Kuvars fiber dozimetre - Quartz fiber dosimeter
Bir kuvars elyaf dozimetre , bu işlem bazen cep dozimetre gösteren kendi kendine (SIPD) ya da kendi kendine okuma cep dozimetre (SRPD) veya kuvars elyaf elektrometre (qfe), bir tür radyasyon dozimetre , bir kalem şeklinde bir cihaz olduğu ölçer kümülatif doz iyonize cihaz tarafından alınan radyasyon , genellikle bir çalışma süresi boyunca. Kullanıcının radyasyona maruz kalmasını ölçmek için bir kişinin giysisine, normalde tüm vücut maruziyeti için bir göğüs cebine klipslenir.
Şimdi yerini Elektronik Kişisel Dozimetre (EPD) gibi daha modern dozimetre türleri alıyor .
Kullanmak
Diğer kişisel radyasyon dozimetre türlerinde olduğu gibi, mesleki olarak radyasyona maruz kalan işçiler tarafından giyilir, bu nedenle işverenleri yasal olarak öngörülen sınırların altında olduğunu doğrulamak için maruz kalmalarının bir kaydını tutabilir. Bir iyonizasyon odasındaki metal bir iletken üzerindeki elektrostatik yükteki azalmayı, odadaki havanın radyasyonla iyonlaşmasından dolayı ölçerek çalışır . 1937 yılında Charles Lauritsen tarafından icat edilmiştir .
Radyasyona maruz kaldıktan sonra sıfır doz okumasına geri döndürmek için dozimetre periyodik olarak yeniden şarj edilmelidir. Normalde kullanımdan hemen sonra okunur ve kullanıcının maruziyetini kaydetmek için doz kaydedilir. Bazı kuruluşlarda, şarj cihazının bulundurulması , maruziyetlerin doğru bir şekilde kaydedilmesini sağlamak için sağlık fizikçileriyle sınırlıdır . Düşük güçlü bir mikroskop ve aydınlatma merceğini bir ışık kaynağına yönelterek ve mikroskoba bakarak herhangi bir zamanda pozlamanın doğrudan okunmasına izin veren bir aydınlatma merceği içerir.
Cihaz esas olarak gama ve x ışınlarına duyarlıdır , ancak 1 MeV'nin üzerindeki beta radyasyonunu da algılar . Nötron duyarlı versiyonları yapılmıştır.
Quartz fiber dozimetreler farklı aralıklarda yapılmaktadır. Barış zamanında mesleki maruziyet aralıkları genellikle 500 mrem'e (5 mSv) kadar ölçülür , bu da normal ABD yıllık 360 mrem (3,6 mSv) dozunu aşar. Savaş zamanı serpinti ölçerler, kabaca ölümcül doz olan 500 rem'e (5 Sv) kadar ölçüm yapar.
Kuvars fiber cihazı daha eski bir dozimetre tasarımıdır. Bu dezavantajlardan muzdarip:
- Düşük doğruluk: Analog mekanik tasarım nedeniyle doğruluk, diğer dozimetrelere göre %15 civarındadır.
- Okuma hataları: Yalnızca manuel olarak okunabildiğinden, insan okuma hatalarına eğilimlidir.
- Küçük dinamik aralık: Cihazın menzili, elektrot üzerindeki şarj ile sınırlıdır. Şarj bittiğinde cihaz pozlamayı kaydetmeyi durdurur. Bu, beklenmedik yüksek radyasyon dozlarının, daha olağan düşük seviyeli maruz kalmaları izlemek için tasarlanmış cihazları hızla doyurabileceği anlamına gelir.
Neme duyarlılık, şarj pimini iyon odasından küçük bir boşlukla ayırarak ele alınır. Cihaz, şarj cihazına sıkıca bastırılarak boşluk kapatılır ve dozimetrenin sıfırlanması sağlanır. Dozimetrenin serbest bırakılması, şarj cihazı piminin iyon odasından bağlantısını keser ancak sıfırda nispeten öngörülemeyen küçük bir değişikliğe neden olur.
Operasyon teorisi
Kuvars elyaf dozimetresi, Lauritsen elektroskobu adı verilen bir cihazın sağlam bir şeklidir . İyonizasyon odası adı verilen sızdırmaz hava dolu bir silindirden oluşur . İçinde, şarj için kalemin ucundaki bir terminale bağlanan bir metal elektrot şeridi bulunur. Elektrotun diğer ucunda , hareketsiz halde elektrota paralel uzanan hassas bir altın kaplama kuvars lifi bulunur . Haznenin uçları şeffaftır ve mikroskop fibere odaklanır.
Şarj sırasında, şarj cihazı elektroda genellikle 150-200 volt civarında yüksek bir DC voltajı uygulayarak elektrostatik şarjla şarj eder. Aynı yüke sahip kuvars lifi, coulomb kuvveti nedeniyle elektrot yüzeyi tarafından itilir ve elektrottan uzaklaşır. Şarjdan sonra, yalıtkan olduğu için şarj elektrot üzerinde kalır.
İyonlaştırıcı radyasyon parçacığı odadan geçtiğinde, hava molekülleriyle çarpışır, elektronları onlardan koparır ve havada pozitif ve negatif yüklü atomlar ( iyonlar ) oluşturur. Zıt yüklü iyonlar elektrota çekilir ve üzerindeki yükün bir kısmını nötralize eder. Elektrot üzerindeki azaltılmış yük, fiber üzerindeki kuvveti azaltarak, elektrota doğru geri hareket etmesine neden olur. Fiberin konumu mikroskopta okunabilir. Fiberin arkasında, sıfır noktası fiberin tam olarak şarj olduğu konumda olduğu, radyasyon birimleriyle derecelendirilmiş bir ölçek bulunur.
Her radyasyon parçacığı belirli bir miktarda yükün elektrottan sızmasına izin verdiğinden, fiberin herhangi bir zamanda konumu, son şarjdan bu yana hazneden geçen kümülatif radyasyonu temsil eder. Yeniden şarj etme, kaybolan yükü geri yükler ve fiberi orijinal saptırılmış konumuna geri döndürür.
Şarj cihazı, genellikle pille çalışan küçük bir kutudur. Akü voltajını şarj için gereken yüksek voltaja yükselten bir elektronik devre içerir. Kutunun, dozimetrenin ucunu şarj elektrotu üzerine bastırmasını gerektiren bir aparatı vardır . Bazı şarj cihazlarında ölçüm elektrotunu aydınlatan bir ışık bulunur, böylece ölçüm, kayıt ve şarj tek bir rutin hareketle gerçekleştirilebilir.
Daha geniş aralıklara sahip üniteler , elektrot ile kasa arasına takılan bir kapasitör eklenerek yapılır . Kondansatör, elektrotta belirli bir voltaj için cihazda daha büyük miktarda şarj depolar. Her radyasyon parçacığı sabit bir miktarda yükün kaçmasına izin verdiğinden, fiberi belirli bir miktarda hareket ettirmek için daha fazla sayıda radyasyon parçacığı gerekir.
Cep iyonizasyon odası
Cep iyonizasyon odası veya sadece cep odası olarak adlandırılan, kendi kendini okuma yetenekleri olmayan yukarıdaki dozimetrenin bir versiyonu, II . Dünya Savaşı ve savaş sonrası hükümet ve askeri projelerde, özellikle Manhattan projesinde yaygın olarak kullanıldı . Bu, merkezden aşağıya doğru akan bir elektrota sahip basit bir iyonizasyon odasından oluşuyordu, ancak okuma için elektroskop yoktu. Bunun yerine pozlama, cihazı elektrot üzerindeki şarj düşüşünü ölçen ve elektrotu yeniden şarj etmeden önce bir metrede görüntüleyen ayrı bir hassas elektrometre /şarj cihazına takarak okundu . Bunlar, elektrometre tipinden daha basit, daha sağlam ve daha ucuz olma avantajına sahipti, ancak dezavantajı (bazı askeri uygulamalarda arzu edilir olarak kabul edildi) vardı, çünkü maruz kalmanın kullanıcı tarafından elektrometre/şarj cihazı olmadan okunamamasıydı. Artık kullanılmıyorlar.
Oran ölçer
Aynı şarj cihazıyla kullanılan benzer bir cihaz, bir hız ölçerdir . Bu, sivil savunma görevlilerinin radyasyon oranlarını ölçmeleri için ucuz bir yöntemdir . Biri, hız ölçeri şarj ettikten sonra, zamanlı bir maruz kalma için hız ölçerin değişim oranını ölçer. Genellikle otuz saniyelik bir periyottaki ağır serpinti ve on dakikalık bir periyottaki hafif serpinti ölçülür . Hız ölçerin, her periyot için radyasyon akısını doğrudan rem cinsinden okuyan iki dahili ölçeği vardır.