Радиометры быстрых нейтронов РБН-А1

Основные
Тип РБН-А1
Срок свидетельства (Или заводской номер) 29.01.2029

Назначение

Радиометры быстрых нейтронов РБН-А1 (далее - радиометры) предназначены для измерений плотности потока быстрых нейтронов в нейтронном поле, создаваемом нейтронным генератором на основе реакции T(d,n)4He в промышленных установках и установках медицинского назначения для лучевой терапии быстрыми нейтронами.

Описание

Принцип действия устройства основан на преобразовании энергии ионизирующих излучений в электрические импульсы.

Чувствительным элементом радиометров является алмазный детектор ЦДРМ.41811.005.00 (далее - детектор), представляющий собой монокристаллическую алмазную пластину с инкорпорированными электрическими контактами. Принцип работы прибора основан на регистрации энергетического распределения альфа-частиц, образующихся в объёме чувствительного элемента детектора в результате реакции 12С(п, а)9Бе.

Конструктивно радиометры состоят из двух основных элементов - алмазного детектора ЦДРМ.41811.005.00 и комплекта аппаратуры для обработки и визуализации сигналов, поступающих от блока детектирования, включающего в себя выносной зарядочувствительный предусилитель, модуль обеспечения, спектрометрический аналого-цифровой преобразователь, компьютер и кабельные линии связи.

Чувствительный элемент детектора смонтирован в коаксиальном корпусе диаметром 17 мм и длиной 33 мм и смещен к переднему краю корпуса так, что его эффективный центр находится на оси корпуса на расстоянии 2 мм от его переднего края.

Зарядочувствительный предусилитель смонтирован в цилиндрическом металлическом корпусе диаметром 15 мм и длиной 96 мм, внутри которого размещена электронная плата. На обоих торцах корпуса смонтированы разъёмы СР50. Разъём штекер предназначен для подключения детектора, разъём вилка - для подключения кабельной линии связи, соединяющей предусилитель с модулем обеспечения.

Модуль обеспечения включает в себя источники высоковольтного и низковольтного питания, узел согласования, формирования и усиления сигналов, поступающих с детектора, вспомогательные модули, обеспечивающие режим подключения высокого напряжения, контроль наличия питающего напряжения и индикацию режимов работы. Модуль выполнен в конструктиве NIM 'А и может устанавливаться в крейт стандарта NIM или использоваться как отдельное устройство.

В качестве амплитудно-цифрового преобразователя (далее - АЦП) используется АЦП USB-8K-B1, который выполнен в виде отдельного модуля, имеющего один вход для подключения разъема типа BNC и один выход в виде разъема стандарта USB 2.0 B-типа.

АЦП USB-8K-B1 предназначен для измерения амплитуд входных сигналов в рамках аналогово-цифрового преобразования по методу Вилкинсона и накопления полученных данных в виде спектров во внутренней буферной памяти.

Радиометры выпускаются с алмазными детекторами двух типоразмеров, имеющих разную чувствительность, и поставляются Заказчикам в трёх модификациях:

модификация 1 - два детектора разной чувствительности;

модификация 1а - детектор стандартной чувствительности;

модификация 1б - детектор низкой чувствительности.

Чувствительность стандартного детектора составляет (1±0,5)-10-4см2; чувствительность детектора низкой чувствительности составляет (1±0,5)-10-5см2.

Чувствительность детектора и характеристики спектрометрического тракта позволяют измерять плотность потока нейтронов в диапазонах от 105 до 2-107 с-1^см-2 или от 106 до 2-108 с-^см-2. График изменения плотности потока быстрых нейтронов может быть выведен на экран ЭВМ в реальном времени с частотой дискретизации 1 с.

Фотографии элементов радиометров с местами расположения маркировки и пломб представлены на рисунках 1 -4.

Места нанесения маркировки

Рисунок 1

- Алмазный детектор

Рисунок 2 - ЗЧПУ

Места пломбировки

Места нанесения маркировки

Рисунок 3 - Модуль обеспечения

Рисунок 4 - Амплитудно-цифровой преобразователь

Элементы радиометра пломбируются специальной гарантийной этикеткой. При вскрытии корпуса пломба разрушается.

Однозначная идентификация радиометра осуществляется по заводскому номеру в формате цифрового обозначения, нанесенному на алюминиевую табличку на боковой поверхности модуля обеспечения и амплитудно-цифрового преобразователя методом гравировки с последующим окрашиванием и выгравированному на корпусе алмазного детектора и зарядочувствительного предусилителя.

Пояснение к маркировочным обозначениям:

- РБН-А1 - тип средства измерений, радиометр быстрых нейтронов с алмазным детектором;

- 001 - номер типа средства измерений по классификации предприятия-изготовителя;

- АД - алмазный детектор;

- ЗЧПУ - зарядочувствительный предусилитель;

- МО - модуль обеспечения;

- АЦП - амплитудно-цифровой преобразователь;

- 01 - заводской номер изделия по системе нумерации предприятия-изготовителя.

Способ нанесения маркировки обеспечивает ее сохранность за время эксплуатации и доступность для просмотра.

Нанесение знака поверки на радиометры не предусмотрено.

Программное обеспечение

Программное обеспечение радиометра (ПО «Аспект-контроль») состоит из встроенного программного обеспечения, установленного на управляющий компьютер с операционной системой Windows.

ПО «Аспект-контроль» позволяет:

- устанавливать связь блока детектирования с устройством А1ЦI-USB-8K-BI;

- задавать и изменять значения дискриминации нижнего и верхнего уровня, количества каналов, ширину отдельного канала и пр.;

- устанавливать режим работы А1ЦI-USB-8K-BI;

- проводить измерение амплитудного спектра и визуализацию его на мониторе персонального компьютера;

- сохранять амплитудный спектр, собранный А1ЦI-USB-8K-BI за заданный промежуток времени, в виде текстового файла, который позволяет осуществить анализ спектра сторонними программными средствами;

- проводить энергетическую калибровку каналов с использованием калибровочных источников ионизирующего излучения;

- проводить анализ измеренного амплитудного распределения.

Структура загружаемого программного обеспечения (далее - ПО) при штатной эксплуатации радиометра исключает возможность изменения каких-либо параметров работы.

ПО радиометра является метрологически значимым.

В соответствии с Р 50.2.077-2014 уровень защиты ПО радиометра от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний».

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения радиометра

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

Аспект-контроль

Номер версии (идентификационный номер)

ПО

1.7.21)

Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода)

DC632BBBC950A45693BF756666D2059A2)

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

С использованием утилиты MD5

1) Номер версии не ниже указанного в таблице.

2) Контрольная сумма относится к текущей версии программного обеспечения.

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики радиометра

Наименование характеристики

Значение

Диапазон энергий регистрируемых нейтронов, МэВ

от 13,5 до 15

Диапазон измеряемых значений плотности потока нейтронов, с-1 •см-2

от 105 до 2408

Чувствительность к быстрым нейтронам, см2, не менее модификация 1а - детектор стандартной чувствительности модификация 1б - детектор низкой чувствительности

0,1-10—4

0,1-10—5

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений плотности потока нейтронов, %

± 5

Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений плотности потока нейтронов при изменении температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур относительно нормальных условий, %/ °С

± 0,2

Нормальные условия измерений:

- температура окружающего воздуха, °С

- атмосферное давление, кПа

- относительная влажность воздуха, %

от +15 до +25 от 86,0 до 106,7 от 30 до 80

Таблица 3 - Основные технические характеристики радиометра

Наименование характеристики

Значение

Время установления рабочего режима, мин, не более

30

Время непрерывной работы, ч, не менее

4

Характеристики питания сети переменного тока - напряжение, В

230±23

- частота, Гц

50±3

Габаритные размеры детектора, мм, не более - длина

18

- ширина

18

- высота

36

Масса детектора, кг, не более

0,03

Наименование характеристики

Значение

Габаритные размеры зарядочувствительного предусилителя, мм, не более - диаметр - длина

18

120

Масса зарядочувствительного предусилителя, кг, не более

0,1

Габаритные размеры модуля обеспечения, мм, не более - длина - ширина - высота

34

221

246

Масса модуля обеспечения, кг, не более

1,5

Габаритные размеры амплитудно-цифрового преобразователя, мм, не более - длина - ширина - высота

215 105

33

Масса амплитудно-цифрового преобразователя, кг, не более

0,3

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, °С

- относительная влажность воздуха, %

- атмосферное давление, кПа

от +15 до +35 от 30 до 80 от 86,0 до 106,7

Средняя наработка до отказа, ч, не менее

25000

Средний срок службы, лет, не менее

8

Примечание: Средний срок службы радиометра преимущественно определён плотностью нейтронного потока в месте эксплуатации детектора.

Знак утверждения типа

наносится методом компьютерной графики на титульный лист Руководства по эксплуатации.

Комплектность

Таблица 4 - Комплект поставки радиометра

Наименование

Обозначение

Количество, экз.

Радиометр быстрых нейтронов

РБН-А1

1

Эксплуатационная документация

Паспорт

Руководство по эксплуатации

ЦДРМ.418211.010.00 ПС

ЦДРМ.418211.010.00 РЭ

1 1*

Методика поверки

-

1*

* Количество определяется по согласованию с заказчиком, но не менее одного экземпляра при поставке нескольких радиометров.

Сведения о методах измерений

приведены в документе ЦДРМ.418211.010.00 РЭ «Радиометр быстрых нейтронов РБН-А1.

Руководство по эксплуатации», раздел 2 «Использование по назначению».

Нормативные документы

ГОСТ 4.59-79 Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей;

ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия;

Государственная поверочная схема для средств измерений потока и плотности потока нейтронов, утвержденная приказом Росстандарта от 21 ноября 2023 г. № 2416.

Развернуть полное описание