Методы радиационного контроля

Достоверность и точность полученной в процессе радиологического контроля информации обеспечивает его системность. Система радиационного контроля предусматривает выполнение таких последовательных этапов: измерение уровня радиации на местности (полевая радиометрия, дозиметрия), отбор проб и подготовку их к исследованию, определение радиоактивности экспрессными методами, радиохимическое распределение радионуклидов, радиометрия выделенных радионуклидов, расчет активности. Методы радиационного контроля разделяют на радиометрические, радиохимические, спектрометрические. Как правило, используют первые две группы методов.

Радиометрические методы. К ним принадлежат полевая радиометрия и дозиметрия, экспрессное определение радиоактивности, радиометрия золы, радиохимических препаратов.

Полевая радиометрия и дозиметрия является первым этапом радиационного контроля и мониторинга окружающей среды и объектов народного хозяйства, который предусматривает получение данных о радиоактивном фоне и уровне радиоактивности среды (суммарную интенсивность самораспада радиоактивных элементов в среде, обусловленную природным фоном радиоактивности и радиоактивным загрязнением). Если полевую радиометрию и дозиметрию проводят в обычных условиях, можно получить информацию об уровне природного радиоактивного фона. Метод дает возможность своевременно выявить случаи повышения уровня радиации и принять экстренные решения о защите населения. Полевая радиометрия и дозиметрия являются основными методами контроля радиоактивного загрязнения продукции сельского хозяйства.

Способ, в котором осуществляют полевую радиометрию и дозиметрию, зависит от абсолютных величин радиации и размеров площади, которую необходимо обследовать. Если площадь обследования небольшая, измерение могут проводить дозиметристы без вспомогательного транспорта. При обследовании больших территорий используют специальные автомобили, в которых смонтированы необходимые приборы (автосъемка). При необходимости прибегают к аэросъемке.

Экспрессные методы радиационного контроля используют для получения оперативной информации о степени радиоактивного загрязнения объектов внешней среды, народной хозяйства.

Экспресс-метод определения удельной и объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в воде, продуктах питания, продукции растениеводства и животноводства основывается на измерении (с помощью прибора СРП-68-01) мощности дозы излучения от чисто вымытых и измельченных проб массой 0,7 кг, размещенных в литровой банке или сосуде Маринелли, и перерасчета ее в единицы активности по формуле:

g = N₀K, (1)

где g — удельная активность пробы, Бк/кг; N₀ — мощность дозы облучения пробы без фона (мкР/ч); К — коэффициент перерасчета.

Методику можно применять при уровне радиоактивного загрязнения 2•10³ – 4•10⁴Бк/л (кг).

Экспресс-метод определения удельной и объемной активности бета-излучающих радионуклидов основывается на измерении скорости считывания частичек с «толстослойных» препаратов с последующим расчетом активности по формуле:

g = (N – N_ф) / Р, (2)

где g – удельная активность пробы, Бк/кг; N – скорость считывания частичек пробы с фоном имп/с; N_ф – скорость считывания частичек фона, имп/с; Р – чувствительность радиометра.

Граница погрешности измерения в обоих случаях составляет 50 %. Для проведения измерений используют радиометры КРК-1, РУБ-01П, «Бета». Измельченной пробой заполняют кювет и измеряют скорость считывания за период не более 1000 с. Методика может быть применена при содержании радиоактивных веществ в пробах не менее 37 Бк/кг.

При малой концентрации радионуклидов в пробах суммарную бета-активность пробы определяют по зольному остатку. Чтобы увеличить концентрацию радионуклидов в пробах, их сжигают и озолируют. Золу растирают в мелкий порошок, наносят на стандартную подставку 200-300 мг золы, равномерно распределяют и измеряют скорость отсчета стационарным радиометром.

Удельную активность рассчитывают по формуле:

А = N₀K_свК_оз/т, (3)

где А — удельная активность исследуемой пробы, Ки/кг (л), Бк/кг (л); N₀ – скорость считывания пробы без фона, имп/мин.; K_св — коэффициент перерасчета импульсов в минуту в активность, К_оз — коэффициент озоления, который равняется массе золы в граммах, полученной при озолении 1 кг пробы; т — масса золы, взятой для радиометрии, г.

Для определения коэффициента связи готовят 4 – 5 препаратов массой 200-300 мг из высушенного КСИ (эквивалентной массы препарата), измеряют скорость считывания при тех же условиях, в которых проводили измерение препарата. Коэффициент связи рассчитывают по формуле:

К_св = А_ет / N_0еm 2, 22•10¹², (4)

где А_ет — активность эталона КСИ, распадов/мин. (для навески 300 мг равняется 228 распадов/мин.); N_0еm — скорость считывания эталона без фона, имп/мин. в процентах; 2,22•10¹² — коэффициент перерасчета распадов, Кюри.

Для экспрессных измерений удельной активности цезия-137 используют двухканальные радиометры РУБ-01 П6, РКГ-05, РУГ-91, спектрометр «Прогресс-спектр», которые дают возможность вычислять участие калия в суммарной активности пробы, т.е. в радиоактивном загрязнении окружающей среды в общем.

Радиохимические методы. Их используют, придерживаясь определенной последовательности: отбор и подготовка проб исследуемых объектов; внос носителей и минерализация проб; выделение радионуклидов из проб; очистка выделенных радионуклидов от посторонних нуклидов и сопутствующих макроэлементов; идентификация и проверка радиохимической чистоты; радиометрия выделенных радионуклидов; расчет активности и выводы.

Отобранные радиологическими отделами образцы проб должны быть типичными для исследуемого объекта, а масса – достаточной для проведения радиохимического анализа (после озоления – 20-40 г) (табл. 1).

Таблица 1

Сроки и нормы отбора проб для исследования на радиоактивность

При отборе проб в контрольных пунктах измеряют гамма-фон прибором СРП-68-01 на расстоянии 0,7 – 1 м от грунта и 1 – 1,5 см от объекта (шкуры, когти, тушки животных и т.п.). Данные о гамма-фоне записывают в сопроводительном документе.

Применение разнообразных методов радиационного контроля дает возможность осуществлять измерения радиоактивности разных составляющих среды, продукции и т.п.. Выбор методов зависит от цели радиационного контроля.