Средства химической разведки и контроля заражения. Дозиметрические приборы

Средства химической разведки и контроля заражения. Дозиметрические приборы
ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ, ХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ — предназначены для обнаружения радиоактивных и отравляющих веществ, определения границ районов заражения и осуществления постоянного контроля за степенью заражения местности, личного состава, военной техники, продовольствия и воды.
Для обнаружения радиоактивных веществ и измерения их излучений применяются дозиметрические приборы. Основными из них являются дозиметр, измеритель мощности дозы (ренгенметр), индикатор радиоактивности и радиометр.
Приборы химической разведки служат для обнаружения ОВ, их идентификации (опознавания) и определения концентрации. Они делятся на войсковые и специальные, используемые специальными химическими подразделениями. К войсковым приборам химической разведки относятся средства индикации, газоопределители и автоматические газосигнализаторы.
Основными направлениями в развитии современных приборов радиационной и химической разведки являются создание приборов дистационного действия, использование различных физических методов обнаружения (спектральный анализ, изменение степени ионизации, электропроводности и других свойств атмосферы приналичии в ней ОВ или радиоактивных веществ).
ПРИБОРЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (ПБР) служат для обнаружения факта применения противником биологического оружия и установления видовой принадлежности биологических средств. ПБР являются одним из основных средств ведения биологической разведки. С помощью ПБР осуществляется постоянный и повсеместный контроль за наличием в атмосфере аэрозолей биологических средств, подаётся сигнал в случае их появления и производится отбор проб. Наиболее общим фактом применения биологического оружия является нарастание общей насыщенности воздуха не только крупнодисперсным, но и мелкодисперсным аэрозолем. Такую информацию способны дать автоматически действующие струнные и фотоэлектрические счётчики и дистационные локаторы аэрозолей на основе лазеров. Более достоверную информацию о биологической природе аэрозоля могут дать ПБР, основанные на методах определения белков, аминокислот, ферментативной активности микроорганизмов и т.п. Все ПБР, как правило,состоят из системы отбора пробы, регистрирующей системы и сигнальной системы. ПБР используются в боевых порядках войск и районах их дислокации. ПБР в сочетании с методами специфического анализа обеспечивают комплексное решение основных задач, стоящих перед биологической разведкой.
Для обнаружения радиоактивных излучений (нейтронов, гамма-лучей, бета- и альфа-частиц) используют их способность облучать вещество среды, в которой они распространяются. В следствии облучения какого либо материала происходит изменение физических и химических параметров в материале. К таким изменениям среды относятся: изменения электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др. Именно по этим изменениям можно обнаружить источники радиоактивного излучения, также по ним можно определить какое это излучение и дать какую-то его оценку.
Основными методами для обнаружения и измерения ионизирующих излучений являются:
• сцинтилляционный,
• фотографический,
• химический,
• ионизационный.
Сцинтилляционный метод. Данный метод стали применять раньше других. Он сыграл большую роль в развитии ядерной физики. В физике сцинтилляцией называют вспышку света, возникающую при попадании заряженной частицы в среду, обладающую способностью люминесцировать. В некоторых люминофорах, например в сернистом цинке, сцинтилляция (световая вспышка), вызванная заряженными частицами, является достаточно яркой и может наблюдаться невооруженным глазом.
В настоящее время спинтарископ не применяют, но метод сцинтилляций не утратил своего значения, а получил современное техническое выражение и широко используется в науке и технике.
Работает сцинтилляционный счетчик следующим образом: При попадании частицы в сцинтиллятор она начинает взаимодействовать с некоторыми атомами плотной среды сцинтиллятора. При этом какое то количество атомов вещества, составляющего сцинтиллятор, переходит в возбуждение. При обратном переходе атомов в нормальное состояние происходит испусканием света, т. е. люминесценция. Бывает два вида люминесценции – флуоресценция и фосфоресценция.
Фотоэмульсии, применяемые для указанных целей, принято называть ядерными. Чувствительность ядерных фотоэмульсий значительно выше, чем обычных, так как число зерен (монокристаллов) бромистого серебра в ядерной фотоэмульсии много больше, а размеры зерен много меньше, чем в обычной фотоэмульсии. Заряженные частицы, попадая в слой фотоэмульсии, нанесенный на фотопластинку, вызывают ионизацию молекул фотоэмульсии, вызывающую почернение ее зерен. После химической обработки фотопластинки (проявления и фиксирования) следы (треки), оставленные пролетевшими через фотоэмульсию частицами, становятся видимыми. Их наблюдают с помощью микроскопа. По форме отмеченного трека, его длине и толщине, по плотности почерневших зерен эмульсии и по многим другим признакам можно установить вид частицы, ее энергию, скорость, направление движения и многие другие характеристики. Одно из основных преимуществ метода толстослойных эмульсий перед другими методами регистрации частиц заключается в том, что с его помощью получают не исчезающие со временем следы частиц, которые в дальнейшем могут быть тщательно изучены. Другим преимуществом описанного метода является то, что он позволяет выявить треки всех высокоэнергетических заряженных частиц, пролетевших за время экспозиции через фотопластинку. Эта особенность данного метода дает возможность обнаруживать редкие явления в микромире. Недостатками фотоэмульсионного метода является сложность химической обработки фотопластинок и невозможность определения момента времени, в который заряженная частица попадает в фотоэмульсию. Метод толстослойных эмульсий играет исключительно важную роль в исследованиях космических лучей и различных превращений, вызываемых элементарными частицами, разогнанными до очень высоких энергий в ускорителях заряженных частиц.
Химический метод. Этот метод основан на свойстве ионизирующих излучений менять структуру некоторых химических элементов. Например, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов НО2 и ОН, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М. В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений. Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают:
• воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик),
• усилитель ионизационного тока,
• регистрирующее устройство (микроамперметр) и
• источник питания.
Ионизационная камера представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, внутри которого находятся два изолированных друг от друга электрода (типа конденсатора). К электродам камеры приложено напряжение от источника постоянного тока. При отсутствии ионизирующего излучения в цепи ионизационной камеры тока не будет, поскольку воздух является изолятором. При воздействии же излучений в ионизационной камере молекулы воздуха ионизируются. В электрическом поле положительно заряженные частицы перемещаются к катоду, а отрицательные — к аноду. В цепи камеры возникает ионизационный ток, который регистрируется микроамперметром. Числовое значение ионизационного тока пропорционально мощности излучения. Следовательно, по ионизационному току можно судить о мощности дозы излучений, воздействующих на камеру. Ионизационная камера работает в области насыщения.
Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой. Газоразрядный счетчик представляет собой герметичный полый металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счетчика (пары спирта). Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счетчика. К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока. В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. Газоразрядные счетчиков применяются в приборах, предназначенных для обнаружения и измерения степени загрязненности различных поверхностей радиоактивными веществами. Они также могут использоваться для измерения мощности дозы гамма — излучения (уровня радиации).
В отсутствие радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет. Следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды.
Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить, об интенсивности радиоактивных излучений.
Приборы дозиметрического контроля
Приборы дозиметрического контроля ионизирующего излучения предназначены для измерения мощности ионизирующего излучения (уровня радиации) и степени радиоактивного загрязнения различных предметов.
Дозиметрические приборы предназначаются для:
• контроля облучения — получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах излучения людьми и сельскохозяйственными животными;
• контроля радиоактивного заражения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных,
• а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;
• радиационной разведки — определения уровня радиации на местности
• Кроме того, с помощью дозиметрических приборов может быть определена наведенная радиоактивность в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.
Дозиметры.
Измерители мощности дозы ДП-5А и ДП-5В предназначены для измерения уровней радиации на местности и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Мощность гамма-излучения определяется в миллирентгенах или рентгенах в час для той точки пространства, в которой помещен при измерениях соответствующий счетчик прибора. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета-излучения.
Диапазон измерений по гамма-излучению от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч в диапазоне энергий гамма-квантов от 0,084 до 1,25 Мэв. Приборы ДП-5А, ДП-5Б и ДП-5В имеют шесть поддиапазонов измерений. Отсчет показаний приборов производится по нижней шкале микроамперметра в Р/ч, по верхней шкале — мР/ч с последующим умножением на соответствующий коэффициент поддиапазона. Участки шкалы от нуля до первой значащей цифры являются нерабочими.
Приборы имеют звуковую индикацию на всех поддиапазонах, кроме первого. Звуковая индикация прослушивается с помощью головных телефонов.
Устройство приборов ДП-5А (Б) и ДП-5В. В комплект прибора входят: футляр с ремнями; удлинительная штанга; колодка питания к ДП-5А (Б) и делитель напряжения к ДП-5В; комплект эксплуатационной документации и запасного имущества; телефон и укладочный ящик.
Радиационную разведку местности, с уровнями радиации от 0,5 до 5 Р/ч, производят на втором поддиапазоне (зонд и блок детектирования с экраном в положение «Г» остаются в кожухах приборов), а свыше 5 Р/ч – на первом поддиапазоне. При измерении прибор должен находиться на высоте 0,7–1м от поверхности земли.
Степень радиактивного заражения кожных покровов людей, их одежды, сельскохозяйственных животных, техники, оборудования, транспорта и т.п. определяется в такой последовательности. Измеряют гамма-фон в месте, где будет определяться степень заражения объекта, но не менее15-20м от обследуемого объекта.
Для определения наличия наведенной активности техники, подвергшейся воздействию нейтронного излучения, производят два измерения – снаружи и внутри техники. Если результаты измерений близки между собой, это означает, что техника имеет наведенную активность.
Для обнаружения бета-излучений необходимо установить экран зонда в положение “Б”, поднести к о обследуемой поверхности на расстояние 1,5-2см. ручку переключателя поддиапазонов последовательно поставить в положения «0,1», «1», «10» до получения отклонения стрелки микроамперметра в пределах шкалы. Увеличение показаний прибора на одном и том же поддиапазоне по сравнению с гамма-измерением показывает наличие бета-излучения.
Если надо выяснить, с какой стороны заражена поверхность брезентовых тентов, стен и перегородок сооружений и других прозрачных для гамма-излучений объектов, то производят два замера в положении зонда «Б» и «Г». поверхность заражена с той стороны, с которой показания прибора в положении зонда «Б» заметно выше.
При определении степени радиоактивного заражения воды отбирают две пробы общим объемом 1,5- 10л. Одну – из верхнего слоя водоисточника, другую – с придонного слоя. Измерения производят зондом в положении «Б», располагая его на расстоянии 0,5-1см от поверхности воды, и снимают показания по верхней шкале.
ГП-64 предназначен для постоянного наблюдения и обнаружения начала радиационного заражения. Прибор стационарный, используется как правило в помещениях, датчик выносится на улицу. Прибор ДП-64 работает в следящему режиме и обеспечивает звуковую и световую сигнализацию через 3 секунды по достижению уровней гамма — излучения 0,2 г /час. На наличие гамма — излучения указывает вспышка неоновой лампы и синхронные клоцання динамика.
Приборы ДП-3Б, МД С (стационарный), МД Б (бортовой) — измерители мощности дозы. Предназначены для измерения уровней радиации на местности, зараженной радиоактивными веществами (радионуклеиды). Они являются основными приборами для проведения радиационной разведки на подвижных механизированных транспортных средствах (автомобиль, БТР, вертолет и т. д.), которые имеют бортовую сеть постоянного тока напряжением 12 или 26в.
Дозиметр ДП-22В (ДКП-50А).
Дозиметр ДП-22В — это комплект индивидуальных дозиметров ДКП-50А, предназначенных для измерения дозы ионизирующего излучения, полученной людьми во время пребывания на радиоактивно зараженной местности.
Измеритель мощности дозы ИМД-21С (б) предназначен для измерения мощности експозиционнои дозы гамма — излучения и выдачи светового сигнала о перевыщения порогового значения мощности экспозиции дозы гамма — излучения. Измеритель мощности дозы используется как стационарный (ИМД-21С), так и подвижной (ИМД-21б).
ИМД-21С (б) обеспечивает измерение мощности експозиционнои дозы гамма — излучения от 1 до 10 000 р /час.
ИМД-21С (б) обеспечивает сигнализацию о превышении установленного порогового значения мощности експозиционнои дозы гамма — излучения 1,5,10, и 100 р /час.
Приборы ИД-1, ИД-11 — это комплекты индивидуальных дозиметров, которые служат для измерения поглощенных доз гамма — излучения. Это миниатюрные устройства, с помощью которых выявляют дозу, которую получила человек персонально.
Радиометр — дозиметр гамма-бета излучений РКС-01 «Стора»
Радиометр — дозиметр гамма-бета излучений РКС-01 «Стора» предназначен для индивидуального и коллективного пользования при измерении значение мощности экспозиционной дозы гамма — излучения и плотности потока бета — частиц.
Радиометр предназначен для измерения радиационного фона в местах проживания и работы населения, контроля радиационной чистоты жилых и производственных помещений, зданий и сооружений, предметов одежды, территории, прилегающей, поверхности почвы на приусадебном участках, транспортных средств.
Прибор обеспечивает высокую точность обработки информации, изменение оперативности измерений без потерь точности при разных уровнях излучения. Схема обработки информации прибора лишена температурной нестабильности, прибор имеет низкое энергопотребление, питание от акамуляторов.
Средства химической разведки
Предназначены для обнаружения и определения степени зараженности отравляющими и сильнодействующими веществами воздуха, местности, транспорта, одежды и др.
Современные токсические химические вещества (ТХВ) обладают большой токсичностью. Многие из них не имеют ни цвета, ни запаха. Для определения наличия отравляющих веществ в воздухе, на местности и на различных предметах применяются приборы химической разведки. Они могут быть различных типов и конструкций, например газоанализатор аммиака, хлора, метано-метр и др. Среди них наиболее современные фотоионизационный газоанализатор «Колион-1» позволяет обнаружить и измерить концентрацию органических и неорганических вредных веществ в широком диапазоне и «Колион-701» (метод детектирования — электромеханический) служит для обнаружения и измерения концентраций хлора в диапазоне от 0 до 20 мг/м3. Оба прибора являются средствами экспресс-анализа и сигнализации о превышении заданного уровня концентрации.
ВПХР
Предназначен для определения в воздухе, на местности и на технике ОВ типа VX, зарин, заман, иприт, фосген, синильная кислота, хлорциан.
ВПХР состоит из корпуса с крышкой и размещенного в нем ручного насоса, насадки к насосу, кассет с индикаторными трубками, защитных колпачков, противодымных фильтров, электрофонарика, грелки и патронов к ней, лопатки для взятия проб, штыря, документации, плечевого ремня. Масса прибора 2,3 кг.
Для определения ОВ в воздухе в первую очередь определяют наличие VX, зарина, замана. Берут две индикаторные трубки с красным кольцом и красной точкой. С помощью ножа в головке насоса надрезать, а затем обломать концы индикаторных трубок, разбить верхние ампулы обеих трубок и взять трубки за верхние концы, энергично встряхнуть их 2—3 раза. Одну из трубок немаркированным концом вставить в насос и прокачать через нее воздух (5—6 качаний), через вторую трубку воздух не прокачивается.
Затем разбить нижние ампулы обеих трубок и после встряхивания наблюдать за переходом окраски контрольной трубки от красной до желтой.
Если верхний слой опытной трубки покраснеет, то это указывает на присутствие ОВ в воздухе.
Если покраснение не произошло, то перед разбиванием второй ампулы надо сделать 30—40 качаний и выдержать 2—3 мин.
Определение наличия в воздухе фосгена, хлорциана, синильной кислоты. Берется трубка с тремя зелеными кольцами, вскрывается, разбивается внутренняя ампула и делается 10—15 качаний. Сравнивается окраска с эталоном.
Миниэкспресс лаборатория типа Пчелка (Россия)
Назначение: Комплект Пчелка-Р предназначен для экспресс-контроля химических загрязнений окружающей среды (воздуха, воды, почвы) по следующим основным направлениям: из загрязнений воздуха на 12 основных компонентов-загрязнителей с помощью индикаторных трубок (150 анализов) экспресс-анализ загрязнений воды (питьевой, природной, сточной) и водных сред (эмульсий, суспензий) на 6 основных компонентов-загрязнителей с помощью тестов (600 анализов) экспресс-анализ загрязнений в почвенных образцах и сыпучих средах (порошках, солях неизвестного происхождения и т.п.) по их водным вытяжкам с помощью тестов экспресс-анализ сельхозпродуктов, соков овощей и фруктов с помощью нитрат-теста.
Комплектная мини-экспресслаборатория (комплект-лаборатория) «Пчелка-Р» предназначена для экспресс-контроля химической загрязненности объектов окружающей среды (воздуха и промышленных газовых выбросов, воды, почвы, сыпучих сред и продуктов питания) с применением индикаторных трубок и тест-систем. Мини-экспресслаборатория используется для получения экспрессной информации при:
• экспертизе условий труда и аттестации рабочих мест;
• контроле промышленных газовых выбросов и сточных вод;
• технологическом контроле производственных процессов контроле утечек газов и растворов;
• экологической паспортизации объектов промышленности, транспорта, складских хозяйств, трубопроводов и т.п.;
• предварительной оценке состава воздуха и других газовых сред, связанной с защитой здоровья населения и охраной окружающей среды.
Применение мини-экспресслаборатории особенно эффективно в чрезвычайных ситуациях, в сложной обстановке, требующей получения многофакторной экспрессной информации и быстрого принятия решений.
Описание: Комплект позволяет провести первичный экспресс-контроль загрязненности объектов окружающей среды без использования дополнительного и электропотребляющего оборудования в лабораторных, производственных, складских помещениях, труднодоступных местах а также в полевых условиях. Комплект успешно используется при аттестации рабочих мест и санитарном контроле воздуха рабочей зоны. Комплект особенно полезен для получения сигнальной информации в условиях аварий, при чрезвычайных ситуациях, при технологическом контроле утечек опасных сред, а также при химическом контроле в местах выброса СДЯВ. Эффективно применение комплекта для предварительной оценки состава воздуха, газовых сред, промышленных выбросов, связанной с защитой здоровья населения и охраной окружающей среды.