Назначение
Установки гамма-спектрометрические мобильные ENV.GMS-08.02 (далее установки ENV.GMS-08.02) предназначены для измерения спектрального состава и интенсивности гамма-излучения, активности (удельной, объемной) гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах, а также для оценки содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения.
Установки ENV.GMS-08.02 предназначены для эксплуатации, как в передвижных, так и в стационарных радиометрических лабораториях.
Установки ENV.GMS-08.02 применяются на предприятиях атомной промышленности для радиационного контроля при перемещении и хранении контейнеров с радиоактивными отходами, а также для контроля окружающей среды, в том числе для измерения активности естественных и техногенных гамма-излучающих радионуклидов в пробах почв, горных пород, воды, строительных материалов, материалов химических производств, в сплавах, металлоломе и других технологических продуктах.
Описание
Установка ENV.GMS-08.02 представляет собой портативный гамма-спектрометр, размещенный на специальной колесной тележке, имеющей механизм вертикального перемещения детектора гамма-излучения, позволяющий устанавливать детектор на разной высоте от поверхности. На тележке также размещен коллиматор и установлен USB разветвитель, WiFi маршрутизатор и переносной компьютер, однако в режиме измерения и накопления спектров возможна автономная работа спектрометра без компьютера. В нижней части тележки размещен шаговый двигатель с устройством управления для перемещения детектора, источник бесперебойного питания и два электрических аккумулятора для обеспечения автономной работы установки.
Установка ENV.GMS-08.02 также включает в себя программный пакет ISOPLUS-B32 фирмы ORTEC, США, осуществляющий управление спектрометром, автоматизацию измерений и выполнение в интерактивном режиме оценок содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения.
Гамма-спектрометрический тракт установки ENV.GMS-08.02 представляет собой спектрометр-радиометр цифровой портативный digiDART, состоящий из:
- портативного полупроводникового детектора гамма-излучения на основе сверхчистого германия (ОЧГ-детектор) серии GEM с охлаждением жидким азотом;
- многоканального цифрового анализатора digiDART.
Спектрометры-радиометры цифровые портативные многоканальные гамма- и рентгеновского излучения digiDART фирмы PerkinElmer Instruments, торговая марка ORTEC, США (Гос-реестр № 23179-02).
Принцип действия измерительной гамма-спектрометрической части установки ENV.GMS-08.02 основан на:
- регистрации ОЧГ-детектором гамма-излучения, испускаемого радионуклидами, присутствующими в среде или образце;
- получении спектра амплитудного распределения;
- выделении в спектре пиков полного поглощения (ППП) гамма-квантов.
По положению ППП в спектре определяют энергии гамма-квантов Ej (спектрометр предварительно градуируют по энергии с помощью образцовых источников гамма излучения). По значениям энергий Ej идентифицируют радионуклиды, присутствующие в среде или образце.
Определяют скорости счета импульсов в ППП. Расчет активности радионуклидов, присутствующих в образце, проводят по скоростям счета импульсов в ППП с учетом абсолютных интенсивностей гамма-излучения и эффективности регистрации гамма-квантов в ППП, которая устанавливается расчетно-экспериментальным путем с использованием предварительной калибровки спектрометра по точечным образцовым мерам активности.
Оценку содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения при наличии в них многореперных радионуклидов проводят по скоростям счета импульсов в ППП гамма-квантов путем подбора свойств ослабления излучения и геометрических параметров. В результате этого подбора вводят поправки к расчетно-экспериментальным значениям эффективности регистрации гамма-квантов в пиках полного поглощения таким образом, чтобы совпадали значения активности, рассчитанные для всех линий радионуклида. Все операции производятся на персональном компьютере (ПК) с помощью программного пакета ISOPLUS-B32.
Работа спектрометра установки ENV.GMS-08.02 осуществляется под управлением оператора с ПК по беспроводной сети WLAN или (в режиме измерения и накопления спектров) с клавиатуры анализатора digiDART. В последнем случае для реализации аналитических возможностей установки предусмотрена передача накопленной информации для обработки в ПК.
Технические характеристики
Технические характеристики установки ENV.GMS-08.02 определяются, в основном, типом и эффективностью применяемых детекторов излучения.
Основные технические характеристики установки ENV.GMS-08.02 представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 Диапазон регистрируемых энергий гамма-излучения, кэВ | от 50 до 2000 |
| 2 Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность), % | не более ±0,025 |
| 3 Энергетическое разрешение спектрометрического тракта установки, кэВ: | 1,75-2,40 (по пику полного поглощения с энергией 1,33 МэВ), 0,825-1,5 (с энергией 122 кэВ) |
| 4 Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332,5 кэВ (Со-60) в пике полного поглощения, % | не менее 10 |
| 5 Максимальная входная статистическая загрузка, с’1 | не менее 1,0-105 |
| 6 Число каналов анализатора | 16384 |
| 7 Температурная нестабильность, %/°С | не более 0,0075 (при изменении температуры от минус 10 °C до плюс 60 °C) |
| 8 Время установления рабочего режима, мин | не более 30 (без учета времени охлаждения детектора) |
| 9 Время работы от встроенных аккумуляторов, ч | не менее 8 |
| 10 Нестабильность за время непрерывной работы, % | не более 0,1 |
| 11 Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °C - атмосферное давление, кПа - относительная влажность воздуха, % | от минус 10 до плюс 40 от 86 до 106.7 от 30 до 80 |
| 12 Питание установки: - спектрометр digiDART от встроенного аккумулятора типа SONY NP-960 напряжением, В от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА - портативный компьютер от аккумулятора напряжением, В от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА - подъемный механизм детектора от двух аккумуляторов Siemens 6EP1935-6MF01 напряжением, В от сети переменного тока частотой 50 (+1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА | 7,2 220*33 не более 15 12 220:23з не более 65 24 220*33 не более 85 |
Окончаниее таблицы 1
| Наименование характеристики | Значение |
| 15 Габаритные размеры (длинахширинахвысота) и масса установки ENV.GMS-08.02 | 1900x1080x700 мм не более 150 кг |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота) и масса основных частей установки ENV.GMS-08.02: - тележка для установки и перемещения комплекса - EVN.COLr08.02 (защита из свинца с креплением детектора, и коллиматор, толщиной 7,5 см) | 1900x1080x700 мм 25 кг 385х250хх250 мм 100 кг |
| - анализатор digiDART | 200x100x75 мм 0,9 кг (с аккумулятором) |
| - детектор GEM с дьюаром | 229x302x645 мм 10 кг |
| - портативный компьютер | 358x227x35мм 2,7 кг |
| - лазерный дальномер | 100x58x32 мм 0,175 кг |
Радиационные характеристики установки определены по источникам типа ОСГИ в штатной геометрии (на оси симметрии детектора, на расстоянии 250 мм от торцевой поверхности криостата).
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на корпус установки ENV.GMS-08.02 и на титульные листы эксплуатационной документации методом компьютерной графики.
Комплектность
В состав установки ENV.GMS-08.02 входят составные части, указанные в таблице 2. Таблица 2
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Спектрометр-радиометр цифровой портативный digiDART в составе: цифровой портативный многоканальный анализатор; детектирующая система: ОЧГ детектор гамма-излучения, система охлаждения: сосуд Дьюара, криостат | DigiDART GEM40-83-S MOD-7L GG-GEM-S | 1 1 1 1 | Номер Росреестра СИ РФ 23179-08 |
| Тележка для установки и перемещения детектора | ENV.CART-08.02 | 1 | |
| Коллиматор | EVN.COL-08.02 | 1 | |
| Адаптер для наполнения жидким азотом | Fill Funnel | 1 | |
Программное обеспечение | ISOPLUS-B32 | 1 | |
| Портативный компьютер | HP 530 KP477AA | 1 | |
| WiFi маршрутизатор | WL-530gV2 | 1 | |
| USB разветвитель | F5L009 | 1 | |
| Лазерный дальномер | DLE-50 | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | РР918РЭ | 1 | |
| Формуляр | РР918ФО | 1 | |
| Методика поверки | | 1 | |
Поверка
Поверка установки ENV.GMS-08.02 проводится в соответствии с документом «Установки гамма-спектрометрические стационарные ENV.GMS-08.01 и мобильные ENV.GMS-08.02 фирмы «ENVINET» a.s., Чехия. Методика поверки», согласованным ГЦИ СИ ФГУ «Менделеевский ЦСМ» в мае 2009 г.
Основными средствами поверки являются источники фотонного излучения радионуклидные закрытые спектрометрические эталонные ОСГИ-3 - рабочие эталоны 1-го разряда спектрометрические гамма-источники из радионуклидов 55Fe, 57Со, 60Со, 139Се, 137Cs, 22Na, 88Y, 152Eu, 241 Am, активностью от 104 до 105 Бк.
Межповерочный интервал - 2 года.
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.
ГОСТ 8.033-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников.
Техническая документация фирмы ENVINET a.s., Чехия.
Заключение
Тип установки гамма-спектрометрические мобильные ENV.GMS-08.02 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме по ГОСТ 8.033-96.
