под-
ключение потребителей
энергии к источнику тока
Таким образом, в замкнутой цепи
сумма падений напряжения на ее эле-
ментах равна напряжению между зажи-
мами источника под нагрузкой (рис. 83)
(7 = + (7 s 4~ •..
Полярность падения напряжения
можно определить направлением тока
(ток течет от плюса к минусу). Если рас-
смотренную цепь разомкнуть, переведя
выключатель (/<) в положение, пока-
занное пунктиром, то ток в цепи пре-
кратится — падения напряжения на со-
противлениях не будет, а напряжение
на зажимах источника возрастет до ве-
личины ЭДС.
Пример расчета последовательной
цепи. Цепь содержит: сопротивления
Л': = 10 ком и Ri = 40 ком-, источник тока с ЭДС Е = 100 в и вну-
тренним сопротивлением 1000 ом. Определить величину тока в замкну-
той цепи и падение напряжения на ее участках.
Находим общее сопротивление цепи
^общ, = + R? + ''ист = 10000 + 40000 + 1000 = 51000 ом.
Величина тока в цепи будет равна
Е_____
Ri + R? + г ис
/ =
= = 0,00196 а х, 2 ма.
51000
Падение напряжения на сопротивлениях будет составлять:
Ui = IRi = 0,00196-10000 = 19,6 в я 20 в;
7Л, = 1R, - 0,00196-40000 = 78,4 в х 78 в;
U = 7гист = 0,00196-1000 = 1,96 в х 2 в.
Рассмотренный пример показывает, что внутреннее сопротивление
источника можно не учитывать для приближенных расчетов, если оно
значительно меньше общего сопротивления нагрузки.
Схема параллельного подключения потребителей энергии (сопро-
тивлений) к источнику показана на рис. 84. Напряжение на каждом
из параллельно включенных сопротивлений равно напряжению источ-
ника под нагрузкой. Величины токов 7, и /2, проходящих через со-
противления Ri и /?2, определяются законом Ома
, _ U т _ U
11 R, " 2 R2'
Ток, проходящий через источник, равен сумме токов параллельных
цепей
^ист — Л + А-
Заземление электрических цепей. В схемах дозиметрических прибо-
ров всегда имеются точки, соединенные с корпусом (металлической па-
нелью) прибора; такие точки обычно называются заземленными (дей-
ствительное соединение с землей таких точек не обязательно, но мо-
жет иметь место через корпус прибора). На рис. 85 приведены два
213
эквивалентных варианта схемы, содержащей сопротивления и электри-
ческую лампочку накаливания. Напряжение между той или другой точ-
кой цепи (например, точкой А рис. 85) и заземленной точкой принято
называть потенциалом точки. Потенциалы точек цепей измеряются
в вольтах.
Рис. 85. Эквивалентные варианты схем с заземленной точкой.
В схеме (б) заземленные точки соединены между собой через ме-
таллическую панель (корпус)
Гасящее сопротивление и реостат. В ряде практических случаев
напряжение источника имеет величину больше необходимой для нор-
мальной работы того или иного потребителя энергии (например, лам-
почки, рис. 85).
Рис. 86. Варианты схем делителей напряжения (потенциоме-
тров)
В таких случаях последовательно с потребителем включается со-
противление (/?] и Rz), на котором создается падение напряжения
=/(/?, +О. уменьшающее напряжение на потребителе (1/л —
— UUCT — Ur). Сопротивления, включаемые в схему для понижения
напряжения, называются гасящими.
Переменное гасящее сопротивление (Rz па рис. 85) обычно назы-
вается реостатом.
Делители напряжения (потенциометры) также используются для
уменьшения п регулировки в широких пределах напряжения, подавае-
мого на потребитель. Варианты схем делителей напряжения приведены
на рис. 86. Напряжение на выходе делителя равно падению на-
пряжения на сопротивлении, включенном между выходными вы-
водами. В схеме а постоянного делителя напряжения UBm = InR, —
иБ
= ,—ту- в схеме б выходное напряжение может регулироваться
214.
в пределах от нуля (нижнее положение движка) до (7ц (верхнее
положение движка переменного сопротивления); в схеме в обеспечи-
вается получение двух необходимых напряжений U2 = I^Ri и U\ =
77Б
= /п (Я1 + К2), где /п = 77-77,—ГЪ"' •
Делители напряжения отличаются от реостатов не только схемой,
но и тем, что делители напряжения потребляют относительно большой
ток от источника (для нормальной работы ток потенциометра /п дол-
жен быть от 3 до 10 раз больше тока полезной нагрузки, подключае-
мой к выходным зажимам). Они менее экономичны по сравнению
с реостатами. Потенциометры используются обычно в цепях с очень
малыми токами; в этом случае они обладают преимуществом перед
реостатами, так как обеспечивают возможность регулировки напряже-
ния в широких пределах даже в том случае, если в цепи полезной
нагрузки тока нет.
Работа и мощность электрического тока. Падение напряжения на
участке цепи U представляет собой работу, которую совершает источ-
ник при прохождении электрического заряда в 1 к. Если через уча-
сток цепи в течение интервала времени t (секунд) проходит постоян-
ный ток / (ампер), то общая работа тока будет равна A —Hit, где
It—заряд в кулонах. Единицами измерения работы тока являются:
1 джоуль = 1 ватт-секунда; 1 ватт-час = 3600 ватт-секунд; 1 гектоватт-
час = 100 ватт-часов; 1 киловатт-час = 1000 ватт-часов.
Работа в единицу времени называется мощностью.
Мощность электрического тока, потребляемая сопротивлением R,
U'2
определяется выражением W — СП = /2/? = -5-. Единицами измере-
к
ния мощности являются ватт и его производные: милливатт, гектоватт,
киловатт и др.
В проводниках и сопротивлениях энергия источника электриче-
ского тока расходуется на нагревание их, т. е. преобразуется в тепло-
вую энергию; в других потребителях она может преобразовываться
в механическую энергию, световую, химическую и другие виды
энергии.
Виды электрического тока. Кроме постоянного тока (т. е. такого,
который в течение длительного времени не меняет своей величины и
направления), существуют переменный, пульсирующий и импульсные
токи (рис. 87). Переменный электрический ток характерен тем, что
+1 Постоянный тон
Переменный ток
Рис. 87. Виды электрического тока
+ Постоянный ток
oheilMLj
переменный ток
0
+ ।
о
IIIIIIIIIIIIIIIHIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
215
с течением времени его величина и направление периодически изменя-
ются. Число полных циклов изменения тока в секунду называется ча-
стотой, а длительность одного цикла — периодом.
Наибольшее значение величины тока, которой он достигает в те-
чение периода, называется амплитудой переменного тока. При пере-
менном токе количество электричества, проходящего через поперечное
сечение проводника за время одного полупериода в прямом и обрат-
ном направлении, равно между собой.
Наиболее распространенным является переменный ток синусоидаль-
ной формы (рис. 87); он создается генераторами переменного тока.
Пульсирующим называется такой ток, который периодически изменяет
свою величину, но не меняет направления (рис. 87). Пульсирующий
тек можно рассматривать как сумму постоянного и переменного токов.
Постоянный и переменный токи, входящие в состав пульсирующего
тока, называются постоянной и переменной составляющими; в элек-
трических схемах они могут иметь различные цепи прохождения.
Импульсный ток (рис. 87) можно также рассматривать как сумму
постоянного и переменного токов нееинусоидальной формы или как сле-
дующие друг за другом кратковременные посылки (включения) по-
стоянного тока. Пульсирующий и импульсные токи в схемах дозиме-
трических приборов имеют место в цепях газоразрядных счетчиков
и электронных ламп.
Детали электрических цепей и их основные свойства Сопро-
тивления обладают тем свойством, что величина тока и падение
напряжения па них всегда связаны соотношением U = iR. Переменный,
пульсирующий и импульсные токи, проходя через сопротивление,
создают падение напряжения, соответствующее форме тока.
При последовательном соединении сопротивления складываются
(/?„бщ, = 4 Rz + Rj •. .); при параллельном — эквивалентное сопро-
тивление уменьшается
{п 1 1,1,1, \
I- W+W ";"1 -r^b - X + ~r2 +• •
Конденсаторы имеют два металлических электрода, разде-
ленные друг от друга изолятором (рис. 88). Конденсаторы обладают
Пластина
Пластина
,'Диэле.ктрик
(изолятор)
Рис. 88. Принцип устройства и услов-
ное изображение конденсатора в схемах
свойством накапливать электрические заряды на своих электродах
(пластинах). Это свойство конденсаторов характеризуется его емкостью
и измеряется в специальных единицах — фарадах (сокращенно ф).
Конденсатор емкостью 1 ф способен накопить на своих электродах
электрический заряд в 1 к, если к нему подключить источник с напря-
1 К \
жением 1 в (1 ф — -j-y I .
1 Описание устройства типовых деталей дозиметрических приборов
и их маркировка приведены в разделе 2 четвертой главы.
216
Фарада очень большая единица, поэтому на практике емкость кон-
денсаторов измеряется в более мелких единицах: микрофарадах (мкф)
и пикофарадах (пф); 1 мкф = Yqqq qqq' Ф = ф; 1 пф — 1 мкмкф =
= 10-12 ф.
При параллельном соединении конденсаторов общая их емкость
увеличивается п равняется сумме составляющих емкостей (Собщ =
— С, + С; + С) + .. .); при последовательном соединении — умень-
7 1 1 , 1 , 1 ,
шается -7.— = 7^ + 77- +-7— +•. .
\ ^ЭКВ '-'1 ^2 <-'3
В цепях с источниками постоянного тока (рис. 89) конденсатор
Может только заряжаться и разряжаться; при этом в цепи конденса-
тора проходят кратковременные токи заряда или разряда. Длитель-
ность заряда и разряда конденсатора увеличивается с увеличением
емкости конденсатора С и величины сопротивления цепи /?; она ха-
рактеризуется величиной z = RC, называемой «постоянная времени».
Постоянного тока конденсатор не проводит, так как содержит хороший
изолятор.
Рис. 89. Заряд и разряд конденсатора через сопротивление
В цепях, содержащих источник переменного тока, конденсатор
периодически заряжается и разряжается; благодаря этому в цепи кон-
денсатора проходит переменный ток. Таким образом, для переменного
тока конденсатор является проводящим элементом. Сопротивление
конденсатора переменному току уменьшается с увеличением его емко-
сти, а также с ростом частоты тока. С помощью конденсатора можно
отделить переменный ток от постоянного (рис. 90). Благодаря такому
а
Рис. SO. Разделение переменного и постоянного токов
с помощью сопротивления и конденсатора (сопротив-
1
лепие конденсатора переменному току хс — ~ ;
2 ту С
сопротивление конденсатора постоянному току А!с->оо)
15—1421
217
Рис. 91. Магнитное ноле вокруг провода с током (а) и вокруг
катушки индуктивности (ff)
свойству конденсаторы используются для отделения переменной со-
ставляющей пульсирующего тока от его постоянной составляющей,
а также в фильтрах, обеспечивающих сглаживание пульсирующего или
импульсного тока (т. е. для выделения постоянной составляющей или
среднего значения величины изменяющегося тока).
Катушки индуктивности и трансформаторы. Во-
круг провода, по которому течет электрический ток, создается магнит-
ное поле (рис. 91, а), легко обнаруживаемое с помощью магнитной
стрелки. Если из провода сделать катушку (рис. 91,6), то магнитные
поля каждого витка, складываясь, образуют более сильное магнитное
поле. Значительное усиление магнитного поля можно получить, если
в катушку вставить сердечник из тонких железных пластин. Магнитное
поле, подобно электрическому, обладает энергией, обнаружить кото-
рую можно по силе, действующей на магниты и проводники с током,
и по появлению ЭДС в проводниках, пересекающих магнитные сило-
вые линии.
Наличие энергии в магнитном поле обуславливает свойство ка-
тушки препятствовать быстрому изменению тока. При увеличении тока
1.1-
магнитное поле и его энергия (, где L — индуктивность ка-
тушки) увеличиваются; при этом в витках катушки создается ЭДС
самоиндукции, препятствующая нарастанию тока. Наоборот, при умень-
шении тока в катушке магнитное поле сокращается (уменьшается),
а его избыточная энергия расходуется на создание ЭДС, способной
препятствовать быстрому уменьшению тока. Изменение тока в ка-
тушке при замыкании и размыкании цепи показано па рис. 92. При
размыкании цепи возникающая ЭДС самоиндукции может иметь такую
Рис. 92. Изменение тока (/J н ЭДС самоиндукции
(с) после замыкания (г3) и размыкания (tp) цепи
с источником постоянного тока
218
величину, что вызовет Появление искры между контактами рубиль-
ника (выключателя), размыкающего цепь. Способность катушки (про-
водника) накапливать энергию в магнитном поле п вызывать появле-
ние ЭДС самоиндукции характеризуется индуктивностью. За ос,ионную
единицу измерения индуктивности принят генри (сокращенно ,//), со-
ответствующий индуктивности такой катушки, в которой ио:«ппкаег
ЭДС в 1 в при скорости изменения тока 1 а в секунду.
Катушка индуктивности обладает малым сопротивлением (сопротив-
лением провода) для постоянного тока.
Вместе с тем катушка индуктивности имеет большое сопротивление
переменному току, которое можно определить по следующей формуле:
XL = 2я/Л, где f — частота колебаний тока и L — индуктивность ка-
тушки.
Рис. 93. Трансформатор без сердечника (а) и
с замкнутым сердечником (б) Пунктиром пока-
зано переменное магнитное поле, созданное током
первичной катушки
При прохождении через катушку индуктивности переменного тока
создается переменное магнитное поле. Если в зону действия перемен-
ного магнитного поля поместить вторую катушку (рис. 93), то в ее
витках будет создаваться переменная электродвижущая сила; указан-
ное явление называется взаимоиндукцией; оно используется для созда-
ния трансформаторов.
Трансформаторы дают возможность преобразовывать переменные
токи большой величины и сравнительно невысокого напряжения в токи
малой величины, но высокого напряжения. В равной мере возможно и
обратное преобразование переменных токов высокого напряжения и ма-
лой величины в токи низкого напряжения, но значительной величины.
Трансформаторы, преобразующие низкое напряжение в высокое,
называются повышающими; трансформаторы, преобразующие высокое
напряжение в низкое,— понижающими.
Если известно количество витков первичной обмотки трансформа-
тора П[, вторичной обмотки п2 и напряжение, действующее в его пер-
вичной обмотке С7|, то напряжение на вторичной обмотке U2 будет
равно
£/2 = ^А.
«1
Электронные лампы имеют стеклянный или металлический баллон,
внутри которого размещены электроды и создан вакуум путем откачки
воздуха. Выводы электродов лампы в виде штырьков расположены
в ее цоколе. По количеству электродов (рис. 94) лампы делятся на
15*
219
Рис. 94. Устройство и условное изображение элек-
тронных ламп:
а — диода; б— триода; в — пентода
Рис. 95. Д вухэлектродпая лампа:
а—при нагреве катода вокруг него образуется электронное
облачко; б—при положительном напряжении па аноде относи-
тельно катода в цепи диода появляется электрический ток /а
(пунктиром показано направление движения электронов в анодной
цепи); в — при отрицательном напряжении на аноде тока в цепи
диода нет — он заперт
двухэлектродные (диоды), трехэлектродпыс (триоды), четырех оюк ipo'i
ные (тетроды), пятиэлектродные (пентоды) н др.
Двухэлектродная лампа имеет катод и анод (|>ие. )»>.</)
Катодом принято называть электрод, обладающий способностью nuiy
чения (эмиссии) электронов со своей поверхности. Катоды электрон-
ных ламп обладают этим свойством при нагреве их до высокой тем-
пературы; нагрев катодов осуществляется электрическим током. В эко-
номичных малогабаритных лампах катод выполняется в виде тонкой
металлической нити, разогреваемой электрическим током от отдельной
батареи (элемента) накала. При нагреве часть полусвободных элек-
тронов металлической нити (катода), имея большие скорости тепло-
вого движения, может преодолеть силы притяжения к положительным
ионам и вылететь за пределы нити. Когда некоторое количество элек-
тронов покинет нить, она окажется заряженной положительно. По-
этому электроны, вылетевшие из нее, будут обратно притягиваться.
В результате непрерывного излучения и обратного падения электро-
нов на катод вокруг него образуется электронное облачко. Анод лампы
представляет собой металлическую пластинку или цилиндр, окружаю-
щий катод.
Благодаря наличию катода, излучающего электроны, и анода диод
обладает токопроводящим свойством, если источник тока включен так,
что к аноду подключен его положительный вывод, а к катоду — от-
рицательный (рис. 95,6). С увеличением анодного напряжения ток уве-
личивается до тех пор, пока все электроны, излучаемые катодом в еди-
ницу времени, не будут притягиваться к аноду. Наибольший анодный
ток лампы называется током насыщения. Характерной особенностью
диода (и всех электронных ламп) является свойство односторонней
проводимости тока, так как при отрицательном напряжении на аноде
электроны отталкиваются от него и тока в цепи нет (рис. 95, в). Двух-
электродные лампы применяются для преобразования переменного
тока в постоянный, т. е. для выпрямления тока.
В схеме выпрямителя в цепи диода проходит пульсирующий ток,
который непрерывно подзаряжает конденсаторы (рис. 96). Напряжение
на конденсаторах фильтра выпрямителя и ток, проходящий через на-
грузку, получаются практически постоянными.
Трехэлектродная лампа дополнительно имеет управляю-
щую сетку, выполняемую в виде спирали из тонкой проволоки и рас-
положенную между катодом и анодом. Изменяя напряжение на сетке
относительно катода (рис. 97), можно управлять потоком электронов
от катода к аноду (т. е. управлять анодным током лампы). Сетка
расположена к катоду ближе, чем анод, поэтому относительно неболь-
шими напряжениями, подаваемыми на сетку, можно управлять отно-
сительно большим анодным током. Это свойство триода позволяет
создавать ламповые усилители, генераторы и другие устройства.
Зависимость величины анодного тока от напряжения на сетке (точ-
нее, между сеткой и катодом) при постоянном напряжении на аноде,
выраженная графиком, называется сеточной характеристикой триода
(рис. 9'8). Несколько характеристик, снятых при различных на-
пряжениях па аноде, образуют семейство сеточных характеристик
триода.
Характеристики триода имеют нижний сгиб (71Б), прямолинейный
участок (БВ) и верхний сгиб (ВГ) при подходе к режиму насыщения.
При положительных напряжениях на сетке, кроме анодного тока, по-
является также сеточный ток, так как положительно заряженная сетка
притягивает к себе часть электронов. Рабочим обычно является
221
Трансформатор
Рис. 96. Схема однополупериодного выпрямителя
и графики, показывающие работу диода.
Ток в цепи диода проходит тогда, когда напря-
жение на аноде относительно катода (Ua — (JT —
— Uc) положительное. Импульсы тока заряжают
конденсатор С^, между импульсами конденса-
тор частично разряжается, поддерживая постоян-
ство тока нагрузки. Фильтр /?ф— Сф2 сглаживает
пульсацию тока нагрузки
Рис. 97. Принцип работы триода:
а— отрицательное напряжение на сетке больше напряжения запира-
ния лампы — /а = 0; б—небольшое отрицательное напряжение на
сетке — лампа открыта и /а >0; в—при положительном напряжении
на сетке наряду с ростом анодного тока появляется ток в цепи
сетки — /с
Рис. 98. Семейство сеточных
характеристик триода
Рис. 99. Схема усилителя на триоде и графики, поясняющие
его работу:
а — изменение напряжения на управляющей сетке Uc =
= Ес + UBX; б—характеристика лампы в схеме усилителя
ia = f (Ucy, в — изменение анодного тока лампы; г — пере-
менное напряжение на выходе £7ВЫХ = —(постоянное
напряжение не пропускается конденсатором С)
Рис. 100. Схема усилителя на пен-
тоде:
R — гасящее сопротивление; Слл —
сг
блокировочный конденсатор, необхо-
димый для поддержания постоянства
положительного напряжения па экра-
нирующей сетке
223
прямолинейный участок характеристики при отрицательном напряже-
нии на сетке.
Основными величинами (параметрами), характеризующими усили-
тельные свойства лампы, являются крутизна S, внутреннее сопротивле-
ние Rt и коэффициент усиления лампы р. Крутизна характеристики
лампы S показывает, на сколько миллиампер изменится анодный ток,
если изменить напряжение па сетке на один вольт при ил —
— const). Крутизна ламп имеет величину от 0,1 до 10 ма/в. Вну-
треннее сопротивление Rt электронной лампы характеризует величину
изменения напряжения на аноде, вызывающее изменение анодного тока
на 1 ма; оно измеряется в килоомах (Rt = при Uc — const') .
Коэффициентом усиления лампы называется число, показываю-
щее, во сколько раз изменение напряжения на сетке действует сильнее
на величину анодного тока, чем такое же по величине изменение па-
пряжения па аноде. Величина определяется выражением ц = —,
J" Д kJ Q
где Д£7а п Д[7С таковы, что они создают одинаковое по величине из-
менение анодного тока Д/а. Связь между параметрами лампы опреде-
ляется выражением
р. = RtS.
Коэффициент усиления лампы р. не следует смешивать с коэффициен-
том усиления лампового усилителя К, который всегда меньше первого.
В схеме лампового усилителя (рис. 99) в анодную цепь вклю-
чается полезная нагрузка (телефоны, измерительный прибор, сопро-
тивление и т. д.).
Начальный анодный ток лампы в усилителе подбирается путем
подачи на сетку отрицательного напряжения смещения £с от батареи
(Бс). Когда на сетку лампы подается переменное напряжение (t/BX),
то анодный ток периодически изменяется по величине, т. е. становится
пульсирующим. Пульсирующий анодный ток создает на сопротивлении
нагрузки пульсирующее напряжение, переменная составляющая кото-
рого с помощью конденсатора передается к выходному зажиму уси-
лителя. Отношение ”ых = К называется коэффициентом усиления
б'вх
усилителя, величина которого зависит от параметров лампы и сопро-
тивления нагрузки RH.
tr рЯн ______ ^Ян
Ri + Ян " , , Ян ‘
+ Я/
Четырехэлектродные лампы, кроме управляющей сетки,
имеют дополнительную экранирующую сетку; пентоды имеют третью —
антидинатроииую сетку. Дополнительные сетки в тетроде и пентоде
обеспечивают улучшение параметров лампы (увеличение р и Я/) и
принципа работы лампы в схеме усилителя не изменяют. Для нор-
мальной работы тетрода и пентода на их экранирующую сетку необ-
ходимо подавать положительное напряжение по величине меньше анод-
ного (рис. 100).
224
225
СЦ Vw ,-СЯ И
S; X я И г—< м
Q. №
О о и О Ь S 4» Е rt X дп- , ДП- Xй? Е< е“ ^сч
X ч X о <с <Е <Е
5: bi К та о -Ч _Д Р1
S’ bi х F"M 1
t: са СЕ Е С с
х Р1 (Ч Р1
-Д
5
Щ X
>5 СО О Ф о s' о с н со
Л X 3 X « ос 00 см 1 о I 5
ч га и 1 и 1 ГО
о с СХ х х S о и 04 00 —' 6
о _
S X к
. < ’S £- х * * 5 а- ю
щ О та 2 <з о о О'
о. и J «ч
< 5 К"
(- IX
< Е ф
ШХ S S X я - £ Я Ч а ® л X о о о О 8
М и О щ ь о. ° о с. СХ га о о О СО о
Н С X о О1 00
Е S CJ
UJ <v
S н
ш ш ф Ф я
5 S ГО s X 5 х та Г'" о' о о о
щ Й ±J о X « о S' Si с
Е Е< Е X
X М
< Ф~ z—•*.
ч ф X О X о
X 4)
щ S иа ¥ S « 50 ео оо о . 20) РЧ
Е Ш К а го
©
Е > •
и 00
о
X о
ф О4^ ю
« « ю ю о, о
ка ба- лемен У-8 о >ь 4 сД
Мар: (э 1,6-ПМЦ- < со и X S Е 1 00 X S с л о
226
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ТАБЛИЦА РАСПАДА РАДИОАКТИВНОГО КОБАЛЬТА-60 С
ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА / 5,3 ГОДА
0,15113
а = аГ1К, ПЮ К с г
Меся- цы Поправоч- ный коэф- фициент К Меся- цы Поправоч- ный коэф- фициент К Меся- цы Поправочный коэффициент К Меся- цы Поправочный коэффициент К
0 1 16 0,84 32 0,70 48 0,59
2 0,98 18 0,82 34 0,69 50 0,58
4 0,96 20 0,80 36 0,68 52 0,57
6 0,94 22 0,79 38 0,66 54 0,56
8 0,92 24 0,77 40 0,65 56 0,51
10 0,90 26 0,75 42 0,63 58 0,53
12 0,88 28 0,77 44 0,62 60 0,52
14 0,86 30 0,72 46 0,60 62 0,51
Примечание. Для промежутков времени t > 62 месяцев таб-
лицей следует пользоваться два или большее число раз. Например, для
t = 100 мес. = 60 -f- 40 мес. находим Я100 = == 0,52-0,65 = 0,338.
227
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРАХ
1. Лучевой тетрод 2П1П
Напряжение накала:
1—5 или 5—7—1,2 в
1—7 — 2,4 в
Ток накала 0,06 а
2. Диод — пентод 1Б1П
Напряжение накала 1,2 в
Ток накала 0,06 а
3. Электрометрическая лампа 1Э1П
Напряжение накала 1,0 в
Ток накала 0,06 а
Примечание. Вид на лампы со стороны цоколя. Номера
штырьков считаются по часовой стрелке.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава первая. Радиоактивность и свойства радиоак-
тивных излучений.......................................... .3
1. Краткие сведения о строении веществ и атомов ...
2. Структура и некоторые свойства электронной оболочки
атомов................................................ 7
3. Радиоактивные излучения и их свойства............ 12
4. Основной закон радиоактивного распада. Единицы
измерения радиоактивности ........................... 21
5. Физическая доза излучения, мощность физической Дозы
и единицы их измерения............................... 27
6. Связь между' активностью источника и мощностью
дозы гамма-излучения................................. 29
Глава вторая. Методы измерения радиоактивных излу-
чений и элементы дозиметрических приборов................. 33
1. Методы измерения радиоактивных излучений .... —
2. Ионизационные камеры....................... 39
3. Газоразрядные счетчики ионизирующих частиц .... 48
4. Усилители постоянного тока........................ 60
5. Схемы регистрации импульсов газоразрядного счет-
чика ................................................ 68
6. Источники электропитания дозиметрических приборов 78
Глава третья. Дозиметрические приборы.............. 86
1. Характер радиоактивного заражения местности и на-
значение дозиметрических приборов ............. ... —
2. Прибор ДП-62...................................... 92
Назначение и технические данные прибора......... --
Принцип работы и электрическая схема прибора . . 93
Работа с прибором................................. 96
3. Приборы ДП-I-A и ДП-1-Б......................... 97
Назначение и технические данные приборов........... —
Принцип работы и материальная часть приборов ... 99
Подготовка приборов к работе и порядок проведения
измерений......................................... 102
Принципиальная схема прибора ДП-1-А............. 108
Принципиальная схема прибора ДП-1-Б............. 114
4. Комплект индивидуального дозиметрического контро-
ля ДП-21-А (ДП-21-Б)................................ 119
Назначение и технические данные комплекта . . . .
229
Стр.
Устройство Н принцип работы комплекта ............ 121
Подготовка зарядно-измерительного пульта к работе
и проверка его работоспособности................ 125
Проверка работоспособности ионизационных камер . 128
Работа с зарядно-измерительным пультом при прове-
дении дозиметрического контроля облучения . . . 129
Принципиальная схема зарядно-измерительного пуль-
та ДП-21-А......................................... 131
Принципиальная схема зарядно-измерительного пуль-
та ДП-21-Б.................................... . 137
5. Прибор ДП-Н-Б (ДП-11-А).......................... 139
Назначение и технические данные прибора............. —
Блок-схема и принцип работы радиометра ........... 141
Материальная часть радиометра и органы управления 144
Подготовка прибора к работе и проверка его работо-
способности ...................................... 150
Порядок проведения измерений ..................... 153
Пользование типовой таблицей градуировки ......... 155
Основные правила работы с прибором................ 157
Упрощенная и принципиальная схемы радиометра . . 159
Глава четвертая Ремонт и градуировка дозиметриче-
ских приборов............................................. 166
1. Общие положения.................................... —
2. Краткая характеристика деталей дозиметрических
приборов и их проверка при помощи омметра .... 168
Постоянные и переменные сопротивления............... —
Электрические конденсаторы ....................... 170
Трансформаторы и дроссели......................... 172
Переключатели и тумблеры............................ —
Электронные усилительные лампы ................... 173
Газоразрядные счетчики ............................. —
3. Пайка при монтаже п ремонте дозиметрических при-
боров .............................................. 174
4. Обнаружение и устранение неисправностей в при-
боре ДП-I-A (ДП-1-Б)................................ 176
Проверка работоспособности и определение неисправ-
ного узла прибора................................. 177
Проверка напряжений па электродах лампы и иониза-
ционной камеры прибора авометром ТТ-1............. 180
Проверка неисправных цепей омметром............... 181
Порядок вскрытия прибора и смены лампы.............. —
Проверка градуировки и градуировка прибора . . , 183
5. Обнаружение и устранение неисправностей в зарядно-
измерительном пульте ДП-21-А (ДП-21-Б).............. 187
Регулировка электрического режима работы зарядно-
измерительного пульта и проверка градуировки . . 189
6. Обнаружение и устранение неисправностей в приборе
ДП-11-Б . ........................................... 194
Проверка работоспособности каскадов и узлов прибора —
Вскрытие пульта прибора......................... 200
Вскрытие зонда ................................... 201
Проверка градуировки и градуировка прибора . . . 203
230
Приложения:
Стр.
1. Периодическая таблица элементен Д. И. Менделеева Вклейка
2. Линейные коэффициенты ослабления, поглощения
и слои половинного ослабления узкою пучка монохро-
матического гамма-излучения для воздуха, тканей
животных (мышц), алюминия и снпнца................... 207
3. Краткие сведения из электротехники и элек1ропнки 209
4. Основные технические данные некоторых газоразряд-
ных счетчиков........................................ 225
5. Основные данные элементов и батареи, используемых
в дозиметрических приборах ....................... 226
6. Таблица распада радиоактивного кобальта-00 с перио-
дом полураспада Т = 5,3 года....................... 227
7. Основные данные электронных лами, используемых
в дозиметрических приборах....................... 22<s
Дозиметрические приборы
Учебное пособие
Под наблюдением
редактора Полковника Кдкосова Б. В.
Технический редактор Медникова А. Н.
Корректор Тульчанская Р. Н.
Сдайо в набор 24.07.57 г.
Подписано к печати 2.04.58 Г.
Формат бумаги 84Х 108х/за — 7/25 печ. Л.
11>890 усл. печ. л. -f~ 4 вкл. — 7/s нем. л. =
~ 1*435 усл. печ. л. 12)746 уч.-изд. л.
Г - 41473
Военное издательство
Министерства обороны Союза ССР
Москва, К-9, Тверской бульвар, 18
Изд. Xs 4/60 Зак. № 1421
2-я типография имени К. Е. Ворошилова
Военного издательства
Министерства обороны Союза ССР
Ленинград — Центр-1, Дворцовая пл., 10