Назначение
Комплексы спектрометрические СКС-07П «Кондор» предназначены для:
- измерения абсолютной, удельной и объемной активности в пробах и объектах по альфа-, бета-, гамма- и рентгеновскому излучениям;
- измерения энергетического распределения ионизирующих излучений;
- идентификации радионуклидов по альфа-, бета-, гамма- и рентгеновскому излучениям;
- определения радионуклидного состава анализируемой пробы;
- оценки степени обогащения урана и изотопного состава плутония в геометрии, отличной от точечной;
- автоматизированной обработки результатов измерения, их анализа, хранения и вывода информации.
Описание
Комплекс спектрометрический СКС-07П «Кондор» (далее - комплекс) представляет собой измерительное устройство, состоящее из набора измерительных трактов альфа-, бета-, гамма- и рентгеновского излучения. В состав комплекса могут входить следующий тракты:
- полупроводниковый гамма-тракт, состоящий из полупроводникового блока детектирования гамма-излучения с кристаллом из особо чистого германия (ОЧГ), различных моделей и исполнений, или с кристаллом CdZnTe (CdTe), процессора импульсных сигналов SBS или иного многоканального амплитудного анализатора, низкофоновой защиты (коллиматор);
- сцинтилляционный гамма-тракт, состоящий из сцинтилляционного детектора гамма-излучения типа БДЕГ, процессора импульсных сигналов типа SBS или иного многоканального амплитудного анализатора, низкофоновой защиты или коллиматора;
- полупроводниковый альфа-тракт, состоящий из полупроводникового альфа-детектора, вакуумной камеры, процессора импульсных сигналов SBS или иного многоканального амплитудного анализатора;
- сцинтилляционный бета-тракт, состоящий из сцинтилляционного блока
детектирования типа БДЕБ (БДЕС) или жидкостного сцинтилляционного устройства детектирования типа УДБТ (УДКС), процессора импульсных сигналовSBS или иного многоканального амплитудного анализатора, низкофоновой защиты;
- рентгеновский тракт, состоящий из полупроводникового блока детектирования рентгеновского излучения с кристаллом из особо чистого германия (ОЧГ) или на основе кристалла кремния, процессора импульсных сигналов SBS или иного многоканального амплитудного анализатора, свинцового защитного экрана или коллиматора;
- для управления комплексом используется компьютер типа IBM PC с установленным специализированным программным обеспечением.
Работа комплекса основана на принципе преобразования энергии заряженных частиц или квантов ионизирующего излучения в электрический сигнал, накопления статистики событий информационного потока (получение спектра) и извлечения информации из полученного распределения для определения параметров объекта по содержанию и активности радионуклидов.
Квант или частица излучения, взаимодействуя с материалом детектора блока детектирования, передаёт частично или полностью свою энергию детектору. С детектора снимается сигнал, пропорциональный поглощенной энергии.
Сигнал с выхода блока детектирования подаётся на вход процессора импульсных сигналов SBS или иного многоканального амплитудного анализатора, в котором он усиливается, формируется специальным образом для получения оптимального отношения сигнал/шум и преобразуется в цифровой код, пропорциональный поглощённой энергии.
Получаемые коды накапливаются в памяти компьютера и формируют энергетический спектр излучения - зависимость количества зарегистрированных импульсов от энергии излучения.
Программное обеспечение комплекса позволяет управлять работой комплекса, обрабатывать спектры в автоматическом и интерактивном режимах, и содержит справочник данных энергий излучения нуклидов (библиотекарь) и позволяет идентифицировать радионуклиды и определять значения их активности в исследуемых пробах и объектах.
Обработанные результаты и спектры могут сохраняться в виде файлов на устройствах долговременного хранения управляющего компьютера или распечатываться на принтере.
Комплекс может изготавливаться в лабораторном, мобильном и переносном исполнении, в зависимости от его состава, модели процессора импульсных сигналов SBS и блока детектирования и типа компьютера.
Исполнение комплекса определяется картой заказа или спецификацией к договору поставки оборудования при этом в его состав могут входить один или несколько измерительных трактов, управляющий компьютер типа IBM PC с клавиатурой и ручным манипулятором «мышь», комплект сигнальных кабелей, специализированное программное обеспечение.
Дополнительно в соответствии с картой заказа или спецификацией к договору поставки оборудования в состав комплекса могут быть включены низкофоновые защиты (коллиматоры), контрольные радионуклидные источники (ниже МЗА), измерительные сосуды и кюветы, иное вспомогательное оборудование и принадлежности, расходные материалы.
Питание комплекса осуществляется:
- от сети переменного тока частотой 5011 5Гц номинальным напряжением 220122 В, при этом потребляемая мощность при номинальном значении напряжения питания не превышает 350 ВА;
- от встроенного аккумулятора с напряжением от 11,5 до 16 В, при этом потребляемая от источника питания мощность не превышает 100 Вт.
Комплексы спектрометрические СКС-07П «Кондор» могут использоваться в качестве средств измерений в составе различных спектрометрических систем и установок (системы АСКРО (АСРК), установки паспортизации РАО, установки измерения концентрации нуклидов в различных растворах, установки по неразрушающему анализу состава вещества, и другие).
Внешний вид комплексов и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 1, 2, 3 и 4.
Рисунок 1 - Общий вид комплекса в лабораторном исполнении с жидкостным сцинтилляционным бета-трактом в комплекте с устройством детектирования, расходными материалами и механическим дозатором переменного объема.
Рисунок 2 - Общий вид комплекса в лабораторном исполнении со сцинтилляционным гамма-трактом в комплекте с низкофоновой защитой.
Рисунок 3 - Общий вид комплекса в мобильном исполнении с полупроводниковым гамма-трактом на основе азотного охлаждения с портативным сосудом Дьюара в комплекте с транспортным устройством.
Рисунок 4 - Общий вид комплекса в лабораторном исполнении с полупроводниковым гамма-трактом на основе азотного охлаждения в сосуде Дьюара (а) в комплекте с низкофоновой защитой (б).
а)
б)
Программное обеспечение
При поставке комплексы комплектуются комплектом специализированного программного обеспечения (далее - ПО), работающего под управлением операционной системы Windows XP и более поздних версий.
Автоматизированная и ручная настройка режимов работы процессора импульсных сигналов SBS или иного многоканального амплитудного анализатора комплекса, выбор измерительного тракта, энергетическая калибровка, набор спектра и измерение пробы, передача информации между спектрометрическим трактом и компьютером, накопление и сохранение спектрометрической информации в компьютере, отображение работы в режиме реального времени, организация интерфейса между оператором и оборудованием осуществляется в комплексе с помощью ПО «Эмулятор анализатора».
В зависимости от спектрометрических трактов, входящих в состав комплекса, обработка полученных энергетических спектров, определение абсолютной, удельной и объемной активности в пробах и объектах, идентификация радионуклидов, определение радионуклидного состава анализируемой пробы, создание рабочей библиотеки радионуклидов, получение протоколов с результатами измерений в комплексе осуществляется с использованием следующего ПО:
- «Гамма ППД базовая» («Gamma Basic») - для полупроводникового гамма-тракта;
- «Гамма Сц базовая» («Scint Basic») - для сцинтилляционного гамма-тракта и рентгеновского тракта;
- «Бета-анализатор» («Beta Basic») - для сцинтилляционного бета-тракта;
- «Liquid Master» - для жидкосцинтилляционного бета-тракта;
- «Alfa Basic» - для полупроводникового альфа-тракта;
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО комплексов спектрометрических СКС-07П «Кондор»
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| «Эмулятор анализатора» | «Эмулятор анализатора» | 2014_6 | F6D4ECE6F03420AAE BB73E0166C3366E | MD5_FileChecker |
| «Гамма ППД базовая» | «Gamma Basic» | 1.0 | 99C1A49D70A0529E4 0F614C42CE59021 | MD5_FileChecker |
| «Гамма Сц базовая» | «Scint Basic» | 1.0 | FAF98C9828A0B1AA ED95904D0A0C1184 | MD5_FileChecker |
| «Бета-анализатор» | «Beta Basic» | 1.1 | CA2204B05FC8B47EF BDB3533D0041B59 | MD5_FileChecker |
| «Alfa Basic» | «Alfa Basic» | 2.0 | 350C6360F924674232 A50D5D3E83E6DF | MD5_FileChecker |
| «Liquid Master» | «Liquid Master» | 1.1 | E9B855A9BD81D5C16 1608391E7E077A3 | MD5_FileChecker |
Примечание. Контрольная сумма относится к текущей версии программного обеспечения.
Уровень защиты ПО и измерительной информации комплексов от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню “средний” согласно Р 50.2.077-2014.
Совместимым с ПО «Эмулятор анализатора» является следующее программное обеспечение: «Гамма ППД профессиональная» («Gamma Pro»), «Гамма Сц профессиональная» («Scint Pro»), «FusMat», «Alfa Pro».
При комплектации комплекса совместимым программным обеспечением в сопроводительной документации должны быть указаны идентификационные данные этого ПО для последующего метрологического обслуживания.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики комплексов приведены в таблице2.
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики комплексов
спектрометрических СКС-07П «Кондор»
| Наименование характеристики, ед. измерения | Значение характеристики |
| Энергетическое разрешение: - для альфа-тракта, кэВ - для бета-тракта, % - для полупроводникового гамма-тракта, кэВ - для сцинтилляционного гамма-тракта, % - для рентгеновского тракта, эВ | от 14 до 70 от 10 до 18 от 1,75 до 2,4 от 6,0 до 12,0 от 130 до 550 |
| Диапазон регистрируемых энергий, кэВ: - для альфа-тракта - для бета-тракта с блоком детектирования на основе сцинтилляционного кристалла - для бета-тракта с блоком детектирования на основе жидкого сцинтиллятора - для полупроводникового гамма-тракта - для сцинтилляционного гамма-тракта - для рентгеновского тракта | от 4,5-103 до 7,6-103 от 50 до 3,5-103 от 5 до 3,5-103 от 50 до 3-103 от 50 до 3-103 1-100 |
| Интегральная нелинейность (предел допускаемой основной погрешности), %: - для альфа-тракта - для полупроводникового гамма-тракта - для сцинтилляционного гамма-тракта - для рентгеновского тракта | ±0,25 ±0,05 ±1,0 ±0,25 |
| Максимальная статистическая загрузка, не менее, имп/с: - при т=1 мкс - при т=2 мкс - при т=4 мкс - при т=8 мкс | 2-105 105 5-104 2,5-104 |
| Диапазон измерений активности за 1800 с, Бк: - для полупроводникового гамма-тракта - для сцинтилляционного гамма-тракта - для бета-тракта - для альфа-тракта - для рентгеновского тракта | от 100 до 106 от 100 до 106 от 100 до 5-104 от 100 до 106 от 100 до 106 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения активности за 1800 с в диапазоне активностей, указанных выше, не более, % | ±10 |
| Наименование характеристики, ед. измерения | Значение характеристики |
| Нестабильность характеристики преобразования за время непрерывной работы, % - для полупроводникового гамма-тракта - для альфа- и рентгеновского трактов -для гамма- и бета-тракта со сцинтилляционным детектором | ±0,02 ±0,2 ±2,0 |
| Время установления рабочего режима для каждого тракта, не более, мин | 30 |
| Время непрерывной работы, не менее, ч | 24 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - верхнее значение относительной влажности при +30 °С, % - атмосферное давление в диапазоне, кПа | от минус 20 до + 35 75 от 84,0 до 106,7 |
| Напряжение питания: - от сети переменного тока частотой 50*1 5 Гц, В - от встроенных аккумуляторов, В | 220tff 11,5-16 |
| Потребляемая мощность: - от сети переменного тока, не более, ВА - от аккумулятора с напряжением от 11,5 до 16 В, не более, Вт | 350 100 |
| Средний срок службы | 10 лет |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 8000 |
Метрологические характеристики комплекса - эффективность регистрации излучения(чувствительность), фон, скорость счета от контрольных источников, габаритные размеры и масса определяются для каждого измерительного тракта под условия конкретной измерительной задачи Заказчика при вводе комплекса в эксплуатацию.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом или специальным штампом.
Комплектность
В комплект поставки комплексов спектрометрических СКС-07П «Кондор» входят изделия и эксплуатационные документы, приведенные в таблице3.
Таблица 3 - Комплект поставки комплексов спектрометрических СКС-07П «Кондор»
| № | Наименование | Количество, штук |
| 1. | Персональная ЭВМ типа IBM PC | 1 |
| 2. | Альфа-тракт с набором детекторов и вакуумной камерой | |
| 3. | Бета-тракт с набором сцинтилляционных детекторов | |
| 4. | Бета-тракт с набором жидкосцинтилляционных детекторов | |
| 5. | Гамма-тракт с набором полупроводниковых детекторов | |
| № | Наименование | Количество, штук |
| 6. | Гамма-тракт с набором сцинтилляционных детекторов | |
| 7. | Рентгеновский тракт с набором детекторов | |
| 8. | Процессор импульсных сигналов SBS для каждого измерительного тракта | 1 |
| 9. | Свинцовая защита блоков детектирования | 1 |
| 10. | Комплект контрольных радионуклидных источников | 1 |
| 11. | Программное обеспечение и его описание | 1 |
| 12. | Комплект эксплуатационной документации, включающей документацию всех узлов комплексов, руководство по эксплуатации, методику поверки | 1 |
| 13. | Комплект соединительных кабелей для всех узлов | 1 |
| 14. | Вспомогательные устройства | |
Поверка
осуществляется по разделу 4 «Поверка» «Комплекс спектрометрический. Руководство по эксплуатации» АБЛК.412134.400 РЭ по методикам:
1. МИ 1798-87. Альфа-спектрометры с полупроводниковыми детекторами. Методика
поверки;
2. МИ 1916-88. Гамма-спектрометры с полупроводниковыми детекторами. Методика
поверки;
3. АБЛК.412134.400 МП2. «Комплекс спектрометрический СКС-07П. Методика поверки тракта регистрации рентгеновского излучения» (утв. ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (Центральное отделение), 01 июля 2010 г.);
4. АБЛК.412134.400 МП. «Комплекс спектрометрический СКС-07П. Методика поверки тракта регистрации гамма-излучения со сцинтилляционными детекторами» (утв. ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (Центральное отделение), 01 июля 2010 г.);
5. АБЛК.412134.400 МП1. «Комплекс спектрометрический СКС-07П «Кондор». Методика поверки тракта регистрации бета-излучения со сцинтилляционными детекторами». (утв. ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (Центральное отделение), 01 июля 2010 г.);
6. АБЛК.412134.400 МП5. «Комплекс спектрометрический СКС-07П-Б10 (Б11)». Методика поверки тракта регистрации бета - излучения с жидкосцинтилляционными детекторами». (утв. ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (Центральное отделение), 01 июля 2010 г).
Основное поверочное оборудование: Наборы эталонных 2 разряда спектрометрических источников ОСГИ 3, ОСГИ-Р, ИМН-Г и ОСАИ, аттестованные в установленном порядке.
Сведения о методах измерений
АБЛК.412134.400 РЭ. «Комплекс спектрометрический СКС-07П «Кондор». Руководство по эксплуатации».
Нормативные и технические характеристики, устанавливающие требования к комплексам спектрометрическим СКС-07П «Кондор»
| ГОСТ 27451-87 | Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия |
| ГОСТ 27173-86 | Блоки и устройства детектирования ионизирующих излучений спектрометрические. Общие технические условия |
| ГОСТ 26874-86 | Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров |
| АБЛК.412134.400 ТУ | Комплекс спектрометрический СКС-07П «Кондор». Технические условия |
