М.Н. Лифанов1, Ю.М. Бурмистров2, С.И. Поташев3, В.Н. Пономарев4, Е.А. Альбац5

1–4 Институт ядерных исследований РАН (Москва, Россия)
5АО “ПТС” (Москва, Россия)
 

Постановка проблемы. Аварии на объектах ядерной энергетики влекут тяжелые последствия для человечества и его последующих поколений, а также экологии. В аварийных экстремальных ситуациях на организм спасателя воздействует радиоактивное излучение, что может привести к возникновению особой формы заболевания – острой лучевой болезни от сочетанного поражения (ОЛБС). Существенное отягощающее влияние на течение острой лучевой болезни оказывает бета-излучение. Производство средств индивидуальной защиты (СИЗ) включает в себя контроль материалов на соответствие ГОСТ Р 53264-2009, п. 5.3.15 путем просвечивания испытуемого образца бета-лучами от источника стронций-90 (иттрий-90). Параметром эффективности бета-защиты служит коэффициент ослабления бета-излучения, определяемый отношением потока бета-частиц, упавших на испытуемый образец, к потоку частиц, прошедших через материал. Измерения проводятся радиометрами, которые оснащены, как правило, газонаполненными газовыми детекторами. В Институте ядерных исследований РАН разработан и изготовлен измерительно-вычислительный комплекс, включающий в себя многокамерный детектор электронов, отличающийся от аналогичных однокамерных приборов более сложной схемой преобразования сигнала и позволяющий выполнить разнообразные исследования материалов благодаря использованию различных алгоритмов обработки исходных сигналов, поступающих из рабочего вещества детектора.

Цель. Рассмотреть устройство, характеристики, свойства нового многокамерного детектора, а также различные алгоритмы обработки исходных сигналов, поступающих из его рабочего вещества.

Результаты. Исследована с помощью многокамерного тканеэквивалентного детектора электронов трансформация в биоткани потока электронов, ослабленного радиационно-защитным материалом. Приведены данные градиента ионизационных потерь в веществе детектора под воздействием бета-излучения с энергией до 2 МэВ изотопа стронций-90 (иттрий-90), а также пучка релятивистских электронов с энергией до 8 МэВ от ускорителя ЛУЭ-8.

Практическая значимость. Представленный многокамерный детектор электронов функционирует в составе измерительно-вычислительного комплекса, разработанного и изготовленного в Институте ядерных исследований РАН с целью совершенствования контроля радиационно-защитных свойств материалов спецодежды спасателей, ликвидирующих радиационные аварии и последствия ядерного терроризма. Он позволяет оценивать градиент бета-дозы; эффективно работает с бета-излучениями в пределах 2 МэВ; даст возможность проводить исследования с целью снижения веса спецодежды, а также испытывать защитные материалы, применяемые в лучевой терапии, и составлять базы данных для калькуляторов радиационного риска. Прибор можно использовать в ускорительной технике для оценки энергетического спектра бета-излучения. Высокая чувствительность детектора позволяет испытывать материалы с помощью излучения от источников, имеющих активность меньше МЗА, и тем самым обеспечивать радиационную безопасность метролога и окружающей среды.

Лифанов М.Н., Бурмистров Ю.М., Поташев С.И., Пономарев В.Н., Альбац Е.А. Исследование градиента ионизационных потерь с помощью тканеэквивалентного многокамерного детектора электронов при испытаниях радиационно-защитных материалов // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 6. С. 29−36. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j19998465-202306-03

1. Гогин Е.Е., Емельяненко В.М., Бенецкий Б.А., Филатов В.Н. Сочетанные радиационные поражения. М.: Известия, 2000. 240 с.
2. www.pto-pts.ru
3. Benetskii B.A., Lifanov M.N. Basics of designing, testing, and checking of the combined-radiation protection garments for firefighters. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Phisics. 2009. V.73. № 2. P. 256–260.
4. Лифанов М.Н., Бенецкий Б.А., Логинов В.И. Технология контроля радиационно-защитных свойств композиционных материалов и специальной защитной одежды пожарных, охраняющих АЭС // Пожарная безопасность. 2008. № 2. С. 92–95.
5. Potashev S., Burmistrov Yu., Zuyev S., Karaevsky S., Konobeevski E., Razin V. and Afonin A. A four-layer gaseous detector allowing to measure the energy of charged particles. Journal of Physics: Conference Series 1390 (2019) 012120, doi:10.1088/1742-6596/1390/1/012120.
6. Поташёв С.И., Афонин А.А., Бурмистров Ю.М., Драчев А.И., Зуев С.В., С.Х. Караевский, А.А. Каспаров, Е.С. Конобеевский, И.В. Мешков, В.Н. Пономарев, Разин В.И., Солодухов Г.В. Измерение энергии заряженных частиц по ионизационным потерям в многослойном газовом детекторе // Изв. РАН. Серия: физическая. 2020. T. 84. № 4. С. 530.