Назначение
Комплексы гамма-спектрометрические мобильные ISO-CART (далее комплексы ISOCART) предназначены для измерения спектрального состава и интенсивности гамма-излучения, активности (удельной, объемной) гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах, а также для оценки содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения.
Описание
Каждый комплекс ISO-CART представляет собой портативный гамма-спектрометр, размещенный на специальной колесной тележке, имеющей механизм вертикального перемещения детектора излучения и поворотный механизм, позволяющие установить детектор на разной высоте от пола и под любым углом к горизонту. На тележке также размещены сменные коллиматоры и установлен портативный компьютер, однако в режиме измерения и накопления спектров возможна автономная (без компьютера) работа спектрометра.
Гамма-спектрометрический тракт комплексов ISO-CART представляет собой детектор из особо чистого германия (ОЧГ), охлаждаемый жидким азотом или соединенный с электроохладителями различных типов, блоки высоковольтного и низкого питания (как в отдельном исполнении, так и внутри корпуса детектирования), предусилитель, многоканальный цифровой анализатор (МКА).
В зависимости от конфигурации комплекса, его гамма-спектрометрический тракт может состоять из:
- Спектрометра-радиометра гамма- и рентгеновского излучения digiDART (внесён в Госреестр под №23179-08) на основе одноимённого многоканального цифрового анализатора (МКА) и портативного ОЧГ-детектора типов GEM или GMX;
- портативного ОЧГ детектора типов GEM, SGD-GEM или GMX с системой охлаждения с использованием или без использования жидкого азота.
- интегрированных гамма-спектрометров LDM и IDM, включающих в себя коаксиальный ОЧГ-детектор, электроохладитель.
Система охлаждения может состоять из переносного дьюара Gamma Gage или MOD (азотное охлаждение) или электромеханического электроохладителя типа X-Cooler-III или ICS.
Внешний вид комплекса ISO-CART представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Внешний вид комплекса ISO-CART
Комплексы ISO-CART предназначены для эксплуатации как в передвижных, так и в стационарных радиометрических лабораториях.
Принцип действия измерительной гамма-спектрометрической части комплекса ISO-CART основан на регистрации ОЧГ-детектором гамма-излучения, испускаемого радионуклидами, присутствующими в среде или образце, получении спектра амплитудного распределения и выделении в спектре пиков полного поглощения (ППП) гамма-квантов. По положению ППП в спектре определяют энергии гамма-квантов Ei (спектрометр предварительно градуируют по энергии с помощью эталонных источников гамма излучения), по значениям энергий Ei идентифицируют присутствующие радионуклиды. Определяют скорости счета импульсов в ППП. Расчет активности радионуклидов, присутствующих в образце, проводят по скоростям счета импульсов в ППП с учетом абсолютных интенсивностей гамма-излучения и эффективности регистрации гамма-квантов в ППП, которая устанавливается расчетноэкспериментальным путем с использованием предварительной калибровки спектрометра по точечным или объемным эталонным мерам активности.
Оценку содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения при наличии в них многореперных радионуклидов проводят по скоростям счета в ППП гамма-квантов путем подбора свойств ослабления излучения и геометрических параметров и введения поправок к расчетно-экспериментальным значениям эффективности регистрации таким образом, чтобы совпадали значения активности, рассчитанные для всех линий радионуклида.
Все операции, а также подготовка паспорта контейнера (упаковки), содержащего радионуклиды, в соответствии с требованиями СПОРО и других нормативных документов, производятся на персональном компьютере (ПК) с помощью соответствующего программного обеспечения (ПО).
Опломбирование комплексов ISO-CART не предусмотрено.
Программное обеспечение
ПО «A65-BW MAESTRO», поставляемое в составе комплекса ISO-CART, обеспечивает управление работой и настройку спектрометра с ПК.
ПО «A65-BW MAESTRO» обеспечивает контроль системы сбора данных, управление МКА и функции качественного анализа гамма-спектров на основе ПК. Включает систему подсказок в режиме реального времени и защиту меню оператора паролем.
ПО «A65-BW MAESTRO» работает на платформе Windows. Связь аппаратных средств МКА с системой осуществляется по по интерфейсу USB.
Идентификационные данные ПО «A65-BW MAESTRO» приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сведения о ПО «A65-BW MAESTRO»
| Идентиф икацио нное наименование ПО | Номер версии (идентификацион ный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Mca32.exe | 6.08 и выше | 20F273507074677CD1115465063 D9C3F | MD5 |
Примечание - спектрометры, выпущенные из производства до 2015 года, имеют в
составе ПО «A65-BW MAESTRO» версия не ниже 6.03.
Защита ПО «A65-BW MAESTRO» от непреднамеренных и преднамеренных изменений имеет уровень защиты «средний».
Совместимым ПО управления МКА и количественного анализа гамма-спектров являются ПО «ISOPLUS» и «ЛСРМ-СПОРО».
При комплектации базовым ПО с номером выше 6.08, а также совместимыми ПО в сопроводительной документации должны быть указаны идентификационные данные ПО для последующего метрологического обслуживания.
Технические характеристики
Технические характеристики комплекса ISO-CART определяются, в основном, типом и эффективностью применяемых детекторов излучения.
Основные метрологические и технические характеристики комплекса ISO-CART приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики спектрометров
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 Диапазон регистрируемых энергий гамма-излучения, кэВ - при использовании детекторов GEM, SGD-GEM (p-типа), детекторов в составе LDM, IDM - при использовании детекторов GMX (n-типа) | от 40 до 7000 от 3 до 7000 |
| 2 Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность), % | ±0,025 |
| 3 Энергетическое разрешение спектрометрического тракта комплекса, кэВ: - при использовании детекторов GEM, SGD-GEM (p-типа), детекторов в составе LDM, IDM - при использовании детекторов GMX (n-типа) | 1,75-2,15 (на линии 1,33 МэВ), 0,825-1,5 (на линии 122 кэВ) 1,80-2,40 (на линии 1,33 МэВ), 0,665-1,3 (на линии 5.9 кэВ) |
| 4 Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332,5 кэВ (Co-60) в пике полного поглощения, % | от 10 до 150 (50 для IDM, 40 для LDM) |
| 5 Максимальная входная статистическая загрузка, с-1 | 105 |
| 6 Число каналов анализатора | 16384/32768** |
| 7 Относительная неисключенная систематическая погрешность определения активности в счетном образце (при Р=0,95), % | ±5 |
| 8 Суммарная стандартная неопределенность при оценке содержания гамма-излучающих радионуклидов в гомогенных средах и образцах с известными свойствами поглощения гамма-излучения при уровне доверия 0,95, % | от ±5 до ±30 |
| 9 Суммарная стандартная неопределенность при оценке содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения при уровне доверия 0,95, % | от ±5 до ±75 |
| 10 Температурная нестабильность, %/°С | не более 0,0075 (при изменении температуры от минус 10 до плюс 60 °С) |
| 11 Время установления рабочего режима, мин | не более 30 (без учета времени охлаждения детектора) |
| 12 Время работы от встроенных аккумуляторов, ч, не менее | 9 |
| 13 Нестабильность за время непрерывной работы, %, не более | 0,0075 |
| 14 Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °С атмосферное давление, кПа относительная влажность воздуха, % | от минус 20 до плюс 50 (IDM) от плюс 5 до плюс 35 (X-Cooler-III или ICS) от минус 10 до плюс 60 (GEM,GMX, SGD-GEM) от 0 до 35 (LDM) 86-106,7 30-80 (до 100 для IDM) |
| 15 Питание комплекса: - многоканальный цифровой анализатор digiDART от встроенного аккумулятора типа SONY NP-960 напряжением, В от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, В •А, не более - портативный компьютер от аккумулятора напряжением, В от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, В •А, не более - портативный гамма- спектрометр IDM c планарным ОЧГ детектором 50% относительной эффективности и встроенным электроохладителем от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, В •А, не более - портативный гамма- спектрометр LDM c коаксиальным ОЧГ детектором 45% относительной эффективности и встроенным электроохладителем от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В от сети постоянного напряжения, В потребляемая мощность, В •А, не более - гамма-детекторы с внешним электроохладителем X-Cooler-Ш или ICS от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА | 7,2 от 100 до 240 15 12 от 100 до 240 15 от 100 до 240 50 от 100 до 240 10-17 30 220-32 до 500 |
| 16 Габаритные размеры и масса комплекса ISO-CART Г абаритные размеры и масса основных частей комплекса ISO-CART: | (1220x600x1010) мм не более 125 кг |
| - тележка для установки и перемещения комплекса | (1220x550x1010) мм 25 кг |
| - SHD-1 (защита из свинца с креплением детектора, коллиматор длиной 20 см, толщиной 1,6 см) - МКА digiDART - детектор GEM, SGD-GEM или GMX с дьюаром - портативный компьютер - лазерный дальномер - интегрированный гамма-спектрометр IDM с планарным ОЧГ-детектором и встроенным электроохладителем - интегрированный гамма-спектрометр LDM с коаксиальным ОЧГ детектором и встроенным электроохладителем - электроохладитель X-Cooler-III или ICS | (264x200x775) мм 17 кг (200x100x75) мм 0,9 кг с аккумулятором (300x300x590-740) мм зависит от модели дьюара и эффективности детектора 7-10 кг (300x300x50) мм 3 кг (188x70x47) мм 1 кг (473x456x229) мм 22,7 кг без защиты детектора 27,2 кг с защитой детектора 7,26 кг без защиты детектора Компрессор (320x320x280) мм 16,4 кг Хладообменник 5 кг Длина хладообменника с детектором от 59 до 65 см |
Примечание - Характеристики комплексов приведены для измерения точечного источника в штатной геометрии (на оси симметрии детектора, на расстоянии 250 мм от торцевой поверхности криостата). Измерения в рабочей геометрии выполняются по методикам измерений, аттестованным в установленном порядке.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на корпус комплекса гамма-спектрометрического мобильного ISO-CART - по технологии поставщика (ЗАО «Приборы»).
Комплектность
В комплект поставки комплексов гамма-спектрометрических мобильных ISO-CART входят оборудование и документация, приведенные в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Спектрометр-радиометр цифровой портативный digiDART в составе: - цифровой портативный многоканальный анализатор; - детектирующая система: ОЧГ детектор гамма-излучения, сосуд Дьюара, криостат или электроохладитель (вместо дьюаров и криостатов) Интегрированные спектрометры с детектором ОЧГ и электроохладителем | DigiDART GEM, IDM, SGD-GEM или GMX, CFG-PG или CFG-PMOD c индексами ...4-3 на 3 л и . .4-7 на 7 л объема заполнения жидкого азота X-Cooler-III или ICS IDM LDM | 1* 1** 1** 1** | Внесен в Госреестр СИ РФ под № 23179-08 Вместо Digidart и детектирующей системы |
| Тележка для установки и перемещения детектора | ISO-CART, Techni-CART | 1* | Включает ISO-DCC |
| Система крепления детектор-коллиматор | ISO-DCC | 1** | |
| Коллиматоры | SHD или TSP-ISO-SHLD | 1* | |
| Адаптер для наполнения детектора жидким азотом | PFB-MOD или B/PFA | 1** | В соответствии с типом Дьюара |
| Устройство заливки азота: дьюар 30 л или 50 л DWR-30 или DWR-50; пробка-вентиль WD/30 или WD/50; соединительный шланг типа TL | ISO-DEWAR | 1** | |
| Электроохладитель | X-Cooler-Ш или ICS IDM LDM | 1** 1** 1** | Вместо системы жидкоазотного охлаждения |
| Система крепления детектор-коллиматор с электроохладителем | ISO-DCC-X | 1** | Вместо системы жидкоазотного охлаждения |
| Лазерный дальномер | ISO-LASERMETER | 1** | |
| Беспроводная система передачи данных | ISO-WIRELESS | 1** | |
| Ящик для транспортировки комплекса | ISO-BOX | 1** | |
| Поворотный стол для контейнеров и бочек весом до 445 кг | ISO-TURNTABLE | 1** | |
| Базовое ПО | A65-BW Maestro | 1 | |
| Совместимое ПО | ISOPLUS ЛСРМ-СПОРО | 1** 1** | |
| Руководство по эксплуатации | | 1 | Методика поверки по МИ 1916-88 |
| Компьютер | | 1** | |
| Принтер | | 1** | |
Примечания:
*)
- количество и тип по согласованию с заказчиком;
**)
- дополнительная поставка по желанию заказчика.
Поверка
осуществляется в соответствии с МИ 1916-88 "ГСИ. Гамма-спектрометры с
полупроводниковыми детекторами. Методика поверки".
Основные средства поверки:
Спектрометрические гамма-источники 1-го разряда типа ОСГИ, активностью от 104 до 105 Бк, с погрешностью ±3 %.
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в эксплуатационной документации на комплекс ISO-CART.
Нормативные документы
1 ГОСТ 4.59-79 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 Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников.
5 Техническая документация фирмы AMETEC, США.
