Основной принцип регистрации радона в воздухе с помощью электростатической камеры основан на том, что около 90% дочерних продуктов распада имеют положительный заряд. Оставшиеся 10% нейтральны или отрицательно заряжены. Если образующиеся ДПР поместить в электрическое поле, то будет наблюдаться их миграция вдоль силовых линий поля и собирание на поверхности детектирующего устройства.
Электростатическая камера представляет собой полый, чаще всего полусферический или цилиндрический сосуд. Объем электростатической камеры обычно составляет от 1 до 6 л. В камеру устанавливается детектор α-излучения. Обычно это поверхностно-барьерный полупроводниковый детектор. Между стенкой камеры и детектором создается разность потенциалов в 1 – 4 кВ так, чтобы положительно заряженные дочерние продукты распада радона двигались под действием электрического поля к детектору и оседали на его поверхности.
Радон поступает в измерительную электростатическую камеру либо путем прокачки воздуха через объем камеры, либо пассивно, путем диффузии через пористый материал (поролон), которым в этом случае окружают внешний электрод. Образующиеся при распаде радона атомы 218Po (RaA) на 90% имеют положительный заряд и собираются (за время их жизни) под действием электрического поля на поверхности α-детектора.
Альфа-частицы, образующиеся при распаде 218Po регистрируются детектором. Использование поверхностно-барьерных полупроводниковых детекторов, работающих в спектрометрическом режиме, позволяет разделить α-частицы, образующиеся при распаде 218Po и 214Po. Таким образом, существенно увеличивается экспрессность работы прибора, поскольку нет необходимости ожидать полного распада осевших на поверхность детектора дочерних продуктов распада перед началом следующего измерения. Достаточно подождать около 15-25 мин, чтобы распался находящийся на детекторе 218Po.
В последнее время в нашей стране созданы приборы, работающие на принципе электростатической камеры: РРА-01М-01 и РРА-01М-03, созданные Московским инженерно-физическим институтом. Прибор имеет предел чувствительности на уровне 20 Бк/м3 и время измерения от 20 мин. Объем рабочей камеры прибора порядка 1 л и масса прибора вместе с носимой сумкой не превышает 4 кг. В настоящее время налажен его серийный выпуск (прибор имеет сертификат Госстандарта Российской Федерации).
Приборы с электростатическими камерами могут быть эффективно использованы и для определения удельной активности радона в воде. При этом электростатическая камера включается в замкнутую систему, состоящую из барботера с исследуемой пробой, осушителя, воздуходувки и собственно измерительной камеры. При барботаже пробы большая часть растворенного в воде радона переходит в газовую фазу и определяется при помощи электростатической камеры. Уровень обнаружения радона в воде при помощи электростатических камер лежит в пределах 0,1-1 Бк/л.
Рис 5.8. Измерение скорости эксхаляции радона из почвы при помощи прибора с электростатической камерой
Приборы с электростатической камерой специальной конструкции могут быть использованы для определения скорости эксхаляции радона из почвы (рис.5.8). В этом методе определяется временная зависимость накопления радона в известном объеме измерительной камеры после установки и герметизации измерительного устройства.