Назначение
Гамма-спектрометры универсальные погружные СЕГ-ЭКО-10 (далее спектрометры) предназначены для измерения энергетического распределения гамма-излучения, измерения объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в воде и проведения других радиационных и радиоэкологических измерений в водной среде.
Описание
Принцип действия спектрометра основан на регистрации гамма - излучения сцинтилляционным детектором. Гамма - кванты взаимодействуют с веществом сцинтиллятора ортогер-маната висмута Bi3GE4O12 (BGO). При этом их энергия преобразуется в энергию световой вспышки. Фотоэлектронный умножитель преобразует регистрируемые световые вспышки в импульсы электрического тока. Спектрометрический тракт преобразует эти импульсы в импульсы напряжения соответствующей амплитуды. Затем методами цифровой обработки принятый сигнал формируется и фильтруется с целью определения амплитуды сигнала, которая пропорциональна энергии зарегистрированного гамма - кванта. Коды измеренных амплитуд накапливаются в памяти спектрометрического тракта в виде спектра.
Спектрометр СЕГ-ЭКО-10 функционирует под управлением ЭВМ с установленным на ней специализированным программным обеспечением и подключаемой к спектрометру с помощью кабеля.
СЕГ-ЭКО-10 выполнен в виде выносного забортного устройства в герметичном исполнении.
В состав спектрометра СЕГ-ЭКО-10 входят:
- блок датчика погружного гамма спектрометра на основе;
- капсула глубоководная для проведения измерений на глубине до 1500 м;
- капсула мелководная для проведения измерений на глубине до 100 м;
- блок питания и коммутации;
- управляющий компьютер;
- кабели питания и связи.
Спектрометр СЕГ-ЭКО-10 может быть использован для решения следующих основных задач:
- измерение объёмной активности гамма-излучающих радионуклидов в воде, включая различного вида технологические емкости - бассейны, цистерны, трубопроводы и др.;
- обнаружение и идентификация в подводных объектах гамма-излучающих радиоактивных веществ;
- радиационное и радиоэкологическое обследование затопленных потенциально опасных объектов;
- радиоэкологическое обследование и мониторинг акваторий.
Возможны два способа применения спектрометра
1) Автономный, спектрометр в капсуле монтируется на внешних конструкциях глубоководного аппарата любого типа или устанавливается в точку долговременных измерений с помощью обитаемого или телеуправляемого подводного аппарата или водолазом. Кроме того, спектрометр в автономном варианте может опускаться с надводного судна на судовом тросе любого типа и проводить зондирование на глубине до 1500 метров. При этом информация записывается в блок памяти спектрометра, а питание осуществляется от встроенного в спектрометр аккумулятора. После окончания измерений гамма-спектрометр в капсуле поднимается на борт судна обеспечения и информация переписывается на компьютер для дальнейшей обработки
2) On-line с использованием бортовой аппаратуры, соединённой кабелем с блоком датчика погружного гамма-спектрометра в герметичной капсуле. При этом способе спектрометр в капсуле опускается с надводного судна в точку измерений на глубину до 100 метров на собственном глубоководном кабеле, приёмная аппаратура размещается на борту судна. Электропитание в этом варианте осуществляется от бортовой сети, а информация в реальном времени поступает по кабелю на управляющий компьютер для обработки.
Рис. 1. Фотография общего вида гамма - спектрометра СЕГ-ЭКО-10
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) универсального погружного гамма-спектрометра СЕГ-ЭКО-10 имеет структуру с разделением на внутреннюю и внешнюю часть.
Внутреннее программное обеспечение зашито в памяти контроллера УПГС и не допускает возможности изменения. Внешняя часть ПО размещается на управляющем компьютере и состоит из следующих модулей: «EKO10-SBS», «ЭКО-10.Активность» и «Link-EKO10».
Модуль «EKO10-SBS» отвечает за интерфейс с пользователем, автоматизированную и ручную настройку параметров спектрометра, автоматизированный и ручной набор спектров. Модуль «ЭКО-10. Активность» отвечает за определение радионуклидного состава и вычисление активности обнаруженных радионуклидов.
Метрологические характеристики гамма-спектрометра напрямую зависят от калибровочных коэффициентов записанных в ПО в неизменяемом виде и от настроек спектрометра, доступ к которым возможен только администратору по паролю. Оператор не имеет возможности изменять настройки спектрометра.
Идентификационные данные программного обеспечения гамма-спектрометров СЕГ-ЭКО-10 представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Программный модуль «Link-EKO10» для работы с БПГСД | Kolibri.exe | 1.6.7.0 (до версии 1.9) | 38379863bc08f152 d86af94c242c222d | MD5 |
| Программный модуль -эмулятор спектрометра «EKO10-SBS» для работы с БПГСД | eSBS.exe | 1.6.7.0 (до версии 1.9) | f85f051dff891e219 9712d6f4643af9e |
| Программный модуль «ЭКО-10. Активность» | ECO-10.exe | 1.0.0.0 (до версии 1.9) | 3432e29fd6e8985d 6ae5b50b3dd84609 |
В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок уровень защиты ПО гамма-спектрометров СЕГ-ЭКО-10 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С».
Технические характеристики
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Энергетический диапазон регистрируемого гамма-излучения, МэВ | от 0,1 до 3,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования спектрометра, % | ±1 |
| Относительное энергетическое разрешение спектрометра для гамма- излучения энергии 0,662 МэВ радионуклида 137Cs, %, не более | 12 |
| Чувствительность спектрометра при регистрации в воздухе гамма-излучения источника типа ОСГИ-3-2 радионуклида 137Cs, расположенного на оси симметрии на расстоянии 20 см от торца детектора по пику полного поглощения, с-1 •Бк-1 | (1,0 ± 0,2)-10-3 |
| Чувствительность спектрометра при измерении объемной активности радионуклида 137Cs в водной среде по пику полного поглощения гамма-излучения энергии 0,662 МэВ, с-1-Бк-1-м3 | (3,8±0,76)- 10-4 |
| Диапазон измерений объемной активности радионуклида 137Cs в водной среде при времени измерения 1000 с, Бк/м3 | от 5-102 до 3-107 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемной активности радионуклида 137Cs в водной среде, % | ±30 |
| Максимальная входная статистическая загрузка гамма-спектрометра (при изменении статистической загрузки от 1-103 с-1 до 5-104 с-1 относительное смещение положения центроиды пика полного поглощения гамма-излучения энергии 0,662 МэВ радионуклида 137Cs - не более 1%, а относительное изменение разрешения для гамма-излучения энергии 0,662 МэВ радионуклида 137Cs - не более 15%), с-1 | 5*104 |
| Нестабильность показаний спектрометра (нестабильность характеристики преобразования) в течение 70 ч непрерывной работы, %, не более | 2 |
| Мощность, потребляемая от сети переменного тока при номинальном напряжении 220 В, 1В А, не более | 10 |
| Масса блока детектирования спектрометра в герметичной капсуле, кг, не более | 8 |
| Габаритные размеры блока детектирования спектрометра в герметичной капсуле, мм, не более: - диаметр - длина | 113 468 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре 30 °С, % блок датчика спектрометра в капсуле, блок питания и коммутации | от минус 2 до 30 до 100 до 98 |
| Спектрометр устойчив к воздействию температуры в диапазоне от минус 2 °C до 30 °C. | |
| Рабочая глубина, м | 1500 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности 0,9), ч | 10000 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации гамма - спектрометра СЕГ-ЭКО-10 методом компьютерной графики.
Комплектность
Комплект поставки спектрометров приведен в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Блок датчика погружного | ИМЯН.412131.604.02.00СБ | 1 | |
| гамма-спектрометра Капсула глубоководная | ИМЯН.301126.604.01.00СБ | 1 | |
| Капсула мелководная | ИМЯН.301126.604.07.00СБ | 1 | |
| Блок питания и коммутации | ИМЯН.468364.604.03.00СБ | 1 | |
| Комплект принадлежностей: - Вьюшка кабельная с токоприемником ВКТ-150 - Кабель глубоководный | ИМЯН.412131.604.00.00 ИМЯН.685661.60.404.00СБ | 1 1 | 100 м |
| - Кабель связи USB2.0 AMAM | ИМЯН.412131.604.00.00В0 | 1 | 3 м |
| - Кабель питания | ИМЯН.685661.604.05.00СБ | 1 | 3 м |
| - Кабель палубный | ИМЯН.685661.604.06.00СБ | 1 | 50 м |
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| - Кабель настройки | ИМЯН.685661.604.08.00СБ | 1 | 2 м |
| Руководство по эксплуатации | ИМЯН.412131.604.00.00РЭ | 1 экз. | |
| Управляющий компьютер: Программное обеспечение Тара ЗИП | ИМЯН.412131.604.00.00ВО ИМЯН. 412131.604.00.00ПО | 1 1 компл. 1 компл. 1 компл. | |
Поверка
осуществляется по документу ИМЯН.412131.604.00.00Д «Универсальный погружной гамма-спектрометр СЕГ-ЭКО-10. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» в октябре 2013 г.
При поверке применяются источники фотонного излучения спектрометрические эталонные типа ОСГИ-3 № г/р 46383-11 активностью от 104 до 105 Бк, аттестованные с погрешностью не более ± 4 %.
Сведения о методах измерений
Методики измерений изложены в документе ИМЯН.412131.604.00.00 РЭ «Универсальный погружной гамма-спектрометр СЕГ-ЭКО-10. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 4.59-79 «Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей ».
2. ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия».
3. ГОСТ 26874-86 «Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров».
4. ГОСТ 8.033-96 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников»
5. ИМЯН.412131.604.00.00 ТУ «Универсальный погружной гамма-спектрометр СЕГ-ЭКО-10.
Технические условия»
Рекомендации к применению
- при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;
- при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
- при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.
