Назначение
Системы термолюминесцентные дозиметрические Harshaw модели 3500 (далее системы ТЛД Harshaw) предназначены для измерения кермы в воздухе фотонного излучения.
Описание
Принцип действия системы ТЛД Harshaw основан на использовании явления термолюминесценции - процессе, при котором аккумулированная в веществе термолюминофора энергия под действием ионизирующего излучения преобразуется в энергию флюоресценции под действием теплового возбуждения.
Системы ТЛД Harshaw применяются для измерения доз фотонного излучения, поглощенного индивидуальными термолюминесцентными элементами, в медицинской физике, материаловедческих и промышленных исследованиях, для контроля дозы облучения при радиационной стерилизации пищевых продуктов.
Термолюминесцентная дозиметрическая система Harshaw модели 3500 (рисунок 1) -настольный инструмент с ручным управлением для термолюминесцентных измерений.
Прибор считывает один детектор за загрузку и позволяет регистрировать показания твердых термолюминесцентных (ТЛ) элементов различных форм: таблеток, дисков, стержней и порошков, изготовленных из материалов TLD-100, TLD-200, TLD-400, TLD-500, TLD-600, TLD-700, TLD-100H, TLD-600H и TLD-700H. При работе с порошками предусмотрен специальный диспенсер. ТЛ элементы можно переносить на планшет и снимать с него с помощью обычного пинцета или пинцета с вакуумными присосками.
Система ТЛД Harshaw состоит из двух основных компонентов: считывающего устройства и подсоединенного к нему через последовательный порт связи RS-232 персонального компьютера с установленным на нем программным обеспечением WinREMS (Windows Radiation Evaluation and Management System).
Функции измерения поделены между считывающим устройством и программой Thermo
Scientific Harshaw WinREMS на ПК. Хранение всех дозиметрических данных, управление считывателем и ввод данных и команд оператором производятся на ПК, а управление транспортной подсистемой, подачей газа, получение сигналов и кондиционирование осуществляются в считывающем устройстве.
К основным внешним компонентам считывающего устройства относятся передняя панель управления, на которой находятся пусковая кнопка, три светодиодных индикатора состояния, устройство для загрузки образцов, оснащенное сменной нагревательной планшетой и встроенным источником света для периодической проверки качества работы системы, и ящик с фильтрами. На задней панели прибора находятся модуль с переключателем режима электропитания и предохранителем, кнопка перезагрузки, фитинг для линии подачи азота, последовательный порт связи RS-232-C и винт регулировки датчика избыточного давления.
Нагрев ТЛ элементов производится контактным методом (нагревательной плиткой) до 400°С (в стандартном варианте) или до 600°С (в высокотемпературном варианте) с точностью ±1°С. Температурные профили нагрева ТЛ элементов (ТТР) определяются пользователем в трех режимах: нагрев, считывание, отжиг.
Для улучшения точности измерения в области малых доз и для продления срока службы нагревательной планшеты в прибор может подаваться азот под давлением. Обтекая планшету и уменьшая тем самым содержание кислорода, поток азота уменьшает количество ложных сигналов, вызываемых молекулами кислорода. Кроме того, поток азота обтекает камеру с фотоумножителем (ФЭУ), устраняя влажность, вызываемую конденсацией. Если подача азота
невозможна, в качестве среды в измерительной камере можно использовать чистый сухой воздух, подаваемый генератором сухого воздуха Harshaw модели 4488.
В корпус сборки ФЭУ встроен электронный источник опорного светового сигнала, позволяющий контролировать эксплуатационные характеристики прибора. Источник опорного светового сигнала используется в ходе ежедневной проверки качества данных; его показания считываются с заданной оператором частотой в процессе нормального считывания показаний.
Считывающее устройство не может идентифицировать ТЛ элемент автоматически, поэтому для их распознавания при считывании пользователь должен вводить в программу идентификационные номера детекторов, присвоенные им до начала работы, чтобы они не были перепутаны. Для этого детекторы предлагается хранить на специальных дисках с пронумерованными позициями.
Рисунок 1. Считывающее устройство системы ТЛД Harshaw модели 3500
Программное обеспечение
Считывающее устройство системы термолюминесцентной дозиметрической Harshaw модели 3500 управляется с помощью устанавливаемого на персональном компьютере программного обеспечения (ПО) WinREMS.
Установка ПО WinREMS производится с инсталляционного диска из комплекта поставки системы ТЛД Harshaw.
Реализованные способы идентификации ПО WinREMS соответствуют заявленным в эксплуатационной документации на ПО. Идентификационные данные ПО WinREMS, представленные в таблице 2, достаточны для однозначной идентификации ПО.
Таблица 2
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| WinREMS | WinREMS.exe | 8.1.2.13 | 3C192CA38A76DD1D 56C7A06A2B9157E0 | MD5 |
ПО WinREMS контролирует выполнение функций считывающего устройства, в том числе операций загрузки и хранения эксплуатационных параметров: температурно-временных профилей (ТТР), коэффициентов калибровки считывающего устройства (RCF) и коэффициентов коррекции ТЛ элементов (ЕСС).
Программное обеспечение позволяет осуществлять калибровку считывающего устройства и детекторов с использованием различных дозиметрических единиц измерений (рентген, грей, рад, бэр, зиверт).
Используемые программой WinREMS алгоритмы для расчета доз облучения проверяются вручную по приведенным в руководстве на алгоритмы формам, что подтверждает правильность вычислений доз при облучении детекторов в известных полях излучения с заданными характеристиками.
В целях предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства, в программном обеспечении WinREMS предусмотрены два уровня защиты с помощью паролей. Пользователь с допуском на уровне «администратора» имеет доступ ко всем функциям WinREMS. Пользователь с допуском «оператора» имеет доступ ко всем функциям, кроме функции программирования паролей. Пользователь, не знающий паролей, может считывать показания детектров и выполнять большинство функций, но не может редактировать установочные параметры сбора данных, установочные параметры температурных профилей или свойства рабочей области.
В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок уровень защиты ПО WinREMS от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С».
ПО WinREM и измеренные данные достаточно защищены. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимого ПО WinREM и измеренных данных.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики системы ТЛД Harshaw приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование параметра | значение |
| Диапазон измерений кермы в воздухе, Гр | от 1*10-3 до 10 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений кермы в воздухе, % | ±20 |
| Диапазон энергий регистрируемого фотонного излучения, МэВ | от 0,01 до 3 |
| Энергетическая зависимость чувствительности дозиметров в диапазоне энергий фотонов от 0,01 до 0,08 МэВ относительно их чувствительности к гамма-излучению 137Cs (0,662 МэВ), %, не более | ±30 |
| Время установления рабочего режима, мин., не более | 30 |
| Температура нагрева, °С | 0 - 600 |
Продолжение таблицы 3
| Нестабильность образцового источника света (СКО за 10 последовательных показаний прибора от ОИС), %, не более | 0,5 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 24 |
| Условия эксплуатации: освещенность, люкс, не более температура окружающего воздуха, °С атмосферное давление, кПа | 1000 20 ± 5 80-106 |
| Электропитание от сети переменного тока - напряжением, В - частотой, Г ц | 10% 230-15% 50 ± 1 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 140 |
| Габаритные размеры, мм (высота*ширина*глубина) | 310x320x470 |
| Масса считывающего устройства, кг | 25 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на левый верхний угол титульного листа Руководства по эксплуатации и методом шелкографии на пленочную этикетку, клеящуюся на корпус считывающего устройства.
Комплектность
В комплект поставки системы ТЛД Harshaw входят составные части и принадлежности,
приведенные в таблице 4.
Таблица 4.
| № п/п | НАИМЕНОВАНИЕ | ОБОЗНАЧЕНИЕ | КОЛИЧЕСТВО |
| 1 | Система термолюминесцентная дозиметрическая Harshaw модели 3500 в составе: | | 1 |
| 1.1 | Считывающее устройство | Модель 3500 | 1 и более* |
| 1.2 | Термолюминесцентные детекторы - ТЛ элементы следующих форм и размеров: - таблетки: квадратные, со стороной 3,2 мм и толщиной 0,15 - 0,89 мм - стержни: 0 1 мм и длиной 6 мм, 0 1 мм и длиной 3 мм - диски: 0 5 мм и толщиной 0,38-0,89 мм - порошок | TLD-100 TLD-200 TLD-400 TLD-500 TLD-600 TLD-700 TLD-100H TLD-600H TLD-700H | * |
| 1.3 | Пинцет с тефлоновыми наконечниками (или вакуумный пинцет) | | * |
| 1.4 | Пластины из полистирола с пронумерованными ячейками под ТЛ элементы для их хранения и облучения | | * |
| 1.5 | Генератор азота чистоты 99,9% производительностью не менее 14 л/мин (или генератор сухого воздуха) | Harshaw модели 4488 | * |
Продолжение таблицы 4
| № п/п | НАИМЕНОВАНИЕ | ОБОЗНАЧЕНИЕ | КОЛИЧЕСТВО |
| 1.6 | Персональный компьютер с минимальными требуемыми характеристиками для программного обеспечения WinREMS: • 100% совместимость с процессором Pentium компании «Intel» ; • процессор P5-120; • ОЗУ объемом 32 Мб; • жесткий диск объемом 4 Гб; • 1 последовательный порт связи (СОМ1) для соединения компьютера со считывающим устройством; • параллельный порт связи (LPT1) для подсоединения принтера; • любая совместимая с ПК клавиатура; • дисковод для считывания компакт-дисков; • цветной графический монитор SVGA; • операционная система Windows® NT (с пакетом обеспечения 4), Windows 95 или Windows 9 | | ** |
| 1.7 | Соединительный кабель RS232 | | 1 |
| 1.8 | Диск CD с программным обеспечением WinREMS | | 1 |
| 1.9 | Руководство по эксплуатации «Система термолюминесцентная дозиметрическая Harshaw модели 3500» | 3500-W-O-1110-006 | 1 |
| 1.10 | Методика поверки | МП 2103-009-2012 | 1 |
| 1.11 | 3500 РМТ нейтральный фильтр с ослаблением 100:1 | № 161701 | ** |
| 1.12 | 3500 РМТ нейтральный фильтр с ослаблением 10000:1 | № 161704 | ** |
| Примечания: * Тип и количество согласуется при заказе. ** Поставка при необходимости по карте заказа. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2103-009-12 «Системы термолюминесцентные дозиметрические Harshaw модели 3500. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в декабре 2012 г.
При поверке систем ТЛД Harshaw применяются:
- эталонные поверочные дозиметрические установки гамма-излучения с набором источников из радионуклида 137Cs по ГОСТ 8.087-2000, аттестованные по керме в воздухе с погрешностью не более ±6%;
- эталонные поверочные дозиметрические установки рентгеновского излучения - рабочий эталон 1-го разряда по ГОСТ 8.034-82, аттестованные по керме в воздухе с погрешностью не более ±4%.
Сведения о методах измерений
Методики измерений изложены в документе «Система термолюминесцентная дозиметрическая Harshaw модели 3500. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия»;
ГОСТ Р МЭК 1066-90 «Системы дозиметрические термолюминесцентные для индивидуального контроля и мониторинга окружающей среды. Общие технические требования и методы испытаний».
ГОСТ 8.034-82 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений»;
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
- при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
