Дозиметрическая расшифровка сложного ионизирующего излу-
чения являлась одной из нерешенных задач регистрации радиаци-
онной информации. Для решения этой задачи нами использова-
лись активированные щелочно-галоидные кристаллы (ЩГК).
Предложенная комбинация «очувствленных» и «неочувствлен-
ных» кристаллов NaCl, KI и LiF, испытанная в условиях орбиталь-
ной космической станции «Мир», позволяла делать дифференци-
рованную и смешанную оценки доз ультрафиолетового, рентге-
новского и гамма-излучений за счет одновременной работы
15 различно подготовленных ЩГК, размещенных в одной кассете
и работающих одновременно.
Кассета работает в режиме пассивного аддитивного накаплИ\"
вания дозы соответствующего излучения на конкретном кристал-
ле. Оценка дозы проводилась после облучения по спектрам погло-
щения путем спектральной расшифровки с учетом одновременно-
го влияния различных видов излучений на кинетику образования
центров окраски.
Спектральная чувствительность каждого кристалла опреДеЛ
лась способом подготовки и типом кристалла. Расшифровка ко
кретной радиационной информации осуществлялась исходя
данных компьютерной обработки спектров поглощения стал
лов (диапазон чувствительности кристаллов от 3 эВ до 5 МэВ)-
248
Рассмотрим возможность раздельной и совместной регистрации
одним кристаллом накопленных доз гамма- и ультрафиолетового
излучений.
В качестве многоциклового регистратора ионизирующего из-
лучения использовался активизированный кристалл KI, выра-
щенный на воздухе методом Киропулоса из сырья «ЧДА», легиро-
ванного ( 0,05 мас.%) СО2+, ОН\", NOj. Интегральным источни-
Ком ультрафиолетового излучения (УФИ) служила лампа ПРК-2,
источником у-излучения — Со-60 с энергией квантов 1 МэВ.
«Очувствленный» в парах Na кристалл KI характеризовался
стабильным разделением зарядов; электроны преимущественно
захвачены примесными ловушками, а анионные вакансии V\\ в со-
ставе возбужденной шоттковской пары (V\\ • V~c) расположены
вблизи этих ловушек. Время жизни /\'-центров, создаваемых УФИ-
или у-излучением, у них составляет минуты. Стабильность УФ- и
у-чувствительности, присущая «очувствленным» кристаллам, по-
казывает возможность их использования в качестве активных до-
зиметрических материалов на принципах, отличных от традици-
онных. В данном случае оценка дозы может производиться на ос-
нове установленных закономерностей концентрационных зависи-
мостей /-центров от энергии излучения на единицу массы
материала..
Экспонирование «очувствленных» кристаллов при комнатной
температуре нефильтрованным УФИ (источник — ПРК-2) в тече-
ние 20 с в максимуме /-полосы поглощения дает оптическую
плотность ~ 2. При этом порог чувствительности УФИ составляет
~ 10~\' Вт/м2. Отсечение жесткой составляющей УФИ (экспониро-
вание через тонкое стекло толщиной 0,3 мм) показало, что чувст-
вительность сохраняется до X = 360—370 нм, то есть облучение
Кристалла через соответствующий светофильтр позволяет выде-
лИть любую биологически активную зону УФИ («А», «В», «С»).
На рис. 4.4 показаны равновесные зависимости концентрации
\"Центров от дозы у-облучения для «очувствленных» кристаллов,
е Подвергающихся воздействию других видов излучений (кривая
\'> и предварительно облученных УФИ (кривые 2— 5). Эта зависн-
уть оказывается пропорциональной приводимой на рисунке ве-
AD (приросту оптической плотности), а именно: ACF ~ АД
249
о
10 20 30 40 50 60 Гр
Рис. 4.4. Равновесные зависимости концентрации /\"-центров от дозы
у-облучения «очувствленных» кристаллов KI:
1 — без предварительной стимуляции УФИ; 2 — после 3-секундной стимуляции УФИ; 3 — по-
сле 5-секундной стимуляции УФИ; 4— после 7,5-секундной стимуляции УФИ; 5— после
10-секундной стимуляции УФИ
Из зависимостей 2— 5следует, что скорость накопления /\'-цен-
тров и их концентрация до дозы у-облучения 10 Гр увеличиваются
пропорционально времени предварительной стимуляции УФИ.
Длительное сохранение /\"-центров (до трех месяцев) обязано
электростатической экранировке /\"-центров структурными дефек-
тами, в первую очередь диполями Пр2+ • V~c, образующимися при
перестройке ЦЭЧ ПРЛ+- (V\\ • V~c) ¦ Ne в результате действия акти-
ничного излучения. Здесь Прл+ — примесная ловушка электро-
нов; (V+a ¦ V~c) — возбужденная шоттковская пара. Влияние кон-
тролируемых примесей, обладающих большим сродством к элек-
трону, отражено в численном значении V\\ и количестве электро-
нов Ne.
Процесс накопления /-центров идет в две стадии (см. рис. 4.4)
и может быть представлен суммой двух экспонент. Начальная ста-
дия монотонного увеличения скорости и концентрации /\"-центров
(до дозы 10 Гр) представляет наибольший практический интереС
при дозиметрировании малых доз, необходимых для лечебных ме-
роприятий. Эта стадия характеризует преимущественную «работу*
ЦЭЧ, созданных «очувствлением».
Последующая стадия в основном ответственна за непосреДс
венную ионизацию примесей и матричных ионов, приводяШУ10
250
т
о3данию /^-центров по механизму у-облучения «неочувствлен-
ь1х» кристаллов. Однако в нашем случае создаются стабильные
//„центры за счет указанной выше экранировки, являющейся след-
ствием «очувствления». Предварительное УФ-облучение в тече-
ние Ю с приводит к уменьшению скорости второй стадии совмест-
ного действия УФИ- и у-облучения, которая становится такой же,
как и у необлученного УФИ кристалла (см. рис. 4.4, кривые / и 5).
Цикличность работы одного кристалла, облученного в режиме за-
висимости 5, после термического обесцвечивания (выдержка 2
мин при 150 °С) изменяется по сравнению с режимами 1—4с 30 до
трех циклов, что можно объяснить уменьшающейся эффективно-
стью ЦЭЧ, отработанных при более длительном действии УФИ
совместно с малыми дозами у-излучения (до 10 Гр).
Итогом проведенных исследований следует считать: механиз-
мы действия УФИ- и у-облучения в светочувствительных активи-
рованных кристаллах KI идентичны, причем имеется пороговое
значение УФ-стимуляции A0 с), обусловливающее прекращение
увеличения у-чувствительности при дозах более 10 Гр и сокращаю-
щее на порядок общую цикличность работы одного кристалла в
режиме: облучение — термическое обесцвечивание.
Радиодиапазон
Обычно при контроле уровней ЭМИ радиочастот измеряются
напряженность и плотность потока энергии. Измерения прово-
дятся при наибольшей используемой мощности источника в каж-
Дом режиме его работы, вращающиеся и сканирующие антенны
Должны быть остановлены. Напряженность электрического и маг-
нитного полей измеряется приборами типа ИЭМП, снабженными
соответствующими калиброванными дипольными или рамочны-
ми антеннами. Значение плотности потока энергии в местах воз-
можного нахождения людей измеряют термисторными измерите-
лями мощности. Измерения проводят на трех уровнях от поверх-
ности пола (земли) — 0,5; 1; 1,7 м (уровень колен, груди и головы
Соответственно), не менее трех раз в каждой точке. При измерени-
я* Пользуются сменными антеннами, соответствующими опреде-
ЛеНным диапазонам частот, которые направляют на источник из-
^ так, чтобы получить максимальное показание прибора.
:.¦¦;...¦;. ... , 251
Контролируемая плотность потока мощности (W) подчиняете»
формуле
W = ~\'-, D.16)
где Р — показания измерителя мощности, мкВт; п — величина ко-
лебания аттенюатора, раз; S — действующая площадь приемной
антенны прибора, см2; г| — КПД термисторной головки (паспорт-
ная величина).
Имеющаяся система взглядов о характере взаимодействия низ-
коинтенсивного СВЧ-излучения с биологическими объектами
только начинает формироваться, она не является бесспорной, но
безусловно важна для понимания и управления процессами жиз-
необеспечения.
Особое значение имеет безопасность жизнедеятельности про-
фессионалов, работающих с СВЧ-излучением. В этой связи в Рос-
сии предусмотрены следующие обоснованные с точки зрения ме-
дицины уровни непрерывного СВЧ-облучения:
• в течение 8 ч — 10 мкВт/см2;
• до 2 ч/сут — 100 мкВт/см2;
• до 20 мин/сут — 1000 мкВт/см2.
В случае непрерывного облучения от вращающихся и скани-
рующих антенн предельно допустимый уровень (ПДУ) составляет
100 мкВт/см2 при действии в течение восьми часов и 1000
мкВт/см2 при облучении до 2 ч/сут. Уровни излучений на пред-
приятиях связи регламентируются ГОСТ 12.1.006—76 (табл. 4.4).
Таблица
4.4
Уровни излучений на предприятиях связи для диапазона
частот 0,06—300 МГц
Частота, МГц
0,06-1,5
Электрическая составляющая, В/м
50
Магнитная составляющая
252
1,5-3
3-30
30-50
50-300
20
10
5
0,3
Настройка, регулировка и профилактические работы излучаю-
щего оборудования всегда должны проводиться на пониженной
,ощности, при этом оборудование будет давать только часть про-
ектной мощности.