Назначение
Установки гамма-спектрометрические стационарные ENV.GMS-08.01 (далее установки ENV.GMS-08.01) 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 гамма-спектрометрические стационарные ENV.GMS-08.01 применяются на предприятиях атомной промышленности для радиационного контроля при перемещении и хранении радиоактивных отходов, упакованных в 50, 100 или 200-литровых бочках.
Описание
Установка ENV.GMS-08.01 представляет собой портативный гамма-спектрометр, размещенный на специальной раме, имеющей механизм вертикального перемещения детектора гамма-излучения, позволяющий устанавливать детектор на разной высоте от поверхности. На раме также размещен коллиматор, установлен USB разветвитель, WiFi маршрутизатор, шаговый двигатель, датчики верхнего и нижнего концевого положения детектора и концевые выключатели. Электроника управления и источник питания размещены в поворотном столе или в шкафу щита электропитания в зависимости от варианта изготовления установки.
Установка ENV.GMS-08.01 включает в себя программное обеспечение RADRUS фирмы Envinet a.s., Чехия, служащее для управления спектрометром и автоматизации измерений, а также программный пакет GammaVision-32 фирмы ORTEC, США для выполнения в интерактивном режиме оценок содержания гамма-излучающих радионуклидов в средах и образцах с недостаточно известными свойствами поглощения гамма-излучения.
Установки ENV.GMS-08.01 изготавливаются в двух видах исполнений ENV.GMS-08.01S и ENV.GMS-08.01M позволяющих проводить анализ радиоактивных отходов, упакованных в бочки емкостью 50, 100 и 200 литров:
- установка ENV.GMS-08.01 S - в автоматическом режиме с конвейерной подачей упаковок;
- установка ENV.GMS-08.01M - для анализа радиоактивных отходов в отдельных упаковках.
Гамма-спектрометрический тракт установки ENV.GMS-08.01 представляет собой спектрометр-радиометр цифровой портативный многоканальный гамма- и рентгеновского излучения digiDART фирмы PerkinElmer Instruments, торговая марка ORTEC, США (Госреестр № 23179-02), состоящий из:
- портативного полупроводникового детектора гамма-излучения на основе сверхчистого германия (ОЧГ-детектор) серии GEM с охлаждением жидким азотом в установке ENV.GMS-08.01M или устройством электроохлаждения X-Cooler II в установке ENV.GMS-08.01 S.
- многоканального цифрового анализатора digiDART.
Принцип действия измерительной гамма-спектрометрической части установки ENV.GMS-08.01 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 Ei (спектрометр предварительно градуируют по энергии с помощью эталонных источников гамма излучения), по значениям энергий Ej идентифицируют радионуклиды, присутствующие в среде или образце.
Определяют скорости счета импульсов в пиках полного поглощения. 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 пиках полного поглощения, 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 в ППП гамма-квантов путем подбора свойств ослабления излучения и геометрических параметров. В результате этого подбора вводят поправки к расчетно-экспериментальным значениям эффективности регистрации таким образом, чтобы совпадали значения активности, рассчитанные для всех линий радионуклида. Все эти операции производятся на персональном компьютере (ПК) с помощью программного пакета GammaVision-32.
Работа спектрометра установки ENV.GMS-08.01 осуществляется под управлением оператора с ПК по беспроводной сети WLAN с использованием протокола TCP/IP.
Технические характеристики
Технические характеристики установки ENV.GMS-08.01 определяются, в основном, типом и эффективностью применяемых детекторов излучения.
Основные технические характеристики установки ENV.GMS-08.01 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: Исполнение ENV.GMS-08.01 S: - установка гамма- спектрометрическая от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА - роликовый конвейер от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением, В потребляемая мощность, кВА Исполнение ENV.GMS-08.01 М: - спектрометр digiDART от встроенного аккумулятора типа SONY NP-960 напряжением, В от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА | 2201зз не более 1000 3801g 12 7,2 2201g не более 15 |
Окончание таблицы 1
| Наименование характеристики | Значение |
| - портативный компьютер от аккумулятора напряжением, В от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц на пряжением, В потребляемая мощность, ВА - подъемный механизм и система охлаждения детектора от сети переменного тока частотой 50 (±1) Гц напряжением, В потребляемая мощность, ВА | 12 22(Г223 не более 65 22(Г22 не более 300 |
| 13 Габаритные размеры (длинахширинахвысота) и масса основных частей установки ENV.GMS-08.01 Исполнение ENV.GMS-08.01 S: - тележка для установки детектора ENV.CART-08.01 - коллиматор EVN.COL-08.01 - щит распределительный E0957SP03 - щит распределительный E0957 SP02 (конвейер) - роликовый конвейер - портативный компьютер Исполнение ENV.GMS-08.01 М: - тележка для установки и перемещения детектора - коллиматор EVN.COL-08.02 - анализатор digiDART - криостат с дьюаром CFG-GG-GEM40-7L - портативный компьютер - поворотный стол для бочек EVN.TURN-08.01 | 12400x4400x700 мм 4500 кг 800x700x1770 мм 100 кг 515x530x465 мм 240 кг 600x300x1400 мм 55 кг 800x500x2200 мм 80 кг 11300x4400x75 мм 4000 кг 358x227x35 мм 2,7 кг 1770x1510x700 мм не более 250 кг 1770x800x700 мм 80 кг 385x250x250 мм 100 кг 200x100x75 мм 0,9 кг 229x302x445 мм не более 10 кг 358x227x35 мм 2,7 кг 700x700x405 мм не более 60 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-08.01 и на титульные листы эксплуатационной документации методом компьютерной графики.
Комплектность
В состав установки ENV.GMS-08.01 входят составные части, указанные в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование Спектрометр-радиометр цифровой портативный digiDART в составе: цифровой портативный многоканальный анализатор; детектирующая система: ОЧГ детектор гамма-излучения, система охлаждения: сосуд Дьюара, криостат X-Cooler II | Обозначение DigiDART GEM40-83-S MOD-7L *** GG-GEM-S*** X-COOLER II**** | Количество 1 1 ।* *** 1* **** | Примеча-ние Внесен в Госреестр СИ РФ №23179-02 |
| Тележка для установки и перемещения детектора | ENV.CART-08.01 | 1 | |
| Коллиматор | ENV.COL-08.01 | ]*** | |
| Коллиматор | EVN.COL-08.02 | 1* **** | |
| Адаптер для наполнения жидким азотом | Fill Funnel | I** | |
Программное обеспечение | ПО RADRUS_M2(S1) GammaVision-32 | 1 1* | |
| Портативный компьютер | HP 530 KP477AA | 1 | |
| WiFi маршрутизатор | WL530gV2 | 1 | |
| CipherLab 8370 | Сканер штрих-кода | 1 **** | |
| E0957_VD01 | Роликовый конвейер | । **** | |
| АЕ1260 | Щит распределительный | । **** | |
| RS542065 | Щит распределительный конвейера | j **** | |
| USB разветвитель | F5L009 | 1 | |
| Щит электропитания | E0957SP03 | 1* | |
| Поворотный стол для бочек | ENV.TURN-08.02 | ।* *** | |
| Руководство по эксплуатации | РР917М РЭ PP917S РЭ | 1 | |
| Формуляр | РР917М ФО PP917S ФО | 1 | |
| Методика поверки | | 1 | |
Примечания
* количество и тип - по согласованию с заказчиком;
** дополнительная поставка - по желанию заказчика;
*** для исполнения ENV.GMS-08.01M;
**** для исполнения ENV.GMS-08.01 S.
Поверка
Поверка установки ENV.GMS-08.01 проводится в соответствии с документом «Установки спектрометрические ENV.GMS-08.01 и ENV.GMS-08.02 фирмы «ENVINET» a.s., Чехия», согласованным ГЦИ СИ ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (Центральное отделение) 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 стационарные ENV.GMS-08.01 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.
