Metodologia pomiarów promieniowania gamma – zestawienie trzech przyrządów

Na prezentowanych wykresach, porównawczo zestawiono dane z trzech różnych przyrządów pomiarowych:

A. DOZYMETR RKSB-104 „Radian” - opis:

1. Typ detektora: SBM-20 2. Pomiary promieniowania gamma od 0,06 do 1,25 MeV 3. Rejestruje liczbę impulsów i z nich wylicza moc dawki γ (μSv/h)

B. LICZNIK GEIGERA „Geiger Counter-V0.8” - opis:

1. Prosty licznik GM o nieznanej charakterystyce energetycznej 2. Wrażliwość na promieniowanie gamma: od 0.1 MeV 3. Wykrywanie promieniowania γ: od 20mR/h do 120mR/h 4. Nie wszystkie energie promieniowania są wykrywane z taką samą efektywnością 5. Liczba impulsów i moc dawki są względne względem charakterystyki licznika. 6. Maksymalna szybkość zliczania w tle: 25 zliczeń/min.

C. LICZNIK GEIGERA „Radiation Detector XR1” - opis:

1. Typ detektora: rurka licznika Geigera z kompensacją energii 2. Zakres energii: 20 keV do 3 MeV 3. Licznik GM o fabrycznej kalibracji do pomiarów dawki γ 4. Walidowany względem wskazań ACC. Zakres akumulacji: 0 do 99,99 mSv

Interpretacja wykresów:

- Imp/min (liczba impulsów) - to parametr surowy i zależny od efektywności detekcji oraz charakterystyki licznika.

- Moc dawki (μSv/h) - to estymowana wielkość fizyczna, oparta na wewnętrznej kalibracji urządzenia.

- Bezpośrednie porównywanie bez szczegółowej kalibracji między sprzętami A, B i C należy traktować jako relacyjne, nie jako bezwzględne.

Ograniczenia pomiarów:

- Różne przyrządy mają różne zakresy energetyczne i efektywność detekcji.

- Wartość moc dawki zależy od algorytmu kalkulacyjnego i współczynnika kalibracyjnego producenta.

- Przyrządy amatorskie mają większą niepewność niż klasy laboratoryjne.

Pomiary promieniowania gamma prowadzone są w sposób ciągły, przy użyciu trzech niezależnych liczników Geigera-Müllera, pracujących równolegle w tej samej lokalizacji i w zbliżonych warunkach środowiskowych.

Rejestrowane są dwie grupy danych:

1. dane surowe – liczba impulsów (imp/min lub imp/h),

2. dane przeliczone – moc dawki promieniowania gamma (μSv/h), obliczana zgodnie z charakterystyką danego przyrządu.

Licznik1 RKSB-104 „Radian” oraz Licznik3 "Radiation Detector XR1" są fabrycznie przystosowane do estymacji mocy dawki promieniowania gamma. Wartości wyrażone w μSv/h mają charakter orientacyjny i wynikają z algorytmów przeliczeniowych producenta.

Licznik2 "Geiger Counter V0.8" jest prostym licznikiem GM o nieznanej charakterystyce energetycznej i bez fabrycznej kalibracji do pomiarów dawki. W jego przypadku liczba impulsów jest przeliczana na estymowaną moc dawki gamma metodą skalowania względnego względem przyrządu Licznik3 XR1, pełniącego rolę wzorca roboczego.

Współczynnik skalowania wyznaczany jest na podstawie średnich wartości impulsów rejestrowanych równolegle przez oba przyrządy, przy założeniu identycznych warunków pomiarowych oraz stałego widma naturalnego promieniowania gamma.

Dawka skumulowana (ACC) obliczana jest jako całka z mocy dawki w czasie. Zgodność wartości ACC wskazywanych przez dozymetr Licznik3 XR1 z wartościami obliczonymi niezależnie na podstawie danych zagregowanych potwierdza poprawność zastosowanej metody sumowania.

Analizie podlegają przede wszystkim zmiany czasowe i zgodność trendów, a nie bezwzględna zgodność wartości liczbowych pomiędzy różnymi licznikami.

3.1. Dlaczego różne liczniki pokazują różne wartości μSv/h?

Ponieważ każdy licznik ma inną czułość, charakterystykę energetyczną detektora oraz inny algorytm przeliczeniowy. Różnice w wartościach bezwzględnych są zjawiskiem normalnym i nie oznaczają błędu pomiaru.

3.2. Który licznik pokazuje „prawdziwą” wartość promieniowania?

Żaden licznik amatorski nie mierzy wartości absolutnej w sensie metrologicznym. Wskazania należy traktować jako orientacyjne, a ich największą wartością jest możliwość obserwacji zmian i trendów w czasie.

3.3. Czy Licznik2 naprawdę mierzy dawkę promieniowania?

Nie. Licznik2 rejestruje wyłącznie liczbę impulsów. Moc dawki wyrażona w μSv/h jest estymowana metodą skalowania względnego względem przyrządu Licznik3 - XR1 i ma charakter wskaźnikowy.

3.4. Czy współczynnik przeliczeniowy przyrządu Licznik2 jest uniwersalny?

Nie. Współczynnik ten jest poprawny wyłącznie:

- dla tej lokalizacji,

- dla analizowanego okresu,

- dla naturalnego tła promieniowania gamma.

Nie należy go stosować w innych warunkach ani dla innych widm energetycznych.

3.5. Dlaczego analizowane są trendy, a nie pojedyncze odczyty?

Pojedyncze odczyty mogą podlegać fluktuacjom statystycznym. Analiza trendów pozwala wiarygodnie obserwować rzeczywiste zmiany tła promieniowania gamma oraz porównywać wskazania różnych przyrządów.

3.6. Czy dane mają charakter oficjalny?

Nie. Dane mają charakter informacyjny, edukacyjny i poglądowy i nie zastępują pomiarów prowadzonych przez instytucje dozymetryczne lub organy nadzoru radiologicznego.

3.7. Czym jest dawka skumulowana (ACC)?

ACC to całkowita dawka promieniowania otrzymana w danym okresie czasu. Jest obliczana jako suma (całka) mocy dawki w czasie i wyrażana w mSv.