เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์วัดรังสีนิวตรอนได้อย่างไร?

รังสีนิวตรอนเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีไอออไนซ์ที่ประกอบด้วยนิวตรอนอิสระ ผลิตโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่น ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เครื่องเร่งอนุภาค และอาวุธนิวเคลียร์ เนื่องจากพลังทะลุทะลวงสูงและความสามารถในการก่อให้เกิดความเสียหายทางชีวภาพอย่างมีนัยสำคัญ การวัดรังสีนิวตรอนที่แม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองความปลอดภัยของบุคคลที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อรังสี ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์ผมจะเจาะลึกว่าเครื่องวัดปริมาตรของเราวัดรังสีนิวตรอนได้อย่างไร

พื้นฐานของการแผ่รังสีนิวตรอน

นิวตรอนเป็นอนุภาคไม่มีประจุ ซึ่งทำให้ยากต่อการตรวจจับโดยตรงเมื่อเทียบกับอนุภาคที่มีประจุ เช่น อนุภาคอัลฟ่าและบีตา ต่างจากอนุภาคที่มีประจุ นิวตรอนไม่มีปฏิกิริยารุนแรงกับอิเล็กตรอนในสสารผ่านแรงคูลอมบ์ แต่พวกมันจะมีปฏิกิริยากับนิวเคลียสของอะตอมผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์แทน ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถผลิตอนุภาคที่มีประจุ ซึ่งสามารถตรวจพบได้ด้วยเครื่องวัดปริมาณรังสี

หลักการตรวจจับในเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์

1. การตรวจจับประกายไฟ

เครื่องตรวจจับรังสีเรืองแสงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจวัดรังสี รวมถึงการตรวจจับนิวตรอน ในเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบเรืองแสงวาบ จะใช้วัสดุตัวเรืองแสงวาบ เมื่อนิวตรอนทำปฏิกิริยากับตัวเรืองแสงวาบ จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องเรืองแสงวาบที่มีลิเธียมเป็นพื้นฐาน นิวตรอนสามารถทำปฏิกิริยากับลิเธียม - 6 นิวเคลียสผ่านปฏิกิริยาต่อไปนี้:
[^{6}{3}หลี่ + n \ลูกศรขวา ^{4}{2}เขา+^{3}{1}ซ]
อนุภาคอัลฟา ((^{4}{2}He)) และไตรตัน ((^{3__{1}H)) ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้ถือเป็นอนุภาคที่มีประจุ เมื่ออนุภาคที่มีประจุเหล่านี้ผ่านเครื่องเรืองแสงวาบ พวกมันจะทำให้อะตอมในเครื่องเรืองแสงวาบตื่นเต้น เมื่ออะตอมที่ถูกกระตุ้นกลับสู่สถานะพื้น พวกมันจะปล่อยโฟตอนแสงออกมา จากนั้นโฟตอนเหล่านี้จะถูกตรวจพบโดยหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ (PMT) หรือเครื่องตรวจจับแสงโซลิดสเตต ความเข้มของพัลส์แสงเป็นสัดส่วนกับพลังงานที่อนุภาคมีประจุสะสม ซึ่งจะสัมพันธ์กับพลังงานของนิวตรอนที่ตกกระทบ

ข้อดีของการตรวจจับแสงแวววาวคือมีประสิทธิภาพสูงและเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว อย่างไรก็ตาม วัสดุเรืองแสงวาบสามารถไวต่อรังสีแกมมาได้เช่นกัน ซึ่งอาจนำไปสู่การรบกวนในการวัดรังสีนิวตรอน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงมีการใช้เทคนิคการป้องกันพิเศษและการเลือกปฏิบัติในเครื่องวัดปริมาณรังสีของเรา

2. การตรวจจับตัวนับตามสัดส่วน

ตัวนับสัดส่วนเป็นเครื่องตรวจจับอีกประเภทหนึ่งที่ใช้ในเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการวัดนิวตรอน ในเคาน์เตอร์ตามสัดส่วนจะใช้ห้องที่เติมแก๊ส เมื่อนิวตรอนเข้าไปในห้อง จะต้องแปลงนิวตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ก่อน ตัวอย่างเช่น โบรอน - 10 มักใช้เป็นวัสดุแปลง ปฏิกิริยามีดังนี้:
[^{10}{5}B + n \ลูกศรขวา ^{7}{3}ลี+^{4__{2}เขา]
อนุภาคอัลฟ่าและลิเธียมไอออนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้จะทำให้โมเลกุลของก๊าซภายในห้องแตกตัวเป็นไอออน จากนั้นคู่ไอออนจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า และเกิดเหตุการณ์ไอออไนซ์ขึ้นเป็นลำดับ ส่งผลให้มีการขยายสัญญาณไฟฟ้า

ผลลัพธ์ของตัวนับสัดส่วนจะเป็นสัดส่วนกับพลังงานของนิวตรอนที่ตกกระทบ ซึ่งช่วยให้สามารถวัดสเปกตรัมพลังงานนิวตรอนได้ ตัวนับตามสัดส่วนมีความละเอียดของพลังงานที่ดี ซึ่งมีประโยชน์ในการแยกแยะนิวตรอนที่มีพลังงานต่างกัน อย่างไรก็ตาม ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าค่อนข้างสูงในการทำงาน และต้องรักษาก๊าซในห้องเพาะเลี้ยงให้มีความดันและองค์ประกอบเฉพาะ

3. การตรวจจับโซลิดสเตต

เครื่องตรวจจับโซลิดสเตต เช่น เครื่องตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์ ยังใช้ในเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์บางประเภทสำหรับการวัดนิวตรอน ในเครื่องตรวจจับโซลิดสเตต จะใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียม เช่นเดียวกับวิธีการตรวจจับอื่นๆ นิวตรอนจะต้องถูกแปลงเป็นอนุภาคมีประจุก่อน ตัวอย่างเช่น ชั้นบางๆ ของวัสดุที่เปลี่ยนนิวตรอน (เช่น ลิเธียม - 6) สามารถสะสมอยู่บนพื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์ได้

เมื่อนิวตรอนทำปฏิกิริยากับวัสดุที่แปลงสภาพและก่อให้เกิดอนุภาคที่มีประจุ อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้จะสร้างคู่อิเล็กตรอน - รูในเซมิคอนดักเตอร์ จากนั้นคู่อิเล็กตรอน - รูจะถูกรวบรวมโดยสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้า เครื่องตรวจจับโซลิดสเตตมีความไวสูงและความละเอียดของพลังงานที่ดี นอกจากนี้ยังมีขนาดกะทัดรัดและสามารถรวมเข้ากับเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลได้อย่างง่ายดาย

พลังงานนิวตรอนและโดซิเมตรี

การแผ่รังสีนิวตรอนมีพลังงานหลากหลาย ตั้งแต่นิวตรอนความร้อน (พลังงานอยู่ในลำดับ meV) ไปจนถึงนิวตรอนพลังงานสูง (โดยพลังงานอยู่ในช่วง MeV) ความเสียหายทางชีวภาพที่เกิดจากนิวตรอนประเภทต่างๆ มีความเกี่ยวข้องกับพลังงานนิวตรอนที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องวัดไม่เพียงแต่ความฟุ้งของนิวตรอน (จำนวนนิวตรอนต่อหน่วยพื้นที่) แต่ยังรวมถึงสเปกตรัมพลังงานนิวตรอนด้วย

เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์ของเราได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดปริมาณรังสีเทียบเท่านิวตรอน ซึ่งคำนึงถึงประสิทธิภาพทางชีวภาพของนิวตรอนที่มีพลังงานต่างกัน ปริมาณรังสีที่เท่ากันคำนวณโดยการคูณปริมาณรังสีที่ดูดซึม (พลังงานที่สะสมต่อหน่วยมวลของเนื้อเยื่อ) ด้วยปัจจัยการแผ่รังสี - การให้น้ำหนัก ((w_R)) สำหรับนิวตรอน ปัจจัยการแผ่รังสีจะแปรผันตามพลังงานนิวตรอน

การสอบเทียบและความแม่นยำ

การสอบเทียบเป็นขั้นตอนสำคัญในการรับรองความถูกต้องแม่นยำของการวัดนิวตรอนในเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องวัดปริมาณรังสีของเราได้รับการสอบเทียบโดยใช้แหล่งกำเนิดนิวตรอนมาตรฐานพร้อมสเปกตรัมฟลูเอนซ์และพลังงาน กระบวนการสอบเทียบเกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบเอาท์พุตของเครื่องวัดปริมาณรังสีกับค่าที่ทราบของแหล่งที่มามาตรฐาน

ในระหว่างการสอบเทียบ ปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับ การตอบสนองของพลังงาน และการแผ่รังสีพื้นหลังจะถูกนำมาพิจารณาด้วย มีการตรวจสอบการสอบเทียบเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องวัดปริมาณรังสีจะรักษาความถูกต้องแม่นยำไว้เมื่อเวลาผ่านไป นอกจากนี้ เครื่องวัดปริมาณรังสีของเรายังมีคุณลักษณะการสอบเทียบด้วยตนเองและการวินิจฉัยด้วยตนเองเพื่อตรวจจับความผิดปกติหรือการเบี่ยงเบนไปจากสถานะที่สอบเทียบแล้ว

การประยุกต์และความสำคัญ

การวัดรังสีนิวตรอนโดยใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์ถือเป็นสิ่งสำคัญในด้านต่างๆ ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คนงานต้องเผชิญกับรังสีนิวตรอน และการวัดปริมาณรังสีที่แม่นยำจะช่วยตรวจสอบการสัมผัสรังสีและรับประกันความปลอดภัย ในห้องปฏิบัติการวิจัยที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จะใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีเพื่อวัดระดับรังสีนิวตรอนในพื้นที่ต่างๆ ของโรงงาน

นอกจากนี้ เครื่องวัดปริมาตรของเรายังใช้ในด้านการป้องกันรังสีในระหว่างโครงการรื้อถอนนิวเคลียร์อีกด้วย สิ่งเหล่านี้สามารถช่วยระบุพื้นที่ที่มีระดับรังสีนิวตรอนสูงและแนะนำกระบวนการรื้อถอน นอกจากนี้ ในกรณีของอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์หรือเหตุฉุกเฉินทางรังสี เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับระดับรังสีนิวตรอน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตอบสนองเหตุฉุกเฉินและการวางแผนอพยพ

สินค้าอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

นอกจากของเราแล้วเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์เรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับรังสีอีกด้วย ของเราเครื่องตรวจสอบการปนเปื้อนรังสีพื้นผิวได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับและวัดการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีบนพื้นผิว มันมีประโยชน์ในโรงงานนิวเคลียร์ ห้องปฏิบัติการ และพื้นที่อื่นๆ ที่มีการจัดการวัสดุกัมมันตภาพรังสี

ของเราจอภาพไอโซโทปแบบพกพาได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อวัดไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของไฮโดรเจนไอโซโทปไอโซโทป ไอโซโทปมักพบในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงงานอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ การออกแบบแบบพกพาช่วยให้วัดระดับไอโซโทปได้ง่ายและในสถานที่

ติดต่อซื้อและให้คำปรึกษา

หากคุณสนใจเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับรังสีอื่นๆ ของเรา เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติม ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะตอบคำถามของคุณและมอบโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการในการตรวจวัดรังสีของคุณ ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ สถาบันวิจัย หรือสาขาอื่นๆ ที่ต้องมีการตรวจติดตามรังสี เราสามารถนำเสนอผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและบริการระดับมืออาชีพแก่คุณได้

อ้างอิง

• Knoll, Glenn F. การตรวจจับและการวัดรังสี ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 4 ไวลีย์ 2010
• Attix, Frank H. ฟิสิกส์รังสีเบื้องต้นและการวัดปริมาณรังสี ไวลีย์ - Interscience, 1986.
• เอกสารเผยแพร่ของ ICRP 103: คำแนะนำปี 2007 ของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการคุ้มครองรังสีวิทยา พงศาวดารของ ICRP, 2550