Назначение
Спектрометры МКС-АТ6101 (далее - спектрометры) предназначены для измерения энергетического распределения гамма-излучения, мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, плотности потока альфа-, бета-частиц с загрязненной поверхности, поиска источников гамма-излучения и идентификации гамма-излучающих радионуклидов, а также для поиска источников нейтронного излучения.
Описание
Принцип действия спектрометров основан на использовании высокочувствительных методов спектрометрии и радиометрии с применением сцинтилляционных детекторов и фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), пропорциональных и газоразрядных счетчиков.
Спектрометры представляют собой многофункциональные носимые приборы, состоящие из внешних спектрометрических блоков детектирования (БД) и блока обработки информации (БОИ) или портативного компьютера (ПК).
Алгоритм работы спектрометров обеспечивает непрерывность процесса измерения, вычисление средних значений результатов измерений и оперативное представление получаемой информации на табло, статистическую обработку результатов измерений и оценку статистических флуктуаций в темпе поступления сигналов от детектора, быструю адаптацию к изменению уровней радиации.
Для обеспечения стабильности измерений в БД применена система светодиодной стабилизации измерительного тракта, которая одновременно обеспечивает проверку работоспособности всего тракта в процессе работы, кроме того в БД реализована система автоматической температурной коррекции усиления.
Спектрометры выпускаются в модификациях, представленных в таблице 1.
Таблица 1
| Модификация | Назначение |
| МКС-АТ6101 | Измерение энергетического распределения гамма-излучения |
| Измерение мощности амбиентной дозы гамма-излучения |
| Поиск источников гамма-излучения |
| Идентификация гамма-излучающих радионуклидов |
| Измерение плотности потока альфа-частиц с загрязненной поверхности |
| Измерение плотности потока бета-частиц с загрязненной поверхности |
| МКС-АТ6101А | Измерение энергетического распределения гамма-излучения |
| МКС-АТ6101В | Измерение энергетического распределения гамма-излучения |
| Измерение мощности амбиентной дозы гамма-излучения |
| Поиск источников гамма-излучения |
| Идентификация гамма-излучающих радионуклидов |
| Измерение плотности потока альфа-частиц с загрязненной поверхности |
| Измерение плотности потока бета-частиц с загрязненной поверхности |
| Модификация | Назначение |
| МКС-АТ6101Д | Измерение энергетического распределения гамма-излучения |
| Измерение мощности амбиентной дозы гамма-излучения |
| МКС-АТ6101С | Измерение энергетического распределения гамма-излучения |
| Измерение мощности амбиентной дозы гамма-излучения |
| Поиск источников гамма-излучения |
| Идентификация гамма-излучающих радионуклидов |
| Поиск источников нейтронного излучения |
Внешний вид и место пломбирования спектрометров представлены на рисунках 1 и 2.
а)
б)
в)
г)
Рисунок 1 - Внешний вид спектрометров МКС-АТ6101:
а) МКС-АТ6101А, б) МКС-АТ6101, МКС-АТ6101В, в) МКС-АТ6101Д, г) МКС-АТ6101С
| д ЕЗ-—L | ((По )) \\U о у / г\ |± БДКГ-11: 1 - пломба; 2- шильдик с заводским номером. |
| 2. |
| ф © _______Y | | ((Пой) \AU ® 7 / |
| | БДКГ-11М: 1 - пломба; 2- шильдик с заводским номером; 3 - место нанесения клейма поверителя. |
| БОИ: 1 и 2 - пломбы; 3 - место нанесения клейма поверителя; 4- шильдик с заводским номером. | ((По й \ \ и 9 / J Е БДКГ-05: 1 - пломба; 2- шильдик с заводским номером. |
| | ■ |
| J? БДПА-01, БДПБ-01: 1 - пломба; 2- шильдик с заводским номером. | | Контейнер МКС-АТ6101Д: 1, 2 - пломбы; 3- шильдик с заводским номером. |
| Ф ф | -Q--- | . ,_2 --------й ------------------ |
| Ф_________£_________у 1 1 БДКН-05: 1 - пломба; 2- шильдик с заводским номером. |
Рисунок 2 - Место пломбирования от несанкционированного доступа
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) спектрометров позволяет осуществлять:
а) проведение самоконтроля;
б) управление режимом стабилизации;
в) управление режимами работы;
г) визуализацию результатов измерения;
б) визуализацию накопления и обработку спектрометрической информации;
в) идентификацию радионуклидов;
г) ведение журнала событий.
Программное обеспечение БОИ является встроенным и размещается в энергонезависимой части памяти микропроцессора, запись которой осуществляется в процессе производства и не подлежит дальнейшему изменению.
Управление работой спектрометров МКС-АТ6101С осуществляется программой «ATAS Scanner Mobile», установленной на портативном компьютере.
Разделение ПО с выделением метрологически значимой части не предусмотрено. К метрологически значимой части относится все ПО спектрометров.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| ATASScannerMobile | ATAS Scannermobile.exe | 5.1.7 5.y.x 1) | 33bd9238d31c5ffd01 c4aa5a29d361f2 2) | MD5 |
| БОИ МКС-АТ6101 | _AT6101_ED2.hex | 5.1.x.z | Не определен | |
| БОИ МКС-АТ6101А | _AT6101A_ED2_NEW ACT.hex | 5.1.x.z | Не определен 2) | |
| БОИ МКС-АТ6101В | _AT6101B_ED2.hex | 5.1.x.z | Не определен 2) | |
| БОИ МКС-АТ6101Д | _AT6101D_ED2_NEW ACT.hex | 5.1.x.z | Не определен 2) | |
Примечания: 1) x = [от 1 до 9], y = [от 1 до 9], z = [от 1 до 999].
Текущий номер версии ПО указан в разделе «Свидетельство о приемке» РЭ.
2) Цифровой идентификатор ПО дан только для версии 5.1.7. ATASScannermobile.exe
В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок:
- уровень защиты микропрограммного ПО спектрометров МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «A»,
- уровень защиты внешнего ПО спектрометров МКС-АТ6101С от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» .
Технические характеристики
Основные технические характеристики спектрометров МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101С, МКС-АТ6101Д приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Характеристика | Значение |
| Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, кэВ - МКС-АТ6101, МКС-АТ6101В; - МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101Д; - МКС-АТ6101С с БДКГ-11М | от 20 до 1500 и от 40 до 3000 от 40 до 3000 от 20 до 3000 |
| Число каналов для измерения энергетического распределения гамма - излучения: - МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д; - МКС-АТ6101С с БДКГ-11М | от 0 до 511 от 0 до 1023 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности характеристики преобразования при измерении энергетического распределения гамма-излучения, % | ±1 |
| Относительное энергетическое разрешение для гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 662 кэВ, %, не более: - МКС-АТ6101, МКС-АТ6101С с БДКГ-11М; - МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д | 8,5 9,0 |
| Эффективность регистрации в пике полного поглощения для энергии гамма-излучения 662 кэВ радионуклида 137Cs точечного источника типа ОСГИ-3, %: - МКС-АТ6101; - МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101С; - МКС-АТ6101Д | 3,29±0,65 7,32±1,46 5,0±1,0 |
| Максимальная входная статистическая загрузка спектрометров, с-1, не менее: - МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д; - МКС-АТ6101С с БДКГ-11М | 5-104 1-105 |
| Диапазон измерений мощности амбиентной дозы гамма-излучения: - МКС-АТ6101: • с БДКГ-05; • с УДБОИ - МКС-АТ6101В: • с БДКГ-11; • с УДБОИ - МКС-АТ6101Д с БДКГ-11 - МКС-АТ6101С: • с БДКГ-11М; • с БДКГ-04 | от 0,01 до 300 мкЗв/ч от 1 мкЗв/ч до 10 мЗв/ч от 0,01 до 100 мкЗв/ч от 1 мкЗв/ч до 10 мЗв/ч от 0,01 до 100 мкЗв/ч от 0,01 до 150 мкЗв/ч от 0,05 мкЗв/ч до 10 Зв/ч |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения мощности амбиентной дозы гамма-излучения, % | ±20 |
| Энергетическая зависимость чувствительности спектрометров при измерении мощности амбиентной дозы гамма-излучения, %: - МКС-АТ6101: • c БДКГ-05 в диапазоне от 50 до 3000 кэВ; • c УД БОИ в диапазоне от 60 до 3000 кэВ; - МКС-АТ6101В: • c БДКГ-11 в диапазоне от 50 до 3000 кэВ; • c УД БОИ в диапазоне от 60 до 3000 кэВ; - МКС-АТ6101Д c БДКГ-11; | ± 20 от - 25 до + 35 ± 20 от - 25 до + 35 ± 20 |
| Характеристика | Значение |
| - МКС-АТ6101С: • c БДКГ-11М в диапазоне от 50 до 3000 кэВ; • c БДКГ-04 в диапазоне от 15 до 60 кэВ в диапазоне от 60 до 3000 кэВ | ± 15 ± 35 ± 25 |
| Чувствительность спектрометра МКС-АТ6101С c БДКН-05 к нейтронному излучению плутоний-бериллиевого источника, имп^см2/нейтр, не менее | 8,6 ± 1,7 |
| Уровень собственного фона спектрометра МКС-АТ6101С c БДКН-05, с-1 | от 0,05 до 0,25 |
| Диапазон измерений плотности потока альфа-частиц радионуклида 239Pu для МКС-АТ6101, МКС-АТ6101В, мин-1-см-2 Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения плотности потока альфа-частиц | от 0,5 до 105 ± 20 % |
| Диапазон измерений плотности потока бета-частиц для МКС-АТ6101, МКС-АТ6101В, мин-1-см-2 Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения плотности потока бета-частиц, % | от 3 до 5-105 ± 20 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254 для спектрометров должна соответствовать | IP54 |
| Чувствительность спектрометров МКС-АТ6101 и МКС-АТ6101В с БДПБ-01 к бета-излучению радионуклидов с максимальными энергиями спектра бета-частиц в диапазоне от 155 до 3540 кэВ по отношению к чувствительности к бета-излучению радионуклида 90Sr + 90Y (относительная чувствительность), отн. ед. 14C Epmax = 156 кэВ 147Pm Epmax = 225 кэВ 60Co Epmax = 318 кэВ 204Tl Epmax = 763 кэВ 90Sr+90Y Epmax = 546 (90Sr) кэВ Epmax = 2274 (90Y) кэВ 106Ru+106Rh Epmax = 39,4 (106Ru) кэВ Epmax = 3540 (106Rh) кэВ | 0,40 ± 0,20 0,65 ± 0,20 0,90 ± 0,27 1,25 ± 0,37 1,00 1,20 ± 0,36 |
| Относительный коэффициент чувствительности для типовых источников нейтронного излучения с энергией Ен, отн. ед. Тепловые Ен = 0,025 эВ 252Cf Ен = 2,13 МэВ Pu-a-Be Ен = 4,16 МэВ | 1,31 ± 0,26 1,7 ± 0,34 1,00 |
| Чувствительность спектрометра МКС-АТ61О1С с БДКН-05 в реальных условиях эксплуатации к нейтронному излучению источника 252Cf, имп^см2/нейтр, не менее | 20 |
| Время установления рабочего режима спектрометров, мин, не более | 1 |
| Время непрерывной работы спектрометров при автономном питании от встроенных аккумуляторов в нормальных условиях эксплуатации, ч, не менее: - МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д; - МКС-АТ6101С | 12 10 |
| Характеристика | Значение |
| Нестабильность градуировочной характеристики преобразования спектрометров за время непрерывной работы, %, не более | ±1 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности характеристики преобразования спектрометров: - при изменении температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур относительно нормальных условий, % - при изменении напряженности постоянного и переменного сетевой частоты магнитного поля до 400 А/м относительно нормальных условий, % | ± 2 ± 2 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений мощности амбиентной дозы гамма-излучения, плотности потока альфа- и бета-излучения - при изменении температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур (от минус 20 до плюс 50 °С) относительно нормальных условий, % - при изменении относительной влажности до 95 % при температуре 35°С и более низких температурах без конденсации влаги относительно нормальных условий, % - при изменении напряженности постоянного и переменного сетевой частоты магнитного поля до 400 А/м относительно нормальных условий, % - при воздействии синусоидальных вибраций в диапазоне от 10 до 55 Гц, % - при воздействии одиночных механических ударов с пиковым ускорением 50 м/с2, % | ± 10 ± 10 ± 10 ± 5 ± 5 |
| Габаритные размеры, мм, не более - БОИ; - БДКГ-04; - БДКГ-05; - БДКГ-11; - БДКГ-11М; - БДПА-01; - БДПБ-01; - БДКН-05; - адаптер ВТ-DU; - портативный компьютер; - контейнер спектрометра МКС-АТ6101Д | 110 х 230 х 38 диаметр 61 х 205 диаметр 62 х 320 диаметр 78 х 350 диаметр 78 х 350 диаметр 87 х 205 диаметр 87 х 205 105 х 115 х 380 45 х 65 х 125 50 х 100 х 225 диаметр 130 х 480 |
| Масса, кг, не более - БОИ - БДКГ-04 - БДКГ-05 - БДКГ-11 - БДКГ-11М - БДПА-01 - БДПБ-01 - БДКН-05 - адаптер BT-DU | 0,80 0,50 1,20 1,90 1,70 0,55 0,65 3,50 0,25 |
| Характеристика | Значение |
| - портативный компьютер - контейнер спектрометра МКС-АТ6101Д | 0,70 2,40 |
Знак утверждения типа
наносится:
- на этикетку, расположенную на задней панели БОИ для спектрометров МКС-АТ6101, МКС-АТ6101А, МКС-АТ6101В, МКС-АТ6101Д;
- на этикетку, расположенную на торцевой поверхности блока детектирования гамма-излучения для спектрометра МКС-АТ6101С;
- на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
Комплект поставки спектрометров указан в таблице 3. Таблица 3
| Наименование, тип | Количество | Примечание |
| Спектрометр МКС-АТ-6101 |
| Блок обработки информации | 1 | |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-05 | 1 | |
| Блок детектирования альфа-излучения БДПА-01 | 1 | Поставляется по заказу |
| Блок детектирования бета-излучения БДПБ-01 | 1 | Поставляется по заказу |
| Руководство по эксплуатации | 1 | Содержит раздел "Поверка" |
| Комплект принадлежностей | 1 | Поставляется по заказу полностью или отдельные его части |
| Спектрометр МКС-АТ-6101 А |
| Блок обработки информации | 1 | |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-11 | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | Содержит раздел "Поверка" |
| Комплект принадлежностей | 1 | Поставляется по заказу полностью или отдельные его части |
| Спектрометр МКС-АТ-6101В |
| Блок обработки информации | 1 | |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-11 | 1 | |
| Блок детектирования альфа-излучения БДПА-01 | 1 | Поставляется по заказу |
| Блок детектирования бета-излучения БДПБ-01 | 1 | Поставляется по заказу |
| Руководство по эксплуатации | 1 | Содержит раздел "Поверка" |
| Комплект принадлежностей | 1 | Поставляется по заказу полностью или отдельные его части |
| Спектрометр МКС-АТ-6101Д | |
| Блок обработки информации | 1 | |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-11 | 1 | Размещается в контейнере |
| Контейнер | 1 | С кабелем |
| Руководство по эксплуатации | 1 | Содержит раздел "Поверка" |
| Комплект принадлежностей | 1 | Поставляется по заказу полностью или отдельные его части |
| Спектрометр МКС-АТ-6101С |
| Портативный компьютер «Nautiz X7» | 1 | |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-11М | 1 | |
| Наименование, тип | Количество | Примечание |
| Блок детектирования нейтронного излучения БДКН-05 | 1 | Поставляется по заказу |
| Блок детектирования гамма-излучения БДКГ-04 | 1 | Поставляется по заказу |
| Адаптер BT-DU | 1 | При поставке спектрометра с БДКГ-11М |
| 2 | При поставке спектрометра с БДКГ-04 и БДКН-05 |
| Комплект принадлежностей | 1 | Поставляется по заказу полностью или отдельные его части |
| Руководство по эксплуатации | 1 | Содержит раздел «Поверка» |
| Программное обеспечение «ATAS Scanner Mobile» | 1 | |
| Руководство оператора «ATAS Scanner Mobile» | 1 | |
| Программное обеспечение «GARM» | 1 | |
| Руководство оператора «GARM» | 1 | |
| Примечание - Допускается замена портативного компьютера «Nautiz X7» на другой с аналогичными техническими характеристиками |
Поверка
осуществляется по документу ТИАЯ.412155.002 МП «Спектрометры МКС-АТ6101. Методика поверки» (раздел 6 Руководства по эксплуатации «Поверка»), утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в июне 2014 г.
При поверке применяются источники фотонного излучения спектрометрические эталонные 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 типа ОСГИ-3 № г/р 46383-11, активностью от 3 до 100 кБк, из радионуклидов 241 Ат, 57Со, 139Се, 88Y, 113Sn, 54Mn, 22Na, 88Y, 137Cs, 228Т^ аттестованные по активности радионуклида в источнике с погрешностью не более ±6 %;
- источники бета-излучения эталонные 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 c радионуклидом 90Sr + 90Y типов 4СО, 5СО, 6СО с площадью рабочей поверхности 40, 100 и 160 см2 соответственно, активностью от 80 до 2,0^106, аттестованные по активности и потоку частиц с погрешностью не более ±6%;
- источники альфа-излучения эталонные 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 с радионуклидом 239Pu типов 4П9, 5П9, 6П9 с площадью рабочей поверхности 40, 100 и 160 см2 соответственно, активностью от 25 до 4,0405 Бк, аттестованные по активности и потоку частиц с погрешностью не более ±6%;
- эталонные источники быстрых нейтронов по ГОСТ 8.031-82 плутоний бериллиевые типа ИБН с потоком быстрых нейтронов от источника в телесный угол 4 л от 3-105 до 5-107 с-1; плотность потока нейтронов на расстоянии 1 м от источника 2,5 - 500 с-1-см-2. Погрешность аттестации по плотности потока не более ±8 %
- установка поверочная дозиметрическая гамма-излучения эталонная по ГОСТ 8.087-2000 с набором источников из радионуклида 137Cs, аттестованная по мощности кермы в воздухе в диапазоне измерений от 0,025 мкГр/ч до 8,4 мГр/ч с погрешностью не более ±5 %.
Сведения о методах измерений
приведены в документе: «Методика выполнения измерений экспрессным методом эффективной удельной активности природных радионуклидов 40K, 226Ra, 232Th в строительных материалах, сырье, изделиях, отходах промышленного производства и горных породах, удельной активности 134Cs, 137Cs в сельскохозяйственном сырье и кормах, продукции лесного хозяйства без предварительного отбора проб». МВИ.МН 2941-2014.
Нормативные документы
ГОСТ 27451-87 "Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия".
ГОСТ 26874-86 «Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров».
ГОСТ 17225-85 «Радиометры загрязненности поверхностей альфа- и бета-активными веществами. Общие технические требования и методы испытаний»;
ГОСТ Р 8.804-2012 «ГСИ. 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 амбиентно-го, направленного и индивидуального эквивалентов дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений»;
ГОСТ 8.033-96 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета- частиц и фотонов радионуклидных источников»
ГОСТ 8.031-82 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений потока и плотности потока нейтронов»
Технические условия ТУ BY 100865348.018-2006 «Спектрометры МКС-АТ6101».
Рекомендации к применению
- при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;
- при выполнении работ по осуществлению производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
- при осуществлении деятельности в области использования атомной энергии.
