Способ обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием

Использование: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием. Сущность: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием, включающем регистрацию излучения, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и при его превышении над фоном принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий. Технический результат: повышение дальности обнаружения ОЯТ, повышение скрытности и независимость применения средств обнаружения, сокращение времени поиска.

 

Изобретение относится к техническим средствам регистрации ионизирующего излучения объектов ядерных технологий (ОЯТ) и может быть использовано при поиске стационарных и мобильных ОЯТ.

ОЯТ традиционно контролируются приборами и методами радиационной разведки с использованием в качестве основного признака обнаружения - гамма-нейтронное излучение делящихся материалов. Излучение регистрируется на небольших расстояниях от объекта, например, для мобильного объекта обнаружение осуществляется на расстояниях, составляющих несколько десятков метров.

Известен «Способ дистанционного обнаружения ядерных зарядов» [Патент RU 2068571 С1, МПК 6 G01T 1/29]. Способ позволяет контролировать наличие ядерных зарядов на расстояниях в несколько метров и времени контроля, измеряемом часами. Обнаружение проводится, по сравнению доз гамма - излучения, в диапазонах от 1,5 до 2 Мэв и от 9,9 до 11,8 Мэв. При превышении установленной величины делают вывод, что в зоне обследования находятся ядерные заряды.

Недостатками способа являются малая дальность обнаружения и большое время экспозиции, что приемлемо для очень малого круга задач обнаружения неподвижных объектов, и неприемлемо для мобильных объектов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Способ обнаружения источников ионизирующего излучения (варианты)» [Патент RU 02230339 С2, G01T 1/167], заключающийся в радиолокации приземного слоя атмосферы. Локацию осуществляют электромагнитными сигналами на частотах генерации излучений образующихся свободных атомов водорода и молекул гидроксила ОН при относительной влажности приземного слоя воздуха не менее 60%. При этом, ширина линии излучения для атомарного водорода составляет не более 150 кГц, для гидроксила ОН - не более 900 кГц. Регистрацию наличия источника ионизирующего излучения осуществляют по величине поглощения сигнала. Атомы водорода и гидроксильные группы ОН поглощают кванты зондирующего электромагнитного излучения. Сигнал, отраженный от ионизованного слоя атмосферы над объектом, например, ядерной энергетики, будет отсутствовать. Тогда на экране индикатора кругового обзора радиолокационной станции (РЛС) в местах расположения источников ионизирующего излучения появляются неподвижные темные пятна.

Недостатком прототипа является наличие ограничения на физическое состояние атмосферы, которое будет выполняться не всегда. Кроме того, радиолокация на указанных фиксированных частотах исключает обнаружение, когда реализуются условия, при которых существующая электронная концентрация в окрестности объекта обеспечивает полное отражение.

Целью изобретения является повышение дальности обнаружения ОЯТ за счет использования в качестве признака обнаружения радиоизлучение, отраженное от ионизованной окрестности ОЯТ. Одновременно повышается скрытность и независимость применения средств обнаружения, снижается трудоемкость поиска и обнаружения ОЯТ, сокращается время поиска, что особенно важно при возникновении угроз ядерного терроризма.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем регистрацию отраженного излучения фиксированной частоты, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, согласно изобретению производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и, при его превышении над фоном, принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.

Новизна предлагаемого изобретения состоит во введении новых операций, использующих, в качестве основного признака обнаружения, отраженное от ионизованной окрестности ОЯТ радиоизлучение, измеряемое средствами обнаружения, как нового признака обнаружения, значительно увеличивающего дальность обнаружения и возможности обнаружения.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Анализ известных технических решений в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод о том, что по отдельности составляющие рассматриваемого способа известны. Однако, применение их в предлагаемом способе для решения задачи обнаружения объектов, принадлежащих к ОЯТ, придает этому способу в целом новые свойства. Рассматриваемый способ также обеспечивает повышение скрытности и независимости применения средств обнаружения, снижается трудоемкость поиска и обнаружения ОЯТ, сокращается время поиска, что особенно важно при возникновении угроз ядерного терроризма.

Таким образом, изобретение имеет «изобретательский уровень», так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня развития науки и техники.

Изобретение может быть использовано в области промышленности, связанной с созданием технических средств обнаружения ОЯТ, в охранно-сигнализационных системах для не интрузивного дистанционного контроля наличия радиоактивных материалов, для дистанционного контроля радиоактивных выбросов, загрязнений и слежения за их распространением, а также при перевозке нового и отработанного горючего для ядерных реакторов.

Таким образом, изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Способ обнаружения ОЯТ радиозондированием включает следующие операции:

- радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта;

- фиксацию техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования;

- измерение величины отраженного сигнала;

- определение максимального значения отраженного сигнала от частоты;

- определение превышения отраженного сигнала над фоном;

- принятие решения о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.

Способ обнаружения ОЯТ радиозондированием работает следующим образом.

Радиоактивные излучения делящихся материалов, наряду с традиционными признаками обнаружения, обусловленными регистрацией гамма и нейтронных потоков, создают и другие поля, которые могут обнаруживаться существующими или, при необходимости, специально созданными техническими средствами. Нетрадиционным информативным признаком наличия в зоне контроля источника радиоактивности может быть повышенная степень ионизации воздуха в окрестности объекта.

Регистрация наличия такого повышения или его изменения во времени и будет являться информативным признаком, указывающим на наличие радиоактивного источника внутри контролируемого объекта. Причем, рассматриваемый признак обнаружения может однозначно трактоваться наличием ОЯТ.

Перевозка или размещение открытых образцов делящихся материалов, за исключением радиоактивных загрязнений, вряд ли возможна. Перевозка радиоактивных источников проводится в контейнерах, причем само изделие находится в конструкции, близкой к герметичной, из металла или других плотных конструкционных материалов. Такая компоновка защищает от выхода материалов из изделия, попадания влаги внутрь конструкции, коррозии и, одновременно, поглощает радиоактивные α и β - излучения. За пределы изделия или контейнера, в котором оно находится, выходит гамма-нейтронное излучение, представляющее интерес для оценки ионизационной картины в окрестности ОЯТ.

Гамма-нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью и распространяется от источника на расстояния, превышающие сотни метров. В силу этой особенности образование ионных пар будет иметь распределение, имеющее максимальное значение на расстоянии Rmax от источника с последующим уменьшением. Величина Rmax и максимальная концентрация ионных пар или ионизации ne будет зависеть как от мощности источника ионизирующих излучений, так и от величины начальной энергии вылетающих γ-квантов и нейтронов.

Проблемой распространения нейтронов, как в однородной, так и в неоднородной средах, занимаются давно. Она изучена достаточно хорошо и представлена, например, для однородной среды в работе [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973].

Пространственное распределение плотности потока нейтронов Ф часто аппроксимируют зависимостью вида [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973]

где С(Е), λ(E) - константы для данного спектрального распределения источника;

Е - начальная энергия нейтрона;

R - расстояние от источника.

Коэффициент вместо кажущегося , соответствующего обычному пространственному расхождению, оказывается более приемлемым, особенно для небольших R.

На длине свободного пробега нейтроны претерпевают рассеяние и поглощение, причем макроскопическое сечение рассеяния значительно больше, чем поглощения. Поэтому длина пробега определяется, в основном, длиной рассеяния. Поскольку поглощение нейтронов для многих сред, в том числе и для воздуха, описывается законом , где V - скорость нейтрона, то поглощение нейтронов происходит, в основном, при малых «тепловых» скоростях.

Поглощаясь ядрами среды, нейтроны обеспечивают выход ионизирующего гамма-излучения. Аналитическое описание нейтронных сечений и длин пробега в воздухе приводится, например, в работе [Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике. М., Наука, 1977].

Пространственное распределение нейтронов точечного источника вблизи раздела двух сред существенно отличается от распределения в бесконечной среде. Это, в основном, связано с различием в плотности сред (~1000). Следовательно, длина пробега нейтронов будет сильно отличаться на близких расстояниях, так как за счет отражения наблюдается увеличение плотности нейтронов. Однако с ростом расстояния и падением скорости нейтронов происходит их поглощение и плотность потока падает. Аналогично при повышении положения детектора над землей ее влияние уменьшается и распределение приближается к распределению в бесконечной воздушной среде. Таким образом, на расстояниях, превышающих длину рассеяния, плотность распределения нейтронов будет близкой, а, следовательно, радиационные картины поглощения и ионизации будут близкими.

Длина пробега нейтрона L в воздушной среде может быть описана выражением [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973.]

где Е - начальная энергия нейтрона в электрон-вольтах;

L - длина пробега нейтрона в метрах.

В работе [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973.] показано, что вклады захватов промежуточных и тепловых нейтронов сравнимы до расстояний ~400 м. На больших расстояниях основным процессом является захват тепловых нейтронов.

Происходящие захваты нейтронов сопровождаются образованием гамма-излучения, которое, в свою очередь, вызывает различные вторичные эффекты (ионизацию, свечение воздуха, ток комптоновских электронов, генерирующих электромагнитные поля, и др.).

Число гамма-квантов , образующихся в единицу времени в окрестности точки , где - радиус вектор с началом в источнике нейтронного излучения, в результате радиационного захвата для воздушной среды будет определяться выражением [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973.]

где nγ - средний выход гамма - квантов на один радиационный захват;

- сечение радиационного захвата при скорости нейтрона V0;

- полное макросечение взаимодействия нейтрона при скорости v0;

τ - возраст нейтрона.

Средняя энергия гамма-излучения, образующегося при захвате нейтронов с энергией Е<4 Мэв, равна МэВ [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973].

Таким образом, на расстоянии каждый нейтрон, вышедший из источника, за счет гамма-излучения образует более 104 электронов.

Вторым фактором, оказывающим влияние на ионизацию воздуха, является мгновенное и запаздывающее гамма-излучение, сопровождающее распад делящихся материалов. Основным процессом взаимодействия гамма-излучения с веществом является рассеяние, при котором выбиваются электроны из атомов и происходит ионизация.

В результате многократного рассеяния происходит накопление гамма-квантов в низкоэнергетической области. Для гамма-квантов с энергией порядка 200 КэВ перенос излучения приближается к диффузному [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973].

Обычно при проведении расчетов область распространения гамма-излучения разбивается на три составные части.

1) µR=0,5÷1, слабое накопление рассеянных квантов; пространственное распределение ~1/R;

2) µR=1÷8, пространственное распределение имеет сложную зависимость от R и начальной энергии источника;

3) µR>8, характеризуется большим накоплением рассеянных квантов,

где µ - линейный коэффициент ослабления излучения.

Поскольку для воздуха µ<2,0·10-4 см-1 [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973.], то первая часть находится в диапазоне от 25 до 50 м, а третья - более 400 м. Оценки сделаны для малоэнергетичного диапазона энергий порядка 100 кэВ. С ростом энергии величина µ уменьшается, приводя к увеличению верхней границы указанных составных частей.

Ослабление интенсивностей гамма-лучей в веществе при условии, что пучок по энергиям очень узок, может оцениваться из выражения [Климанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. М., 1973.]:

где I0 - начальное значение интенсивности гамма - излучения на границе составных частей 1, 2, 3.

Величина µ является суммой коэффициентов ослабления

где µf, µc, µp - соответственно коэффициенты ослабления обусловлены фотоэффектом (энергии 10-2÷10-1 МэВ),

µc - комптон-эффект (энергия 1÷10 МэВ) и µp - образованием электронно-позитронных пар (энергия более 10 МэВ).

На каждом из этих диапазонов интенсивность гамма-лучей рассчитывается с учетом соответствующего коэффициента ослабления, которые имеются в соответствующих справочниках, например, в [Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике. М., Наука, 1977.].

Расчет ослабления интенсивности гамма-лучей в соответствующем диапазоне позволяет определить количество образовавшихся электронов за счет ионизирующего гамма-излучения, поскольку на образование одной пары ионов расходуется энергии около 33 эВ [Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике. М., Наука, 1977.].

Приведенные зависимости могут быть использованы для проведения оценочных результатов по определению степени ионизации воздушной среды при совместном воздействии гамма-нейтронного излучения.

Более точные методики и соответствующие программы расчетов существуют в большом количестве для получения более тонких результатов, объясняющих воздействие на электронную аппаратуру и систему управления.

Получение средней величины электронной концентрации среды может быть осуществлено путем оценки границ распространения гамма-нейтронного излучения и общего количества энергии, выделяемой источником, идущей на ионизацию.

Следует отметить, что нейтронная составляющая ионизации может иметь максимум, а для составляющей от гамма-излучения, согласно (6) таких неярко выраженных максимумов будет три - по числу слагаемых выражения (5).

Однако эти максимумы будут строго определенными для монохроматического излучения, а в случае широких пучков гамма-квантов, характерных для делящихся материалов, происходит размытие максимумов по координате.

Зондирование радиоволнами окрестности размещения источников ионизирующих излучений позволяет обнаружить изменение электронной концентрации и определить ее значение по отраженным сигналам от возникающих неоднородностей. При этом длина волны зондирующего излучения должна быть близкой к критической, для которой реализуется полное отражение, аналогичное отражению от ионосферных слоев. Электронная концентрация может быть рассчитана при наличии исходных данных, соответствующих излучениям реальных источников, или получена экспериментально путем проведения измерений на реальных объектах.

При зондировании окрестности источника радиоактивных излучений, отраженный сигнал возвращается назад через время ∆tгр, причем место возвращения - величина R при этом не определяется. Однако точкой возврата является условия равенства нулю диэлектрической проницаемости ε, то есть

Значение действующей величины дальности возврата излучения Rg определяется выражением [Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. Физматгиз, М., 1960.]

;

где N(r) - концентрация электронов в точке r;

ω - циклическая частота сигнала;

r - радиус-вектор;

m1, e - масса и заряд электрона;

Ru(ω) - истинное расстояние до точки возврата.

Уравнение (7) может быть решено относительно Ru(ω). Знание истинного значения Ru(ω) позволяет найти электронную концентрацию из второй формулы выражения (7), так как ε(Ru)=0 согласно (6).

При наклонном падении радиоволны на ионизованную область отражение происходит при частотах, более высоких, чем при нормальном падении.

Критическая частота отражения при наклонном падении fк,н определяется выражением

где fн - критическая частота отражения при нормальном падении;

θ0 - угол между нормалью к зондируемому слою и направлением

распространения сигнала.

Из (8) видно, что fк,н может достаточно сильно отличаться, то есть при небольших концентрациях электронов в окрестности объекта контроля можно использовать высокочастотную аппаратуру для зондирования. При этом fк,н, согласно (8) и (7) может быть выше на порядок и больше, так как критическая концентрация электронов в районе объекта пропорциональна квадрату частоты.

Полное отражение сигнала от слоя, как было показано выше, зависит от концентрации электронов, формы и толщины слоя и угла падения излучения на слой. Этими же параметрами определяется и коэффициент частичного отражения Rотр.

Отражение от толстого слоя, условие которого определяется выражением

где Zm - толщина слоя;

λk - критическая длина волны. Коэффициенты пропускания Dпр и отражения связаны соотношением [Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. Физматгиз, М., 1960].

где ∆f=fк-f и f - частота падающего излучения;

с - скорость света.

Для выполнения (10) должно быть ∆f/fк<<1.

Для зон контроля с радиусом порядка нескольких сотен метров условие (9) выполняется и коэффициенты отражения, и поглощения могут рассчитываться по формуле (10).

Для других условий, когда ∆f/fк>1 или близко к единице расчетные формулы приведены в работе [Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. Физматгиз, М., 1960]. При этом параметр, учитывающий электронную концентрацию, является определяющим, а формулы пригодны для инженерных расчетов.

Величина электронной концентрации, при которой происходит полное отражение зондируемого радиосигнала, может достигаться для сравнительно мощных источников радиоактивных излучений.

В частности, для нижней границы УКВ-диапазона (30 МГц) электронная концентрация согласно выражениям (7) должна быть порядка 107 эл/см.

Для сигнала с длиной волны в 100 м (3 МГц) соответствующая электронная концентрация должна быть порядка 105 эл/см3, а для 1000 м (30 кГц) - 103 эл/см3. Эти величины могут реализоваться для обычных ОЯТ. Причем контейнеры, а также стенки вагонов не в состоянии существенно задержать проникающих излучений и повлиять на электронную концентрацию окрестности ОЯТ. При наклонном зондировании, как было показано выше, критическая частота отражения будет выше, что позволяет сделать предположение о возможности обнаружения даже средствами СИЧ диапазона.

При реализации предлагаемого изобретения оператор выбирает объект контроля, включает приемо-передающее устройство, измеряет фоновое значение радиосигналов в рабочем диапазоне частот, производит радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксирует техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряет его величину, определяет максимальное значение от частоты и при его превышении над фоном принимает решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.

Положительный эффект от использования изобретения состоит в:

- увеличении дальности обнаружения ОЯТ за счет использования в качестве основного признака обнаружение радиоизлучение, отраженное от ионизированного облака окрестности ОЯТ;

- повышении скрытности применения технических средств;

- обеспечении оперативности поиска и обнаружения ОЯТ;

- снижении уровня угрозы ядерного терроризма.

Предлагаемый способ обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием можно реализовать при помощи существующих или специально разработанных отечественных переносных радиолокационных средств типа РЛС СБР 1Л111, РЛС 1Л120. Следует отметить, что определение максимума отраженного сигнала от частоты позволяет рассчитать уровень электронной концентрации, что обеспечивает потенциальную возможность оценки количества делящихся материалов в районе наблюдения.

Способ обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием, включающий регистрацию излучения, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, отличающийся тем, что производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и, при его превышении над фоном, принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам диагностики нейродегенеративных заболеваний. Установка содержит модуль получения изображений, получающий визуальные данные о состоянии головного мозга пациента, и анализатор изображений, выполненный с возможностью определения на основании визуальных данных с использованием вероятностной маски для определения исследуемых областей на изображении, заданном визуальными данными, количественного показателя, указывающего на степень развития нейродегенеративной болезни мозга пациента.

Изобретение относится к детектору излучений и способу изготовления детектора излучений. Детектор излучений (10), содержащий массив пикселей (1), в котором каждый пиксель (1) содержит конверсионный слой из полупроводникового материала (4) для преобразования падающего излучения в электрические сигналы и в котором каждый пиксель (1) окружен канавкой (3), которая, по меньшей мере, частично заполнена барьерным материалом, который поглощает, по меньшей мере, часть фотонов, генерируемых падающим излучением, причем коэффициент заполнения канавки (3) барьерным материалом программируемо изменяется поперек детектора (10).

Изобретение относится к области техники детекторов излучения и, в частности, к детектору излучения, который содержит сцинтиллятор. .

Изобретение относится к устройству получения рентгеновских изображений и способу получения рентгеновских изображений. .

Изобретение относится к области регистрации радиоактивного излучения в присутствии интенсивного мешающего излучения. .

Изобретение относится к области обеспечения защиты войск, действующих в условиях воздействия радиационных поражающих факторов. .

Изобретение относится к области измерений параметров пучков заряженных частиц в ускорительной технике. .

Изобретение относится к детектору излучения (200), в частности детектору рентгеновского излучения, который содержит, по меньшей мере, один чувствительный слой (212) для конверсии падающих фотонов (X) в электрические сигналы.

Изобретение относится к системе визуализации, способу визуализации и компьютерной программе для визуализации объекта. .

Изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET), в частности к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PHT. .

Изобретение относится к комбинации отсеивающего растра, катода и держателя для детектора фотонов, используемого при получении изображений в спектральной компьютерной томографии. Детектор фотонов содержит катод, имеющий, по меньшей мере, одну проходящую наружу пластину и, по меньшей мере, одну пластину основания, подложку, имеющую, по меньшей мере, один анод, и материал преобразователя, например теллурид кадмия-цинка (CZT) или теллурид кадмия. По меньшей мере, одна проходящая наружу пластина катода может проходить выше других элементов детектора, чтобы служить в качестве отсеивающего растра для детектора. Кроме того, по меньшей мере, одна проходящая наружу пластина катода может проходить ниже других элементов детектора и быть прикрепленной к упомянутой, по меньшей мере, одной пластине основания детектора. Материал преобразователя может быть прикреплен, по меньшей мере, к одной стороне упомянутой, по меньшей мере, одной проходящей наружу пластины катода. Технический результат - повышение устойчивости конструкции системы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для формирования рентгеновского изображения. Сущность заключается в том, что устройство формирования рентгеновского изображения содержит разделяющий элемент, выполненный с возможностью пространственного разделения рентгеновского излучения, излучаемого из источника рентгеновского излучения, сцинтиллятор, выполненный с возможностью излучения света, когда разделенный пучок рентгеновского излучения, разделенный на разделяющем элементе, падает на сцинтиллятор, блок ограничения светопропускания, выполненный с возможностью ограничения степени пропускания света, излучаемого сцинтиллятором, и множество световых детекторов, каждый из которых выполнен с возможностью детектирования количества света, прошедшего через блок ограничения светопропускания, причем блок ограничения светопропускания выполнен так, что интенсивность света, детектируемая на каждом из световых детекторов, изменяется в соответствии с изменением позиции падения пучка рентгеновского излучения. Технический результат: обеспечение возможности получения дифференциального фазоконтрастного изображения объекта без использования экранирующей маски для рентгеновского излучения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области проведения испытаний дозиметрических приборов по определению энергетической зависимости чувствительности при измерениях мощности дозы (дозы) гамма-излучения. Для получения гамма-излучения с энергиями в актуальном диапазоне величин предложено использовать комптоновское рассеяние на металлическом экране узкого пучка моноэнергетических гамма-квантов одного радионуклидного источника. Наибольший выход рассеянных гамма-квантов в области низких энергий достигается за счет использования экрана из легких металлов. Получение пучка, содержащего гамма-кванты практически одинаковой энергии, отличной от энергии первичного излучения, осуществляется за счет применения коллиматора. Изменение энергии гамма-квантов в пучке достигается за счет изменения положения коллиматора относительно рассеивающего экрана. При проведении измерений осуществляется аттестация контрольных точек как по энергиям гамма-излучения с использованием спектрометра, так и по мощности дозы с использованием образцового измерителя мощности дозы гамма-излучения. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения энергетической зависимости чувствительности и снизить стоимость необходимого для проведения испытаний оборудования и материалов. Следствием этого является повышение достоверности результатов контроля радиационной обстановки и обоснованности принимаемых решений по обеспечению радиационной безопасности. 3 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам определения положения и интенсивности пучка заряженных частиц. Устройство для мониторинга параметров пучка ионов содержит сцинтиллятор, установленный перпендикулярно направлению пучка ионов, фотоприемники, расположенные равномерно по периметру сцинтиллятора, схему регистрации и обработки сигналов с фотоприемников, при этом сцинтиллятор выполнен в виде дискообразной светонепроницаемой камеры, а фотоприемники установлены в отверстиях, выполненных в ее боковой стенке, и снабжены светофильтрами, прозрачными для инфракрасного излучения, при этом сцинтиллятор вместе с фотоприемниками заключен в герметичную оболочку с отверстиями для впуска и выпуска сцинтиллирующего газа. Технический результат - повышение точности определения координат пучка и быстродействие системы мониторинга. 1 ил.

Изобретение относится к области визуализации и, в частности, к корректировке рассеяния фотонов во времяпролетных позитронно-эмиссионных томографах (PET). Сущность изобретения заключается в том, что способ корректировки данных времяпролетной визуализации PET, приобретенных детекторами фотонов в томографе (200) PET, чтобы учитывать рассеяние фотонов, где поле зрения (230) томографа (200) PET делится на базисные функции (232) и выявляется одна или несколько точек (S) рассеяния, чтобы применить имитационную модель рассеяния, причем способ содержит этапы, на которых задают, для каждой точки (S) рассеяния фотона, траекторию (ASB) рассеяния, соединяющую точку (S) рассеяния фотона по меньшей мере с одной парой детекторов (А, В) фотонов, и вычисляют вклад рассеяния в данные визуализации PET, записанные по меньшей мере одной парой детекторов (А, В) фотонов, от каждой базисной функции (232) в наборе (PS) базисных функций (р), расположенных вдоль траектории (ASB) рассеяния, и где вклад рассеяния от любой базисной функции (р) вычислен независимо от вклада рассеяния от других базисных функций (р). Технический результат - повышение качества изображения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области формирования ядерных изображений, а также находит применение при изучении поглощения совместно с формированием изображений посредством позитронно-эмиссионной томографии (PET). Система формирования ядерных изображений содержит: сканер (8), который обнаруживает излучение индикатора, загрязненного радиоизотопом, введенного в субъект, причем этот индикатор включает в себя по меньшей мере один первичный радиоизотопный компонент и один или более компонентов радиоизотопа загрязнения; процессор (28) реконструкции, который реконструирует обнаруженное излучение в представления изображения; по меньшей мере один из (1) процессора (50) коррекции поглощения, который корректирует реконструированные изображения и обнаруженное излучение в соответствии с кривой затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом, и/или (2) процессора (16), который определяет кривую затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом; и дисплей (14), который отображает по меньшей мере одно из (1) реконструированного представления изображения, скорректированного с учетом кривой затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом, и/или (2) реконструированного изображения без коррекции и кривой затухания индикатора, чтобы обеспечить возможность для диагноста скорректировать нескорректированные изображения во время анализа. Технический результат - повышение качества изображения объекта. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области детекторов. Модуль (10) детектора излучения для использования во времяпролетном позитронно-эмиссионном (TOF-PET) томографическом сканере (8) формирует триггер-сигнал, указывающий обнаруженное событие излучения. Схема синхронизации (22), включающая в себя первый аналого-цифровой преобразователь (30) времени (TDC) и второй TDC (31), конфигурируется для вывода скорректированной временной метки для обнаруженного события излучения на основе первой временной метки, определенной первым TDC (30), и второй временной метки, определенной вторым TDC (31). Первый TDC синхронизируется по первому опорному тактовому сигналу (40, 53), а второй TDC синхронизируется по второму опорному тактовому сигналу (42, 54), причем первый и второй опорные тактовые сигналы являются асинхронными. Технический результат - улучшение временного разрешения схем синхронизации. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК) и предназначено для поиска, обнаружения и локализации источников ионизирующих излучений (ИИИ) наземными или морскими мобильными комплексами РК и стационарными устройствами РК. Сущность изобретения заключается в том, что способ поиска, обнаружения и локализации (определения местоположения) ИИИ путем определения точки пересечения обнаруженных линий-направлений на ИИИ из двух различных мест с использованием устройств детектирования, снабженных экранами-поглотителями излучения, и поворотной платформы, кинематически связанной с двигателем, при этом измеряют каждым из не менее двух установленных на платформе одинаковых устройств детектирования с направленными в противоположные стороны входными окнами, образующими острый двугранный угол, средние скорости счета аддитивной суммы сигнала и фона, вычисляют разность полученных значений скоростей счета, ненулевое значение которой означает факт обнаружения ИИИ, и достигают поворотом платформы минимума этой разности, а по углу поворота платформы определяют направление на обнаруженный ИИИ. Технический результат - создание оперативного способа поиска, обнаружения и определения местоположения (локализации) ИИИ с повышенной точностью в условиях нестационарного радиационного фона. 5 ил.

Изобретение относится к средствам поиска и обнаружения источников гамма-излучения и предназначается для оснащения беспилотных летательных аппаратов. Блок детектирования гамма-излучения в составе двух счетчиков сцинтилляционных, контроллера с установленным модулем GPS, аккумуляторной батареи, при этом для связи между блоком детектирования и пультом дистанционного управления используется GSM-канал, образованный размещенным в блоке детектирования модулем GSM и установленным в пульте управления GSM-модемом, а сцинтилляторы выполнены в виде круглых прямых цилиндров с высотой больше диаметра основания, причем сцинтилляторы ориентированы основанием перпендикулярно направлению полета беспилотного летательного аппарата. Технический результат - расширение области поиска локальных источников гамма-излучения в режиме реального времени. 2 ил.

Использование: для патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества. Сущность изобретения заключается в том, что способ патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества содержит этапы: обеспечение значения фоновой радиоактивной интенсивности среды; сбор значений радиоактивной интенсивности с инспектируемой области посредством детектора во множестве точек пробоотбора на маршруте патрульной инспекции; вычисление распределения радиоактивной интенсивности в инспектируемой области на основе собранных значений радиоактивной интенсивности и значения фоновой радиоактивной интенсивности; и определение позиции радиоактивного вещества на основе распределения радиоактивной интенсивности; разделение инспектируемой области на множество подобластей. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности обнаружения радиоактивных источников излучения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием. Сущность: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием, включающем регистрацию излучения, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и при его превышении над фоном принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий. Технический результат: повышение дальности обнаружения ОЯТ, повышение скрытности и независимость применения средств обнаружения, сокращение времени поиска.

Наверх