Detektory indywidualne
Detektory rejestrują promieniowanie jonizujące emitowane z różnych źródeł i urządzeń w miejscach ich przechowywania i stosowania, jednak dla pracowników mających kontakt ze źródłami promieniowania istotne jest przede wszystkim, czy zostali narażeni na działanie promieniowania, w jakiej mierze i na jakie konkretnie cząstki. Ważne jest więc, jaka część energii promieniowania jonizującego została pochłonięta na jednostkę masy człowieka, a więc dawka pochłonięta. Znając rodzaj emitowanego promieniowania oraz najbardziej narażone części ciała można dość dokładnie określić dawkę skuteczną, którą posługujemy się do określenia całkowitego narażenia ciała człowieka. Otrzymywane dawki nie mogą przekraczać pewnych ustalonych wartości granicznych, które są określone w przepisach. Z tego powodu pracownicy najbardziej narażeni na promieniowanie są zobligowani do noszenia dawkomierzy indywidualnych, czyli małych urządzeń pozwalających ocenić dawkę skuteczną, jaką otrzymali od źródeł promieniowania jonizującego. Dawkomierz jest więc przyrządem służącym do oceny skutków biologicznych ekspozycji na promieniowanie jonizujące.
Wyniki wskazywane przez dawkomierze zostają dokładnie odnotowane i zarchiwizowane dla danego pracownika. Ważna jest pełna informacja o danej osobie – kiedy, jak długo i z jakim rodzajem promieniowania miała styczność w kolejnych latach pracy.
Dawkomierze mają różne formy i budowę, ale to co głównie je różni to zjawiska fizyczne, które wykorzystują do rejestracji promieniowania jonizującego. Historycznie pierwszymi detektorami były filmy światłoczułe, aczkolwiek dziś niemal całkowicie się od nich odeszło na rzecz nowocześniejszych, bardziej wydajnych i łatwiejszych w odczycie. Dawkomierze indywidualne są najczęściej dawkomierzami pasywnymi, które nie dają informacji o dawce natychmiast, tylko kumulują ją w sobie przez okres noszenia (najczęściej kwartał), a odczyt wiąże się z obróbką, w wyniku której uzyskuje się wynik.
Dawkomierze filmowe
Już Wilhelm Conrad Roentgen odkrył, że promieniowanie elektromagnetyczne o dużej energii, do kilkudziesięciu keV, może naświetlać filmy, czyli działać na światłoczułą emulsję fotograficzną podobnie jak światło. Jest to podstawa dzisiejszych zdjęć rentgenowskich. Jak to się odbywa? Promieniowanie ultrafioletowe, rentgenowskie czy gamma jonizuje – podobnie jak światło widzialne – warstwę bromku srebra (AgBr) w filmie, niszcząc wiązanie chemiczne Ag z Br. Podczas wywoływania filmu w miejscu zachodzenia jonizacji powstają ziarenka srebra, a film staje się w tych miejscach ciemniejszy. Ten fakt wykorzystany został w dawkomierzu filmowym – w małej światłoszczelnej skrzyneczce umieszcza się film (kliszę), który przykrywa się metalowymi foliami o różnej grubości. W zależności od grubości folii przechodzi przez nie różna część promieniowania jonizującego powodując różny stopień zaczernienia kliszy. Ostatni fragment filmu pokryty jest dwiema płytkami z ołowiu, które są względem siebie przesunięte tak, by można było ustalić, z której strony nastąpiło napromieniowanie.
W celu odczytania dawki filmy należy poddać obróbce chemicznej, czyli je wywołać, a następnie porównać stopień zaczernienia z filmami napromieniowanymi znanymi dawkami promieniowania.
Metoda nie jest zbyt dokładna, a sposób odczytu jest czasochłonny, dlatego odchodzi się od niej na rzecz nowocześniejszych narzędzi, jak detektory termoluminescencyjne czy optoluminescencyjne.
Detektory termoluminescencyjne i optoluminescencyjne
Detektor występuje jako spiek ceramiczny materiału dielektrycznego, który wykazuje właściwości termoluminescencyjne. Najczęściej jest to bardzo czuły na promieniowanie fluorek litu LiF (z różnymi domieszkami), formowany na kształt pastylki o średnicy 4,5 mm i grubości 0,9 mm. Pastylka umieszczana jest w odpowiedniej obudowie, w której znajdują się metalowe i plastikowe filtry, podobnie jak w detektorach filmowych. Detektory termoluminescencyjne, TLD, poddawane są napromieniowaniu, pochłaniają wówczas energię, a następnie, w wyniku podgrzania do wysokiej temperatury, emitują fotony światła widzialnego (luminescencja). Ich liczba jest zależna od pochłoniętej dawki promieniowania jonizującego. „Odczyt” detektorów zachodzi w odpowiednim czytniku, który podgrzewa pastylki do temperatury ok. 250°C, a następnie zlicza emitowane fotony. Odczytane detektory TLD zostają wyzerowane i mogą na nowo rejestrować dawkę.
Analogicznie działają detektory optoluminescencyjne, OSL, w których czynnikiem wyzwalającym zaabsorbowaną energię (powodującym luminescencję) jest z kolei bardzo silne światło. Metoda OSL daje możliwość ponownego odczytu, ponieważ światło, które wyzwala energię działa punktowo, a nie na całej powierzchni spieku.
