Способ электрической поверки войсковых измерителей мощности дозы гамма-излучения

Изобретение относится к метрологическому обеспечению войсковой дозиметрической аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что способ электрической поверки войсковых измерителей мощности дозы гамма-излучения, в которых в качестве детектора используется счетчик Гейгера-Мюллера, состоит в моделировании полей гамма-излучения, определении погрешности в контрольных точках, корректировке чувствительности в тех точках диапазона измерения, где погрешность превышает допустимые пределы, при этом разброс чувствительности работоспособного газоразрядного счетчика считается много меньшим допускаемой основной погрешности прибора и моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующих излучений, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора. Технический результат - исключение облучения обслуживающего персонала и повышение производительности работ. 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к метрологическому обеспечению дозиметрической аппаратуры, проводимое в целях достижения высокой достоверности выявления и контроля радиационной обстановки при измерении мощности дозы гамма-излучения войсковыми приборами радиационной разведки.

Известен метод проведения поверки измерителей мощности дозы, который требует сложного и громоздкого градуировочного оборудования, имеющего в своем составе большое количество источников ионизирующего излучения («Подвижные ремонтные мастерские «ПРХМ-1» и «ПРХМ-3» (Приказ о принятии на снабжение ГК СВ №20 от 27.06.1957 г.), «Специализированная мастерская подвижная ремонтная ПРМ-ПК» (Приказ о принятии на снабжение МО РФ №465 от 22.11.2001 г.), «Установка поверочная дозиметрическая УПД «ИНТЕР-М» (Приказ о принятии на снабжение НВ РХБЗ №38 от 08.02.2001 г.)) что, в свою очередь, делает необходимым выполнение жестких требований по обеспечению радиационной безопасности.

В связи с этим поверка измерителей мощности дозы, входящих в состав подвижных комплексов экологического мониторинга или стационарных систем контроля РО, предполагает обязательный демонтаж приборов с объектов, что требует больших затрат времени и обуславливает невозможность непрерывного контроля обстановки. Использование большого количества источников ИИ для поддержания парка приборов радиационной разведки в боеготовном состоянии требует от военного ведомства большого внимания организации строгого учета и охраны с целью недопущения их утраты и использования в террористических целях. Следует также указать на достаточно значительные экономические затраты, необходимые для проведения процедуры поверки измерителей мощности дозы.

Вместе с тем, несмотря на указанные проблемы эксплуатации и ремонта дозиметрической аппаратуры, до настоящего времени остается малоизученным вопрос проведения поверки измерителей мощности дозы без использования источников ионизирующих излучений.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в снижении экономических затрат на эксплуатацию измерителей мощности дозы исключением облучения обслуживающего персонала и повышением производительности работ.

Указанный технический результат достигается тем, что при проведении поверки измерителей мощности дозы на вход измерительной схемы прибора подается электрический сигнал, который аналогичен сигналу, возникающему в цепи детектора прибора при воздействии на него ионизирующего излучения, с последующей возможностью приведения показаний прибора в соответствие с требуемыми величинами.

Однако электрическая калибровка не позволяет полностью воспроизвести метрологические условия поверки и градуировки измерителей мощности дозы (ИМД), поскольку электрическим методом проверяется лишь измерительная часть прибора без детектора. Поэтому рассматриваемый метод применим лишь в том случае, если сам детектор с большой степенью надежности сохраняет свою чувствительность к ионизирующим источникам (ИИ) в требуемом интервале значений.

Одним из наиболее распространенных в настоящее время типов детекторов ИИ является газоразрядный счетчик.

Чувствительность любого счетчика обуславливается количеством актов ионизации внутри чувствительного объема счетчика на единицу мощности дозы гамма-излучения определенной энергии и вероятностью последующего развития лавинообразного газового разряда. Количество актов ионизации, в свою очередь, определяется объемом счетчика, материалом и толщиной стенок, а также давлением и составом газа. При этом, если у счетчика отсутствуют механические повреждения и сохранен состав газового наполнения, то, очевидно, что количество актов ионизации на единицу мощности дозы будет одинаково у всех счетчиков одного типа.

Таким образом, если счетчик работоспособен, то его чувствительность соответствует паспортному значению. Механические повреждения и разгерметизация счетчика приведут к полной потере работоспособности, что легко обнаружить по отсутствию показаний ИМД при измерении фонового излучения.

Отличие предложенного метода электрической поверки войсковой дозиметрической без использования источников ионизирующих излучений от известного заключается в том, что моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующего излучения, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора.

Внедрение в войсковую практику указанного метода позволяет достичь исключения дозовых нагрузок обслуживающего персонала, повышение производительности ремонтных мастерских и значительного снижения экономических затрат при проведении поверки измерителей мощности дозы.

Сущность изобретения поясняется гистограммами, представленными на фиг.1-4, которые были получены в результате проведения серии экспериментов. При проведении экспериментальных исследований использовалась установка, которая состояла из регулируемого источника питания для подачи высокого напряжения на газоразрядный счетчик, усилителя сигнала счетчика, пересчетного устройства и источника ионизирующего излучения, содержащего радионуклид 137Cs. Испытания проводились при различных мощностях доз, которые измеряются прибором ДП-5 на всех поддиапазонах. Источник ионизирующего излучения обеспечивал приблизительно 2000 срабатываний газоразрядного счетчика (ГС) в течение времени измерения, выбранного равным 10 секундам. Испытания проводились на 200 ГС типа СБМ-20 и 200 ГС типа СИ 3 БГ различных годов выпуска.

После проведения измерений было рассчитано отклонение чувствительности каждого ГС от оценки ее математического ожидания.

Анализ полученных данных фиг.1 и 2 показал, что различие в чувствительности ГС типа СБМ-20 не превосходит ±8%, ГС типа СИ-3 БГ ±10%.

Далее была проведена оценка зависимости чувствительности газоразрядных счетчиков к гамма-излучению от срока эксплуатации.

В ходе исследований было оценено влияние срока хранения ГС на его чувствительность. С этой целью был проведен расчет отклонения средней чувствительности ГС одного года выпуска от чувствительности, усредненной по всей совокупности различных годов выпуска.

Из полученных данных можно сделать вывод, что отклонение чувствительности ГС практически не зависит от года выпуска и носит случайный характер. Величина данной погрешности в проведенных исследованиях для ГС типа СБМ - 20 составила приблизительно ±2,2%, для ГС типа СИ-3 БГ ±2,8%.

Это позволяет утверждать, что за во время хранения и эксплуатации чувствительность счетчиков практически не изменяется.

Дальнейшие испытания были направлены на воздействие критических условий функционирования газоразрядных счетчиков с целью выяснения их надежности. Результаты испытаний представлены в таблице.

Величина погрешности при испытаниях газоразрядных счетчиков
Испытываемая характеристика Величина погрешности, %
СБМ-20 СИ-3 БГ
Зависимость чувствительности к гамма-излучению от температуры (в диапазоне от минус 60°С до плюс 80°С) ±1,5% ±2,5%
Зависимость чувствительности к гамма-излучению от вибрации (в диапазоне от 40 до 500 Гц) ±1,8% ±2,8%
Зависимость чувствительности к гамма-излучению при повышенной влажности ±1,6% ±2,4%
Зависимость чувствительности к гамма-излучению после воздействия ионизирующего излучения мощностью экспозиционной дозы 10000 Р/ч ±1,5% ±2,1%
Влияние максимально допустимого срока работы на чувствительность к гамма-излучению (наработка импульсов 1010) ±2,1% ±2,4%

Анализ результатов, полученных в исследованиях, позволяет сделать вывод о том, что если газоразрядный счетчик работоспособен при выбранном напряжении питания, то его чувствительность практически не будет отличаться от номинальной величины. При этом, поскольку в настоящее время допускаемая погрешность градуировки ИМД составляет, как правило, ±25%, то с учетом того, что различие чувствительности ГС имеет величину порядка ±10%, погрешность электрической калибровки измерительной схемы ИМД не должна превышать ±20%.

Предлагаемый подход может обеспечить более низкую суммарную погрешность градуировки прибора по сравнению с используемыми в настоящее время подходами поверки и градуировки с применением источников ионизирующих излучений.

Актуальность полученных результатов заключается в том, что исключение процедуры поверки с использованием источников ИИ позволит существенно снизить экономические затраты на эксплуатацию ИМД, а также исключит облучение обслуживающего персонала и повысит производительность работ.

Способ электрической поверки измерителей мощности дозы гамма-излучения, в которых в качестве детектора используется счетчик Гейгера-Мюллера, состоящий в моделировании полей гамма-излучения, определении погрешности в контрольных точках, корректировке чувствительности в тех точках диапазона измерения, где погрешность превышает допустимые пределы, отличающийся тем, что разброс чувствительности работоспособного газоразрядного счетчика считается много меньшим допускаемой погрешности прибора, и моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующих излучений, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам обнаружения подводных радиоактивных объектов, находящихся на больших площадях дна или погруженных в него. .

Изобретение относится к рентгенотехнике, в частности к рентгеновским приемникам, и предназначено для использования в медицинских рентгеновских установках, томографах, маммографах, а также в промышленных интроскопах с высоким пространственным разрешением.

Изобретение относится к системе обнаженных проводников и может использоваться для облучения упаковочных материалов для целей стерилизации. .

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано при проведении технологического контроля или научно-исследовательских работ, связанных с изучением кинетики взаимодействия бета-радиоактивных газов.

Изобретение относится к многослойному детектору и способу определения потока электронов. .

Изобретение относится к регистрации нейтронов и гамма-излучений, преимущественно регистрации нейтронов в системах управления и защиты (СУЗ) ядерных реакторов. .

Изобретение относится к ускорительной технике и может применяться в физике высоких энергий, ядерной физике, астрофизике для регистрации заряженных частиц при малых и больших интенсивностях.

Изобретение относится к координатным газонаполненым детекторам излучения и может быть использовано в области экспериментальной физики, молекулярной биологии, металлофизики для работ в высокоинтенсивных потоках заряженных частиц или рентгеновского излучения.

Изобретение относится к области радиационной экологии и может быть использовано для оперативной радиометрии жидких проб методом аэроионной топометрии, а также дистанционного поиска остатков ядерного топлива, например плутония, загрязняющих поверхности в результате аварий или в ходе производственных процессов

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике

Изобретение относится к ионизационным многопроволочным координатным детекторам и может быть использовано в экспериментальной ядерной физике для регистрации ядерного излучения

Изобретение относится к способу определения эффективных масс закладок делящегося вещества

Изобретение относится к координатным газонаполненным детекторам излучения и может быть использовано в области экспериментальной физики, для работ в высокоинтенсивных потоках заряженных частиц, а также в геологии, археологии, а также для радиографического контроля и томографических исследований крупномасштабных объектов

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано в установках физики элементарных частиц и в исследованиях, проводимых ядерно-физическими методами в потоках заряженных частиц или рентгеновского излучения. Способ регистрации частиц детекторами на основе дрейфовых трубок включает измерение координат заряженных частиц, отличающийся тем, что вначале регистрируют время появления сигналов t1 и t2 с двух концов дрейфовых трубок длиной L по их переднему фронту, и величину промежутка времени Δt=t1-t2 используют для определения продольной координаты точки образования лавины в них из выражения ΔL=±V×Δt/2, где V - скорость распространения волны по аноду, a ΔL - расстояние точки образования лавины от центра анода, и одновременно определяют радиальные координаты частицы в двух коррелированных по ее прохождению дрейфовых трубках измерением временных промежутков между сигналами с них по калибровочной зависимости время дрейфа - координата. Технический результат - одновременное определение радиальной и продольной координаты заряженной частицы. 2 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата содержит приемник ионов, установленный на расстоянии от контролируемой поверхности космического аппарата, спутниковый модем, устройство формирования сигнала, при этом спутниковый модем, устройство формирования сигналов и приемников ионов заключены в одном защитном корпусе, вход приемника ионов соединен с устройством формирования сигнала, выход которого соединен со входом спутникового модема, соединенного с антенной, фокусирующую сетку, прикрепленную к защитному корпусу, устройство ионизации потока газовых частиц, прикрепленное со стороны фокусирующей сетки к защитному корпусу, в защитном корпусе установлен фотоэлектронный умножитель, а на контролируемой поверхности космического аппарата установлен пьезодатчик, соединенный с помощью усилителя с устройством формирования сигнала, при этом на поверхности космического аппарата установлены измерительные антенны не менее трех штук, которые дополнительно снабжены антенными усилителями, соединенными с устройством формирования сигнала. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал, измерение которого позволяет определить уровень радиации и набранную дозу гамма-, протонных, электронных и альфа-излучений. Сенсор (чувствительный элемент) ионизирующего излучения представляет собой p-i-n структуру, выполненную по планарной технологии. Сенсор содержит высокоомную подложку кремния n-типа 1 проводимости, на лицевой (рабочей) стороне которой расположены p-области 2, 3, слой 4 (покрытие) из SiO2, алюминиевая металлизация 5, пассивирующий (защитный) слой 6. P-область 2, расположенная в центральной части подложки и занимающая большую часть площади поверхности, образует чувствительную область сенсора. По крайней мере, две p-области 3, выполненные в виде кольцеобразных элементов (охранных колец), расположены в нечувствительной области по периферии подложки вокруг центральной p-области 2 с обеспечением снижения величины поверхностного тока и плавного падения потенциала от чувствительной области к периферии прибора. В слое 4 SiO2 сформированы окна 7 для обеспечения контакта металла (алюминиевой металлизации) с p-областью; в пассивирующем слое над p-областью, расположенной в центральной части подложки, сформировано окно 8 для контактирования с p-n областью в процессе тестирования и окна 9 для присоединения выводов. На подложке со стороны, противоположной лицевой поверхности, расположен слой n-области 10 и металла 11. Технический результат - уменьшение времени измерения радиационного фона, уменьшение размеров и массы устройства, расширение диапазона регистрируемых энергий. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Эмиссионный калориметр для измерения энергии частиц представляет собой сандвич из поглотителя и активных элементов, расположенных перпендикулярно падающим частицам, при этом активные элементы состоят из двух электродов, разделенных газовым зазором около 100 мкм при атмосферном давлении, один из электродов подключен к источнику напряжения порядка 50 кВ/см, а другой электрод подключен к блоку амплитудного анализа. Технический результат - упрощение конструкции устройства, улучшение временного разрешения и повышение радиационной стойкости. 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что матричный сенсор (чувствительный элемент) ионизирующего излучения представляет собой p-i-n структуру, выполненную по планарной технологии. Сенсор содержит высокоомную подложку высокочистого БЗП кремния n-типа 1 проводимости, на лицевой (рабочей) стороне которой расположены p-области 2, 3, слой 4 (покрытие) из SiO2, алюминиевая металлизация 5, пассивирующий (защитный) слой 6. P-области 2, занимающие большую часть площади поверхности, образуют чувствительную область сенсора. При этом количество p-областей 2, образующих чувствительную область сенсора, выполнено равным 2n, где n=1÷8. По крайней мере, две p-области 3, выполненные в виде кольцеобразных элементов (охранных колец), расположены в нечувствительной области по периферии подложки вокруг сформированной p-областями 2 чувствительной области с обеспечением снижения величины поверхностного тока и плавного падения потенциала от чувствительной области к периферии прибора. В слое 4 SiO2 сформированы окна 7 для обеспечения контакта металла (алюминиевой металлизации) с p-областью; в пассивирующем слое над p-областью, расположенной в центральной части подложки, сформированы окна 8 для контактирования с p-n областями в процессе тестирования, и окна 9 для присоединения выводов. На подложке со стороны, противоположной лицевой поверхности, расположен слой n-области 10 и металла 11. Технический результат - расширение диапазона регистрируемых энергий, уменьшение габаритов и массы сенсора. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к метрологическому обеспечению войсковой дозиметрической аппаратуры

Наверх