قياس الجرعات التشغيلية

إن أجهزة قياس الجرعات النشطة هي أجهزة إلكترونية متقدمة مصممة لقياس التعرض للإشعاع المؤين في الوقت الفعلي. وخلافاً لمقاييس الجرعات السلبية، التي تتطلب تحليلاً بعد وقوعها، فإن مقاييس الجرعات النشطة تعرض باستمرار معدل الجرعة والجرعة التراكمية، مما يوفر تغذية مرتدة فورية للمستخدمين. وهذه القدرة تجعلها ضرورية في البيئات التي تكون فيها الاستجابة والمراقبة الفورية للجرعة أمرًا بالغ الأهمية.

تُستخدم مقاييس الجرعات النشطة بشكل خاص في البيئات عالية الخطورة مثل محطات الطاقة النووية وأقسام الأشعة الطبية والطب النووي والاستجابة للطوارئ الإشعاعية. كما أنها تستخدم على نطاق واسع فيالتصوير الصناعي والمختبرات البحثية والتطبيقات الدفاعية، حيث يمكن أن تختلف مستويات الإشعاع بسرعة.

وتكشف هذه الأجهزة بشكل عام عن أشعة غاما والأشعة السينية، كما تقيس بعض الطرز أيضاً إشعاع بيتا. وغالباً ما تشتمل هذه الأجهزة على إنذارات مسموعة ومرئية تنطلق عند الوصول إلى عتبة جرعة محددة مسبقاً، مما يتيح اتخاذ إجراء فوري. تشمل النماذج الأكثر شيوعاً ما يلي مقاييس الجرعات الشخصية الإلكترونية (EPD) ومقاييس جرعات التخزين الأيوني المباشر (DIS)، القادرة على توفير كل من المعدل اللحظي والجرعة التراكمية.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمقياس الجرعات النشط في قدرته على تحسين الحماية من الإشعاع في الوقت الحقيقي. ومن خلال الإشارة إلى أي ارتفاع في مستويات الإشعاع، فإنه يمكّن المشغلين من التصرف بسرعة: الإخلاء أو الاحتماء أو تعديل الإجراءات. وتساعد هذه الاستجابة أيضًا على تحسين سير العمل، لا سيما في البيئات الطبية والصناعية، مع الامتثال لمبدأ ALARA (أقل ما يمكن تحقيقه بشكل معقول).

وتشمل المزايا الأخرى لمقاييس الجرعات النشطة تسجيل البيانات والاتصال اللاسلكي للرصد المركزي والتكامل مع برمجيات إدارة الحماية من الإشعاع. وهذه الميزات مثالية للرصد المستمر في المواقع المعقدة، مما يسهل عمل مسؤولي الحماية من الإشعاع.

وعلى الرغم من أنها أكثر تكلفة وتتطلب صيانة منتظمة (المعايرة والبطارية)، إلا أن دقتها واستجابتها وقدراتها على الاتصال تجعل من أجهزة قياس الجرعات النشطة أداة لا غنى عنها في برامج الرصد الإشعاعي الحديثة.

مقاييس الجرعات السلبية هي أجهزة أساسية لقياس التعرض للإشعاع المؤين في البيئات المهنية. وعلى عكس أجهزة قياس الجرعات النشطة، فهي لا تحتاج إلى مصدر طاقة خارجي، مما يجعلها حلاً موثوقاً وقائماً بذاته لقياس الجرعات الشخصية.

وتكشف هذه الأجهزة عن أنواع مختلفة من الإشعاع - أشعة غاما والأشعة السينية وبيتا - وتستخدم على نطاق واسع في المؤسسات الصحية والمرافق النووية والمواقع الصناعية. ومن بين الأنواع الأكثر استخداماً على نطاق واسع مقاييس الجرعات الحرارية (TLD ) ومقاييس الجرعات المستحثة بصرياً (OSL).

تسجل مقاييس الجرعات السلبية الجرعة التراكمية المتلقاة على مدى فترة محددة (عادةً من عدة أسابيع إلى عدة أشهر). وهذا السجل ضروري لضمان السلامة الإشعاعية ومراقبة تعرض الموظفين وضمان الامتثال للحدود التنظيمية.

تصميم بسيط، وعدم وجود صيانة ثقيلة، وتكلفة معقولة، وشكل مدمج وخفيف الوزن: هذه ليست سوى بعض المزايا التي تجعل مقاييس الجرعات السلبية مناسبة للنشر على نطاق واسع، لا سيما في القطاعات التي تتطلب مراقبة طويلة الأجل. كما أنها توفر إمكانية التتبع الدائم والقابل للتحقق، وهو أمر بالغ الأهمية للتدقيق التنظيمي والمراقبة الطبية طويلة الأجل.

باختصار، تُعد مقاييس الجرعات السلبية حلاً موثوقاً لحماية العمال المعرضين للإشعاع والحفاظ على مستوى عالٍ من الأمان في البيئات الحساسة.

على الرغم من أن أجهزة قياس الجرعات هي أدوات أساسية لرصد الإشعاع، إلا أن لها بعض القيود التي من المهم أن تكون على دراية بها من أجل اتخاذ الخيار الصحيح للمهمة التي بين يديك.

• الحساسية المحددة: بعض أنواع أجهزة قياس الجرعات غير قادرة على اكتشاف أنواع معينة من الإشعاع، مثل النيوترونات، والتي تتطلب أجهزة استشعار مخصصة.
• لا توجد قراءة لحظية: لا تسمح لك مقاييس الجرعات السلبية، بحكم تعريفها، بالتفاعل الفوري إذا تم تجاوز العتبة.
• الظروف البيئية: يمكن أن تؤثر عوامل مثل الرطوبة ودرجة الحرارة على دقة القياسات.
• خطر التشبع: يمكن أن يؤدي التعرض لمستويات عالية جدًا إلى زيادة تحميل مقياس الجرعات أو قراءته بشكل غير صحيح.
• الصيانة المطلوبة: تتطلب جميع مقاييس الجرعات فحوصات منتظمة، خاصةً فيما يتعلق بالمعايرة والصيانة، مما قد يكون له تأثير على تكاليف التشغيل.

تؤكد هذه القيود على أهمية اختيار مقياس الجرعات الذي يتكيف مع كل بيئة عمل وكل متطلبات تنظيمية.

تُستخدم مقاييس الجرعات في مجموعة واسعة من القطاعات لمراقبة وإدارة التعرض للإشعاع المؤين.

وفي المجال الطبي، فهي ضرورية لرصد الجرعة الإشعاعية التي يتلقاها طاقم التمريض والمرضى والزوار، مما يضمن بقاء التعرض ضمن حدود الأمان المحددة. وغالباً ما تُستخدم مقاييس الجرعات السلبية (TLD، OSL) للرصد المنتظم، في حين أن مقاييس الجرعات النشطة (EPD) هي المفضلة في الأشعة التداخلية أو الطب النووي، حيث يكون العرض في الوقت الحقيقي ضرورياً.

تعتمد محطات الطاقة النووية على مقاييس الجرعات لمراقبة التعرض المهني للعمال وضمان الامتثال للحدود الرقابية الصارمة. وتنتشر مقاييس الجرعات النشطة على نطاق واسع في الموقع لتوفير تحذير فوري إذا تم تجاوز العتبات المحددة، وتستكمل بمقاييس جرعات سلبية للأرشفة التنظيمية.

في قطاع الفضاء، تُستخدم مقاييس الجرعات لدراسة آثار الإشعاع المؤين على جسم الإنسان، لا سيما بالنسبة لرواد الفضاء المعرضين للإشعاع الكوني. وتُستخدم مقاييس الجرعات السلبية الحساسة للغاية في البعثات الطويلة، بينما تُستخدم الأجهزة النشطة للرصد أثناء الطيران.

وتستخدم فرق الحماية المدنية وفرق الاستجابة للطوارئ أيضاً مقاييس الجرعات للكشف عن التهديدات الإشعاعية والاستجابة السريعة لها، لا سيما أثناء الحوادث التي تنطوي على مواد مشعة. وفي هذه الحالات، تُفضَّل مقاييس الجرعات النشطة لقدرتها على توفير تنبيهات فورية وقياسات في الوقت الحقيقي في الميدان.

وبالإضافة إلى هذه المجالات، تُستخدم مقاييس الجرعات أيضاً في الأبحاث والتدريس والرصد البيئي ومشاريع إزالة التلوث. ويفضل استخدام مقاييس الجرعات السلبية بسبب موثوقيتها وانخفاض تكلفتها وقدرتها على قياس التعرض التراكمي على مدى فترات طويلة.

إن قدرتها على قياس وتسجيل الجرعة الإشعاعية تجعلها جزءاً أساسياً من برامج الحماية من الإشعاع، مما يضمن سلامة الناس وحماية البيئة من الآثار الضارة للإشعاع المؤين.