Методы регистрации ИИ , их характеристика, используемые детекторы и приборы

Радиационные и биологические эффекты ИИ можно количественно определить только измеряя параметры ИИ, такие как поток и активность ИИ, мощность дозы и дозу облучения. Регистрация рентгеновского, тормозного, альфа-, бета-, гамма-излучения, потоков нейтронов, протонов и мезонов происходит при взаимодействии их с веществом детекторов излучений и проявлении реакции взаимодействия в виде сигнала, который можно измерить прибором и определить количественно.

В настоящее время для регистрации ИИ применяют следующие методы:

Ионизационный, основанный на свойстве, способности этих излучений ионизировать любую среду, через которую они проходят, в том числе и детекторное (улавливающее) устройство прибора. Измеряя ионизационный ток, получают представление об интенсивности радиоактивных излучений;

Сцинтиляционный, регистрирующий вспышки света, возникающие в сцинтиляторе (детекторе) под действием ионизирующих излучений, которые фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) преобразуются в электрический ток. Измеряемый анодный ток ФЭУ (токовый режим) и скорость счета (счетчиковый режим) пропорциональны уровням радиации;

Люминисцентный, базирующийся на эффектах радиофотолюминисценции (ФЛД) и радиотермолюминисценции (ТЛД). В первом случае под действием ионизирующих излучений в люминофоре создаются центры фотолюминисценции, содержащие атомы и ионы серебра, которые при освещении ультрафиолетовым светом вызывают видимую люминисценцию, пропорциональную уровням радиации. Дозиметры ТЛД под действием теплового воздействия (нагрева) преобразуют поглощенную энергию ионизирующих излучений в люминицентную, интенсивность которой пропорциональна дозе ионизирующих излучений;

Радиографический — один из первых методов регистрации ионизирующих излучений, позволивший французскому ученому Э. Беккерелю открыть в 1896 г. явление радиоактивности. Этот метод дозиметрии основан на свойстве ионизирующих излучений воздействовать на чувствительный слой фотоматериалов аналогично видимому свету. По степени почернения (плотности) можно судить об интенсивности воздействующего на пленку ионизирующего излучения с учетом времени этого воздействия;

Химический, основанный на измерении выхода радиационно-химических реакций, протекающих под действием ионизирующих излучений. Известно значительное количество различных веществ, изменяющих свою окраску (степень окраски) или цвет в результате окислительных или восстановительных реакций, что можно соизмерять со степенью или плотностью ионизации. Данный метод используют при регистрации значительных уровней радиации;

Калориметрический, базирующийся на измерении количества теплоты, выделяемой в детекторе при поглощении энергии ионизирующих излучений, поглощаемая веществом, в конечном итоге преобразуются в теплоту при условии, что поглощающее вещество является химически инертным к излучению и это пропорционально интенсивности излучений;

Полупроводниковый, основанный на эффекте изменения проводимости полупроводников при взаимодействии с ионизирующим излучением. В настоящее время полупроводниковые детекторы используются как для регистрации потоков излучения или отдельных частиц (фотонов), так и для измерения энергии излучения.

В биологических методах дозиметрии использована способность излучений изменять биологические объекты. Величину дозы оценивают по уровню летальности животных, степени лейкопении, количеству хромосомных аббераций, изменению окраски и гиперемии кожи, выпадению волос, появлению в моче дезоксицитидина и др. Биологические методы не очень точны и менее чувствительны по сравнению с физическими.

Спектрометр излучения человека (СИЧ) используется для определения активности радионуклидов, находящихся в организме человека для последующей оценки дозы внутреннего облучения. В качестве детекторов в СИЧ-приборах используют детекторы гамма-излучения, а именно, сцинтилляционные и полупроводниковые.

Для измерения электромагнитного излучения используют все существующие методы, позволяющие количественно определить потоки и активность, мощность дозы и дозу облучения. Для измерений альфа- и бета- излучений, в основном, используют сцинтилляционный, полупроводниковый и радиографический методы. Для регистрации потоков протонов, нейтронов и мюонов, в основном, используют сцинтилляционный, полупроводниковый, радиографический методы.