Химический метод

Химический метод обнаружения ионизирующих излучений основан на способности некоторых веществ в результате воздействия излучений распадаться, образуя новые химические соединения. Возбужденные атомы и молекулы диссоциируют, образуя, свободные радикалы. Образованные ионы и свободные радикалы вступают в реакции между собой или с другими атомами и молекулами, образуя новые вещества, появление и количество которых позволяет судить о наличии и количестве ионизирующих излучений.

Так, хлороформ в воде при облучении распадается с образованием хлороводородной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем (бромкрезолом пурпурным), добавленным к хлороформу. По плотности (интенсивности) окрашивания судят о дозе излучения (поглощенной дозе). На этом принципе построен химический гамма-дозиметр ДП-70М.

Вещества, воспринимающие энергию ионизирующих излучений и преобразующие ее в химическую энергию, могут находиться во всех трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. В качестве химических детекторов, кроме хлороформа, применяются: сульфат железа – FeSO4 (ферросульфатный детектор); ионы нитрата – NO-3 (нитратный детектор); сернокислый церий – Се (SO4)2 (цериевый детектор); детектор на основе хлорзаменяющих углеводородов – четыреххлористый углерод (ССl4).

С помощью этого метода измеряется доза гамма-излучения, а также нейтронного излучения. Дозы измеряются в пределах 10-100 Р и выше (система хлороформа), а при использовании четыреххлористого углерода с этиловым спиртом – от нескольких долей Р и выше.

При облучении хлороформа идут следующие реакции:

СНС13 → СНС13+ + е – ;   СНС13+ → СС1..3 + Н+;

СНС1.3+е -→ СНС1-3;     CHCl-3 + CНС12 + С1-;   Н+ + С1- → НС1.

В присутствии кислорода выход соляной кислоты повышается:

СНС1.2 + О2 → НОС1 + СОС1;

СОС1. + СНС13 → СНС12 + СОС12;

СОС12  + Н2О → 2 НС1 + СО2.

Химический дозиметр ДП-70 М используется вместе с полевым калориметром ПК-56. Дозиметр представляет стеклянную ампулу, заполненную бесцветной жидкостью. Под действием излучения жидкость  изменяет окраску от бледно-розовой до ярко-малиновой. Плотность окраски пропорциональна дозе излучения. Ампула помещена в металлический футляр с крышкой. На внутренней стороне крышки расположен цветной индикатор, окраска которого соответствует дозе в 50 Р.

Для более точного определения используют полевой калориметр, который имеет вращающийся диск со светофильтрами разной плотности окраски, соответствующие дозе в 0, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 450, 600, 800 Р. Диск вращают до совпадения плотности окраски раствора в ампуле с одним из диском (в окне камеры калориметра читаем дозу излучения в рентгенах).