Дозиметры ионизирующих излучений — это приборы, предназначенные для измерения величины дозы или мощности дозы ионизирующих излучений. Приборы, измеряющие мощность дозы ионизирующих излучений, называют также рентгенометрами. Дозиметры ионизирующих излучений работают на основе учета ионизационного или люминесцентного свойств излучения (см. Дозиметрия). Основной составной частью ионизационных дозиметров ионизирующих излучений являются ионизационная камера или газоразрядная трубка с ограниченным объемом газа или воздуха. В стенке камеры или трубки, а также в центре их расположены электроды. В нормальном состоянии молекулы и атомы газа электрически нейтральны, поэтому при приложении разности потенциалов к электродам электрический ток через камеру не проходит.
Комплект для индивидуального дозиметрического контроля: 1 — зарядно-измерительный пульт; 2 — индивидуальные ионизационные камеры; 3 — укладочный ящик.
Если такую камеру поместить в зону действия ионизирующего излучения, то в ней происходит ионизация газа с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов, которые после приложения разности потенциалов будут направленно перемещаться к электродам противоположного знака. Ток, возникающий в результате направленного перемещения ионов в камере, называется ионизационным и может быть измерен специальным прибором — гальванометром или микроамперметром. При определенных условиях ионизационный ток пропорционален числу ионов и зависит от величины дозы излучения, поглощенной в камере. В газоразрядных трубках, в отличие от ионизационных камер, электроны, образующиеся при воздействии излучений, приобретают большую энергию и в свою очередь вызывают ионизацию других молекул и атомов газа. В связи с этим первичная ионизация газа, обусловленная воздействием излучений, значительно усиливается и, следовательно, имеется возможность регистрации очень малых величин доз ионизирующих излучений.
Дозиметры, основанные на принципе регистрации свечения, возникающего в процессе перехода атома из возбужденного состояния в невозбужденное при облучении некоторых веществ (люминофоров), называются люминесцентными или сцинтилляционными. Световые вспышки в люминофорах можно регистрировать специальными фотоэлектронными умножителями (ФЭУ). Световые вспышки в них преобразуются в электрические импульсы, которые регистрируются счетными устройствами. Дозиметры ионизирующих излучений всех типов имеют, кроме датчика (ионизационная камера, газоразрядная трубка или люминофор), питающее, преобразующее и регистрирующее устройства. Датчик может быть смонтирован в одном блоке с преобразующим и регистрирующим устройствами. Некоторые датчики имеют небольшие размеры и предназначаются для введения в полости тела, например в полость рта или мочевого пузыря. Такие датчики перед введением подвергают стерилизации или их заключают в резиновые баллоны.
Питающее устройство предназначено для приложения разности потенциалов на электроды. Портативные дозиметры ионизирующих излучений имеют источники питания постоянного тока в виде сухих элементов. Клинические дозиметры ионизирующих излучений включаются в электрическую сеть. Перед измерениями необходимо хорошо прогреть приборы в течение 20—30 мин., чтобы получить устойчивые показатели измерений. Для измерения мощности дозы излучения рентгеновских или гамма-аппаратов необходимо установить датчик в центре рабочего пучка излучения.
Преобразующее устройство превращает первичный эффект излучения в электрические импульсы. Регистрирующее устройство — стрелочный прибор, градуированный либо в единицах дозы, либо в единицах мощности дозы, т. е. в рентгенах, миллирентгенах, микрорентгенах (р/час, р/мин, мр/час, мкр/сек). Дозиметры ионизирующих излучений имеют несколько диапазонов измерений, которые устанавливаются непосредственно перед исследованием. Измерения начинают производить с максимального диапазона и постепенно выбирают диапазон, соответствующий данному конкретному случаю.
По целевому назначению используемые в медицинской практике дозиметры ионизирующих излучений можно разделить на четыре группы.
1. Рентгенометры. Предназначаются для измерения лечебных доз рентгеновского и гамма-излучений (конденсаторный дозиметр КД и КДМ, рентгенометры РМ-1 и дозиметр интегральный медицинский ДИМ).
2. Микрорентгенометры для измерения мощности дозы излучения на рабочих местах персонала (МРМ-2) и в смежных помещениях («Спутник», «Кристалл»).
3. Дозиметры для определения величины дозы индивидуального облучения персонала (КИД-2 и ИД-2). На рис. представлен наиболее распространенный дозиметр ионизирующих излучений для индивидуального дозиметрического контроля.
4. Радиометры для определения уровня радиоактивного загрязнения помещения и оборудования (ТИСС и ЛУЧ). Эти приборы не являются собственно дозиметрами, однако их показания дают возможность определить величину дозы расчетным путем.
При работе с дозиметрами ионизирующих излучений необходимо соблюдать следующие правила.
1. Оберегать от сотрясений, переносить только в упаковочных ящиках, хранить в сухом месте.
2. Приступать к работе с дозиметрами ионизирующих излучений только после предварительного изучения инструкции по эксплуатации прибора.
3. Обязательно выключать прибор после работы.
4. Периодически градуировать дозиметры ионизирующих излучений по стандартным эталонам в специальных проверочных лабораториях и результаты градуировки фиксировать в паспорте приборов.
5. Использовать дозиметры ионизирующих излучений только по назначению — для измерения определенного качества излучений при определенных значениях величины дозы или мощности дозы излучения.