Назначение
Спектрометры энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК (в дальнейшем - спектрометры) предназначены для количественного и качественного анализа веществ, содержащих альфа-излучающие радионуклиды.
Область применения: атомная промышленность, здравоохранение, экология, геология.
Описание
Принцип действия спектрометра основан на взаимодействии альфа-частиц с молекулами газовой смеси с образованием электронно-ионных пар и регистрации на собирающем электроде заряда, пропорционального энергии и числу альфа-частиц.
Спектрометр состоит из импульсной ионизационной камеры, аналитической стойки, форвакуумного насоса, анализатора импульсов на базе ЭВМ с программным обеспечением.
Исследуемый образец в виде металлической пластины с нанесенным тонким слоем на одну из поверхностей анализируемым веществом устанавливается в позицию измерения. После вакуумирования в камеру напускается аргон-метановая либо толуол-аргонная смесь с избыточным давлением 100 кПа. Появившиеся в результате взаимодействия альфа-частиц с молекулами метана (толуола) электронно-ионные пары начинают движение в электростатическом поле, которое создается в рабочем объеме камеры. Для исключения экранирования движения электронов перед собирающим электродом установлена сетка, на которой собираются положительно заряженные ионы. Появившийся за счет попадания на собирающий электрод электронов импульс заряда преобразуется в импульс напряжения и усиливается. В спектрометрическом тракте сигнал дополнительно усиливается и формируется для достижения оптимального соотношения сигнал/шум для последующей подачи на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), плата которого размещена в управляющей ЭВМ.
АЦП преобразует амплитуды импульсных сигналов в цифровой код с последующей регистрацией в буферной памяти ЭВМ для последующей обработки спектров и получения результатов измерений энергии альфа-излучения и числа зарегистрированных импульсов, пропорционального числу альфа-частиц с последующей обработкой и регистрацией содержания анализируемых альфа-радионуклидов в образце.
Обработка спектров производится ЭВМ по программе, которая предусматривает градуировку спектрометра по стандартному образцу с известным содержанием альфа-радионуклида.
Спектрометр рассчитан на непрерывный круглосуточный режим работы.
Технические характеристики
Диапазон измерения энергии альфа-частиц, МэВ 4,0 - 6,0
Энергетическое разрешение по линии плутония-239, кэВ, не более
Пределы допускаемой абсолютной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность) в энергетическом диапазоне от 4 до 6 МэВ, кэВ
Временная нестабильность за 12 ч непрерывной
работы, кэВ, не более
Максимальная статистическая загрузка, с'1, не менее
Эффективность регистрации, не менее
Время установления рабочего режима, мин, не более
Питание:
- напряжение, В 220± 22
- частота, Гц
Потребляемая мощность, Вт, не более
Габаритные размеры (ширинахдлинахвысота), мм, не
более:
- ионизационная камера 650x620x1250
- стойка аналитическая 650x650x1150
- стол с установленной ЭВМ 1250х650х 1300
Площадь, занимаемая спектрометром, м2, не более
Масса, кг, не более:
- в сборе
- ионизационная камера
- стойка аналитическая
- подставка для ионизационной камеры
- насос форвакуумный
- стол с ЭВМ
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, °C
- изменение температуры окружающего воздуха при из
мерении пробы, °C, не более
- давление, кПа 84,0-106,7
- относительная влажность при 25 °C, %, не более
Средняя наработка до отказа, ч, не менее
Полный срок службы, лет, не менее
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на верхнюю крышку ионизационной камеры способом шелкографии.
Комплектность
| Наименование | Обозначение | K-bo | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Спектрометр энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой в составе: | СЭА-ИК | 1 | |
| - импульсная ионизационная камера | Л4128-0-00С6 Л4990-0-00С6 | 1 | |
| - система автоматической пробоподачи | САП-1 | 1 | По особому заказу |
| - предусилитель спектрометрический зарядочувствительный | Canberra 2001А | 1 | |
| - стойка аналитическая, в том числе: | | 1 | |
| - спектрометрический усилитель | Canberra 2022 | 1 | |
| - источник высокого напряжения | Canberra 3125 | 1 | |
| - крейт | Canberra 2100 | 1 | |
| - форвакуумный насос | Varian SH-110, DS-102 | 1 | |
| - многоканальный анализатор импульсов | Canberra Multiport 2 | 1 | |
| - модуль автоматического газонаполнения | МАГ-1 | 1 | По особому заказу |
| - управляющая ЭВМ, в том числе | | 1 | По особому заказу |
| - операционная система | Microsoft Windows XP Professional, Windows Server 2003 | 1 | По особому заказу |
| - сервер баз данных | Microsoft SQL Server 2000, | | По особому заказу |
| - программа управления набором спектров | Canberra GENIE-2000 | 1 | По особому заказу |
| -система управления спектрометрическим комплексом СЭА-ИК и обработкой результатов измерений | AlphaServer | 1 | По особому заказу |
| Паспорт | Л5804-0-00 ПС | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 16.697-2006 РЭ | 1 | |
| Методика поверки | МП 18-221-2003 | 1 | |
Поверка
Поверка спектрометра осуществляется в соответствии с документом "ГСП. Спектрометр энергии альфа излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК. Методика поверки" МП 18-221-2003, утвержденным ФГУП "УНИИМ" в мае 2003 г.
Основные средства поверки:
Рабочие эталоны 1-го разряда - спектрометрические источники альфа-излучения:
-уран-236 (4494,00 кэВ); уран-234 (4774,00 кэВ); плутоний-239 (5156,70 кэВ);
америций-241 (5485,70 кэВ); кюрий-244 (5805 кэВ). Активность 90-130 Бк. Относительная погрешность измерения внешнего альфа излучения не более 2 %, активности не более ■■ 3 %;
-плутоний-239 (5156,70 кэВ). Активность 1200-1600 Бк. Относительная погрешность измерения внешнего альфа излучения не более 2 %. Относительная погрешность измерения активности не более 3 %•
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ 12997-84 «Изделия ГСП. Общие технические условия».
Технические условия ТУ 16.05-2002 "Спектрометр энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК. Технические условия".
Заключение
Тип спектрометров энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
