Назначение
Гамма-бета-спектрометры МКС-АТ1315 (далее - спектрометры) предназначены для гамма-бета-спектрометрического и радиометрического анализа счетных образцов, приготовленных из проб окружающей среды, продуктов питания и биопроб с целью определения активности (удельной, объемной) содержащихся в них гамма- и бета-излучающих радионуклидов и применяются на объектах сферы обороны и безопасности, а также в промышленности.
Описание
Спектрометры представляют собой комбинированные двухдетекторные спектрометрические и радиометрические средства измерений гамма-бета-излучения.
В качестве детектора гамма-излучения используется сцинтилляционный блок детектирования гамма-излучения с кристаллом Nai (Т1) размером 0 63x63 мм.
В качестве детектора бета-излучения используется сцинтилляционный блок дез актирования бета-излучения с пластмассовым сцинтиллятором 0 128x8 мм.
Спектрометр имеет стационарную конструкцию и построен по блочно-модульному принципу.
Спектрометр состоит из:
- блока детектирования гамма-излучения (БДГ), размещаемого в блоке защиты (БЗ);
- блока детектирования бета-излучения (БДБ), размещаемого в крышке БЗ;
- блока защиты;
- блоков обработки информации (БОИ) (для гамма- и бета-трактов), состоящих из устройства обработки информации и блока питания.
Программное обеспечение позволяет осуществлять:
- управление режимами работы спектрометра;
- визуализацию накопления и обработку спектрометрической информации, включая идентификацию радионуклидов и расчет активности в автоматическом и ручном режимах;
- операции со спектром (сложение, вычитание, интегрирование, изменение масштаба, сглаживание, логарифмирование и т.п.);
- хранение и документирование данных.
Принцип действия спектрометров основан на регистрации блоками детектирования БДГ и БДБ гамма- и бета-излучения, испускаемого радионуклидами, присутствующими в счетном образце. Амплитуда импульсов от блоков детектирования, пропорциональная энергии
гамма - ( бета-) излучения, преобразуется в цифровой код, который хранится в запоминающем устройстве (ЗУ) блока обработки информации соответствующего тракта. Информация из ЗУ в реальном масштабе времени считывается персональным компьютером (ПК) в виде амплитудных спектоов импульсов.
Определение активности радионуклидов проводится путем обработки амплитудных спектров импульсов одним из двух методов:
- радиометрическим методом - для определения активности счетных образцов в предположении наличия в них только определенных нуклидов (137Cs, 90Sr и 40К). Для обработки спектров применяют метод максимального правдоподобия (МП), при этом используются эталонные спектры тех же радионуклидов, полученные путем предварительной калибровки спектрометра с использованием объемных мер активности специального назначения (ОМАСН) измеряемых радионуклидов.
- спектрометрическим методом - для определения активности гамма-излучающих нуклидов. При обработке спектров выделяют пики полного поглощения гамма-квантов (ППП) и определяют активности радионуклидов, присутствующих в счетном образце по скоростям счета импульсов в ППП с учетом абсолютных интенсивностей гамма-излучения и эффективности регистрации гамма-квантов в ППП в рабочем диапазоне энергий гамма-излучения с использованием ОМАСН.
Технические характеристики
Диапазон регистрируемых энергий, кэВ:
- гамма-излучения (с БДГ)..............................................................от 50 до 3 000;
- бета-излучения (с БДБ)...............................................................от 150 до 3500.
Число каналов аппаратурных спектров в гамма- и бета-трактах...........................от 0 до 1023.
Характеристика преобразования спектрометра с БДГ выражается функцией и = а + b • (Е - Ео) + с • (Е - Ео )2,
где п - номер канала; Е - энергия гамма-излучения, кэВ; а, Ь, с, Ео - постоянные величины. Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования и интегральная нелинейность (ИНЛ) спектрометра с БДГ в диапазоне энергий от 50 до 3000 кэВ, %..........................................................................................................................................................±1.
Относительное энергетическое разрешение спектрометра с БДГ для гамма-линии радионуклида l37Cs (Еу = 661,6 кэВ), %, не более
Максимальная входная статистическая загрузка спектрометра, с ', не менее
При превышении максимальной загрузки спектрометр выдает сигнал о перегрузке.
При изменении входной статистической загрузки от 1 • 103 до 1 • 104 с'1:
а) с БДГ:
- относительное изменение энергетического разрешения, %, не более
- относительное смещение центра пика полного поглощения радионуклида 137Cs, %, не более
б) с БДБ:
- относительное смещение центра пика конверсионных электронов радионуклида 137Cs, %, не более
Диапазоны измерений объемной (удельной) активности радионуклидов 137Cs, 40К и 90Sr (радиометрический метод) для счетных образцов плотностью 1 г/см3 соответствуют значениям таблицы 1.
Таблица 1
| Наименование и обозначение сосуда | Диапазон измерений объемной (удельной) активности радионуклидов, Бк/л (Бк/кг) |
| 137Cs | 40К | 90Sr |
| Сосуд Маринелли 1,0 л | от 2 до 1 • 105 | от 20 до 2 • 10 4 | от 20 до 3 -105 |
| Плоский сосуд 0,5 л | от 6 до 4 • 10' | от 75 до 2 ■ 10 4 | от 20 до 3 • 105 |
Сосуд 0,1 л
от 15 до 1 • 10 6
т от 170 до 2-10
Примечание. Нижняя граница диапазона приведена для времени измерений 3 ч. При этом статистическая составляющая погрешности измерений в начальной части диапазона измерений находится в пределах ±50 %.
Относительная погрешность калибровки спектрометра по эффективности регистрации гамма-
квантов в ППП в диапазоне энергий от 50 до 3000 кэВ (спектрометрический метод) и по чувствительности спектрометра при измерении объемной (удельной) активности радионуклидов l37Cs, 40К и 90Sr (радиометрический метод) при доверительной вероятности 0,95, %, не более...............................................................................................±20.
Диапазон учета плотности пробы при заводской калибровке спектрометра, г/см3...от 0,2 до 1,6.
Время установления рабочего режима, мин, не более
Параметры питания от сети переменного тока:
- напряжение, В..................................................................................220 (+22-зз);
- частота, Гц
Позребляемая мощность (без учета принтера), В-A, не более
Средняя наработка на отказ (без учета ПК), ч, не менее
Габаритные размеры и масса спектрометра и составных частей приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Устройство | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| Спектрометр в том числе: | - | 130 |
| БДГ | 098 х 378 | 3 |
| БДБ | 0138 х 325 | 3 |
| БОИ | 193 х 123 х 59 | 0,6 |
| БЗ (с установленным БДБ) | 0600 х 950 | 120 |
| Сетевой адаптер. | 130 x 62 x 52 | 0,9 |
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, °C................................................от 10 до 35;
- атмосферное давление, кПа..........................................................от 84 до 106,7;
- относительная влажность воздуха при температуре 30 °C и более низких температурах
без образования конденсата...............................................................................до 75.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на наклейки, расположенные на боковых поверхностях корпуса БДГ, БДБ, БЗ и крышке корпуса БОИ методом офсетной печати и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки входят: гамма-бета-спектрометр МКС-АТ1315, комплект принадлежностей, компакт-диск с программным обеспечением, комплект эксплуатационной документации.
Поверка
Поверка спектрометров проводится в соответствии с разделом 7 руководства по эксплуатации, согласованного начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в мае 2007 г. и входящего в комплект поставки.
Средства поверки:
- источники фотонного излучения радионуклидные закрытые спектрометрические эталонные ОСГИ-3 по ТУ 7018-001-13805076-04 (активность от 1-Ю4 до 1-Ю5 Бк, погрешность аттестации ±4 %);
- объемные радионуклидные источники специального назначения - рабочие эталоны 1-го или 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 типа ОРР или ОМАСН с изотопами l39Ce; l37Cs; 88Y; 90Sr (объемная (удельная) активность от МО3 до 2,5-104 Бк/л (Бк/кг), погрешность аттестации ±6 %);
- эталонные радионуклидные источники бета-излучения с изотопами |4С типа ОРИБИ и 9°Sr + 90у типа icq (интенсивность внешнего излучения от 1-Ю3 до 2-104 с’1, погрешность аттестации ±5 %).
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ 4.59-79 Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей.
ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия.
ГОСТ 26874-86 Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров.
ГОСТ 17209-89 Средства измерений объемной активности радионуклидов в жидкости.
Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 23923-89 Средства измерений удельной активности радионуклидов. Общие технические требования и методы испытаний.
ТУ РБ 37318323.008-99 Гамма-бета-спектрометры МКС-АТ1315. Технические условия.
Заключение
Тип гамма-бета-спектрометров МКС-АТ1315 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
