Спектрометры гамма-излучения портативные полупроводниковые электроохлаждаемые с функцией идентификации радионуклидов Detective X

Основные
Тип
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 1 год

Назначение

Спектрометры гамма-излучения портативные полупроводниковые электроохлаждае-мые с функцией идентификации радионуклидов Detective X (далее по тексту - спектрометры Detective X) предназначены для измерений энергетического распределения гамма-излучения с целью поиска радиационных источников и идентификации их радионуклидного состава, а также для измерений мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения.

Описание

Принцип действия спектрометров Detective X основан на регистрации гамма-квантов детектором из особо чистого германия (ОЧГ детектором), преобразовании их энергии в электрические импульсы пропорциональной амплитуды, получении спектра амплитуд импульсов и выделении в спектре пиков полного поглощения (ППП) гамма-квантов. По положению ППП в спектре с помощью программного обеспечения (ПО) устройства определяются энергии гамма-квантов, энергетическая градуировка устройства автоматически поддерживается по реперному пику гамма-излучения K-40. Для идентификации радионуклидов используется интеллектуальный алгоритм, реализованный в ПО спектрометра, и встроенная библиотека радионуклидов.

Спектрометр Detective X имеет четыре модификации Detective X, Detective X-N, Detective X-8 и Detective X-8-N. Модификации отличаются диапазоном регистрируемых энергий гамма-квантов и наличием/отсутствием нейтронного счетчика.

Спектрометр Detective X рассчитан на работу в диапазоне регистрируемых энергий до 3 МэВ (модификации Detective X и Detective X-N) или до 8 МэВ (модификации Detective X-8 и Detective X-8-N).

Опционально спектрометр Detective X может комплектоваться нейтронным детектором на основе счетчика 6LiF/ZnS, обеспечивающим регистрацию нейтронов с энергией от 0,025 эВ до 1 кэВ для оценки наличия и интенсивности нейтронного излучения (модификации Detective X-N и Detective X-8-N).

Спектрометр Detective X представляет собой носимый прибор, выполненный в виде компактного моноблока в корпусе из сверхпрочного поликарбоната, обеспечивающим механическую защиту компонентов. В моноблоке установлены:

-    ОЧГ детектор;

-    2 энергокомпенсированных счетчика Гейгера-Мюллера;

-    цифровой многоканальный анализатор (МКА);

-    встроенный микрокомпьютер с жидкокристаллическим (ЖК) сенсорным экраном, вибромодулем и динамиком;

-    приемник системы глобального позиционирования GPS;

-    криостат и электроохладитель;

- 2 батареи (аккумуляторы).

На задней панели расположены разъем для зарядного устройства, а также панель порта данных, содержащая разъемы Ethernet для подключения к сети или к внешнему компьютеру, USB для подключения флеш-накопителя и miniUSB для считывания накопленных файлов данных на внешний компьютер. Панель порта данных также содержит специальные разъемы для обслуживания прибора авторизированными специалистами ORTEC.

Для дистанционного управления и передачи данных в приборе предусмотрены средства проводной (Ethernet, USB) и беспроводной связи (WiFi, Bluetooth).

ОЧГ детектор гамма-квантов диаметром 65 мм и высотой 50 мм помещён в усиленный криостат, охлаждаемый с помощью электромеханического охладителя на цикле Стирлинга, обладающего повышенной охлаждающей способностью на фоне малого энергопотребления. Усиленный криостат позволяет включать и выключать охладитель в любой момент без риска повреждения кристалла.

Мощность амбиентного эквивалента дозы (МАЭД) гамма-излучения при уровнях ниже 20 мкЗв/ч определяется по спектру, полученному с помощью ОЧГ детектора. При превышении этого уровня МАЭД гамма-излучения определяется по скорости счета импульсов от двух встроенных энергокомпенсированных счетчиков Гейгера. Переключение между измерительными каналами осуществляется автоматически.

Выполнение всех функций спектрометра осуществляется c помощью встроенного программного обеспечения DetectiveX и Mobile MCB Server, работающих под управлением операционной системы Windows Mobile. ПО DetectiveX обеспечивает функции поиска и идентификации в автономном режиме, ПО Mobile MCB Server служит для установления связи с внешним компьютером и работы в спектрометрическом режиме с использованием установленного на внешний компьютер ПО Maestro (входит в комплект поставки) или других совместимых с устройствами ORTEC приложений.

Для спектрометра предусмотрено три основных режима работы:

-    Обнаружение (Detect Mode) - основной инструмент для обнаружения радиоак

тивного материала, индекс сигнала (Signal Index) показывает изменение уровня излучения, помогая локализовать и затем идентифицировать источник;

-    Идентификация (ID Mode) - режим предназначен для накопления и анализа

данных с целью идентификации радионуклидов. Экран режима ID также позволяет пользователю просматривать спектральные данные и перечень наиболее интенсивных линий гамма-спектра во время накопления данных;

-    Спектрометрия (Mobile MCB Server) - режим подключения внешнего компью

тера для работы в качестве спектрометра энергий гамма-излучения.

Переключение из одного режима в другой может осуществляться как автоматически, так и по команде оператора.

Безопасная работа оператора дополнительно обеспечивается сигналами тревоги. Спектрометр Detective X подает сигнал тревоги (звук или вибрация) в следующих случаях (порядке убывания приоритета):

-    опасность персонала (превышение мощностью дозы гамма- и/или нейтронного излучения заданного порога безопасности);

-    ошибка системы;

-    перегрузка измерительного тракта;

-    идентифицированный нуклид.

Встроенная редактируемая библиотека содержит более 100 нуклидов. Работа спектрометра Detective X настроена и оптимизирована для обнаружения ключевых изотопов, с которыми сталкиваются в области ядерной безопасности и радиационной защите (Uranium, Plutonium, Bremsstrahlung) в промышленных применениях (Industrial), в области защиты окружающей среды (NORM), в радиационной медицине (Medical) и других (Other).

Общий вид спектрометра Detective X показан на рисунке 1.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в случае его оформления. Серийный номер по принятой нумерации предприятия-изготовителя наносится на самоклеющуюся фирменную табличку на задней панели корпуса спектрометра.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) спектрометра Detective X состоит из встроенного ПО DetectiveX и Mobile MCB Server, а также автономного ПО Maestro, установленного на подключаемый к спектрометру внешний компьютер.

ПО DetectiveX и Mobile MCB Server установлены на встроенный компьютер с операционной системой Windows Mobile. ПО DetectiveX обеспечивает функции поиска и идентификации в автономном режиме, ПО Mobile MCB Server служит для установления связи с внешним компьютером и работы в спектрометрическом режиме с использованием установленного на внешний компьютер ПО Maestro.

MAESTRO объединяет в себе контроль системы сбора данных, управление МКА и функции качественного анализа для использования в гамма-спектрометрах на основе ПК. Включает систему подсказок в режиме реального времени и защиту меню оператора паролем.

Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик.

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

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО спектрометров Detective X

Идентификационные данные (признаки)

Значения

Встроенное

Встроенное

Автономное

Наименование ПО

DetectiveX

Mobile MCB Server

Maestro

Номер версии (идентификационный номер) ПО

2.3.8.51)

2.3.8.51)

7.011)

Цифровой идентификатор ПО

недоступен

недоступен

9F1D4EBA5FD9C812078257F9

E2FA55842)

Алгоритм получения цифрового идентификатора

-

-

MD5

1)    Номер версии ПО не ниже указанного в таблице.

2)    Контрольная сумма относится к версии ПО, указанной в таблице.

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики спектрометров Detective X

Наименование характеристики

Значение

Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, кэВ

от 40 до 3000 от 40 до 8000

Пределы допускаемой основной погрешности характеристики преобразования спектрометрического канала, приведённой к верхней границе диапазона энергий , %

±0,025

Энергетическое разрешение, не более, кэВ

-    по линии гамма-излучения радионуклида 152Eu с энергией 122 кэВ

-    по линии гамма-излучения радионуклида 60Co с энергией 1332 кэВ

1,6

2,5

Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332 кэВ (Co-60) в пике полного поглощения, %, не менее

40

Диапазон измерений мощности амбиентного эквивалента дозы, мкЗв/ч

от 5 до 1-106

Диапазон показаний мощности амбиентного эквивалента дозы, мкЗв/ч

от 5-10-1 до 1-106

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, %

±40

Энергетическая зависимость чувствительности при измерении МАЭД гамма-излучения в диапазоне энергий от 0,06 до 1,25 МэВ относительно чувствительности к энергии 662 кэВ гамма-излучения 137Cs, %, не более

-    при измерении ОЧГ детектором

-    при измерении счетчиком Г ейгера

±30

±50

Предел допускаемой дополнительной погрешности характеристики преобразования спектрометрического канала при изменении температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур (от -20 до +50 °C), %/°C

±0,015

Наименование характеристики

Значение

Нормальные условия измерений:

- температура, °С

от +15 до +25

- атмосферное давление, кПа

от 86,0 до 106,7

- относительная влажность, %

от 30 до 80

*) Для спектрометров с диапазоном регистрируемых энергий до 8000 кэВ пределы допускаемой основной погрешности характеристики преобразования спектрометрического канала нормированы в диапазоне до 3000 кэВ.

Таблица 3 - Основные технические характеристики спектрометров Detective X

Наименование характеристики

Значение

Время установления рабочего режима, мин, не более

8

Нестабильность характеристики преобразования спектрометрического канала за 8 часов непрерывной работы, %, не более

0,05

Максимальная статистическая загрузка спектрометрического тракта, с-1

50000

Габаритные размеры, мм, не более длина

395

ширина

160

высота

210

Масса, кг, без нейтронного счетчика, не более

6,98

Масса, кг, c нейтронным счетчиком, не более

7,62

Питание:

от встроенного аккумулятора: тип

Li-Ion

емкость, Вт-ч, не менее

98

напряжение, В

12

Время работы от встроенного аккумулятора (при 25°С и охлажденном ППД), ч, не менее

при использовании двух батарей

7

при использовании одной батарей

3,5

Время зарядки аккумулятора от входящего в комплект поставки зарядного устройства (при 25 °С и выключенном приборе), ч, не более

4

Число каналов цифрового многоканального анализатора (МКА)

16384

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, °С

от -20 до +50

- относительная влажность воздуха при 25 °С без конденсации, %, не более

95

- атмосферное давление, кПа

от 84,0 до 106,7

Средняя наработка на отказ, ч

20000

Средний срок службы, лет

14

Знак утверждения типа

наносится на пленочную этикетку, клеящуюся на корпус спектрометров Detective X, и методом компьютерной графики на титульный лист Руководства по эксплуатации.

Таблица 4 - Комплект поставки спектрометров Detective X

Наименование

Обозначение

Количество

Спектрометр гамма-излучения портативный полупроводниковый электроохлаждаемый с функцией идентификации радионуклидов Detective X 1)

Detective X Detective X-N Detective X-8 Detective X-8-N

1

Аксессуары2):

-

1

- Кейс для транспортирования и хранения или кейс

для транспортирования и хранения повышенной за-

-

1

щищенности (IP67)

- Кабель USB (USB A / USB мини B, 3 м)

-

1

- Универсальный источник питания с кабелем постоян

1

ного тока

- Наплечный ремень

-

1

- Автомобильный адаптер 12 В

-

1

- Гарнитура и зарядник Bluetooth

-

1

- Крышка детектора

-

1

- Сегментированный Li6F/ZnS счетчик нейтронов

-

1

- Коллиматор из нержавеющей стали

-

1

- Коллиматор из вольфрама

-

1

- Фильтр низкоэнергетических излучений

-

1

Базовое спектрометрическое программное обеспечение

MAESTRO A65-BW

1

Maestro Pro, Gamma-

Совместимое программное обеспечение для количе

Vision, PC/FRAM,

i

ственного анализа спектров 3)

ISOPLUS, MGA, Семей-

ство SpectraLine (ЛСРМ)

Руководство по эксплуатации

-

1

1) - Модификация согласуется при заказе.

2) - Перечень аксессуаров согласуется при заказе.

3) - Дополнительная поставка по желанию заказчика.

Сведения о методах измерений

приведены в документе «Спектрометры гамма-излучения портативные полупроводниковые электроохлаждаемые с функцией идентификации радионуклидов Detective X. Руководство по эксплуатации» (раздел 3 «Использование Detective X»).

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

ГОСТ 26874-86 Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров

Государственная поверочная схема для средств измерений активности, удельной активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников, утвержденная приказом Росстандарта от 29.12.2018 № 2841

Государственная поверочная схема для средств измерений кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы, мощностей амбиентного, направленного

и индивидуального эквивалентов дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений, утвержденная приказом Росстандарта от 31.12.2020 г. № 2314

Техническая документация AMETEK Advanced Measurement Technology, Inc

Развернуть полное описание