Назначение
Установка поверочная нейтронного излучения УПН-АТ140 (далее - установка) предназначена для воспроизведения и передачи единиц плотности потока нейтронов, мощности амби-ентного эквивалента дозы H*(10) и индивидуального эквивалента дозы H*p(10) нейтронного
излучения при поверке, калибровке, градуировке и испытаниях радиометров и дозиметров нейтронного излучения.
Описание
Принцип действия установки основан на создании в месте расположения детектора дозиметра или радиометра нейтронов заданного значения плотности потока нейтронов (ППН) или мощности амбиентного эквивалента дозы нейтронного излучений (МАЭД) в «открытой» геометрии или в коллимированном пучке быстрых и тепловых нейтронов от радионуклидного источника. Коэффициенты связи между значениями ППН и МАЭД определены стандартом ISO-8529.
Установка с комплектом источников нейтронов обеспечивает создание поля быстрых или тепловых нейтронов в коллимированном пучке установок типа УКПН, а также поля быстрых нейтронов в «открытой» геометрии.
Установка является стационарным средством измерений и по условиям эксплуатации относится к категории исполнения УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69 со следующими уточнениями:
- температура окружающего воздуха от 15 °С до 35 °С;
- относительная влажность при температуре 25 °С до 80 %;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.
Установка обеспечивает формирование нейтронного поля:
- коллимированного пучка быстрых нейтронов в геометрии коллимационного узла с использованием вставки-коллиматора из 5-процентного борированного полиэтилена;
- коллимированного пучка тепловых нейтронов в геометрии коллимационного узла с использованием тепловой вставки из полиэтилена и кадмиевого экрана толщиной 1 мм и диаметром 300 мм;
- широкого пучка нейтронов в «открытой» геометрии с использованием специального держателя и экранирующего конуса из стали и борированного полиэтилена длиной 500 мм (200 мм - сталь, 300 мм - борированный полиэтилен) с диаметрами оснований 50 и 250 мм.
Изменение значений МАЭД или ППН достигается изменением расстояния «источник-детектор» или заменой радионуклидного источника нейтронов.
Основными составными частями установки являются:
- дистанционно управляемый облучатель ДУ0-АТ140 (ДУО);
- калибровочный стенд КС-АТ140 (КС);
- система сигнализации и блокировки ССБ-АТ140 (ССБ);
- система радиационного контроля СРК-АТ2327 (СРК);
ДУО обеспечивает автоматическое управление положением источников нейтронов, формирование поля быстрых и тепловых нейтронов, а также радиационную безопасность установки совместно с ССБ и СРК. Основные элементы ДУО: облучатель, содержащий коллиматор, магазин источников нейтронов и привод захвата, блок управления ДУО-АТ 140. В магазине источников барабанного типа может находиться до трех источников нейтронов.
1 - корпус коллиматора; 2 - шпилька (4 шт.); 3 - кожух; 4 - диск верхний;
5 - диск нижний; 6 - канал коллиматора; 7 - вставка-коллиматор;
8 - пробка коллиматора; 9 - фиксатор (2 шт.); 10 - заглушка; 11 - ступенчатый паз;
12 - рым-гайка; 13 - паз для ориентации.
Рисунок 1 - Общий вид коллиматора для формирования поля быстрых нейтронов
Корпус коллиматора (1) имеет цилиндрическую форму, выполнен из нескольких элементов, которые расположены в кожухе (3) между дисками (4) и (5) и стянуты четырьмя шпильками (2). Материал элементов - борированный полиэтилен. Корпус имеет вертикальное отверстие, в которое вставлен канал коллиматора (6), и горизонтальное отверстие для установки вставки-коллиматора (7) и пробки коллиматора (8) с коническим коллимационным отверстием. Вставка и пробка коллиматора устанавливаются до упора в канал. Правильная установка вставки-коллиматора и соответствующей пробки обеспечивается определенной их ориентацией. Пазы (13) должны находиться против рисок на кожухе. Вставка-коллиматор имеет фиксаторы (9) для фиксации заглушки коллиматора (14) и технологической вставки. Для прохождения по каналу коллиматора кронштейна с электромагнитным захватом коллиматор имеет ступенчатый сквозной паз (11). В облучателе предусмотрена заглушка (10), устанавливаемая в коллимационное отверстие при загрузке и выгрузке источников, а также в аварийной ситуации. Вместо вставки-коллиматора и пробки коллиматора предусмотрена установка в корпус коллиматора вставки тепловой и соответствующей ей пробки тепловой и дополнительно кадмиевого экрана из комплекта принадлежностей ДУО (см. рисунок 2). Кадмиевый экран устанавливается непосредственно на коллиматор и фиксируется на тепловой вставке.
/
1 - корпус коллиматора; 2 - пробка тепловая; 3 - паз для ориентации;
4 - вставка тепловая; 5 - экран кадмиевый;
6 - фиксатор для экрана кадмиевого (2 шт.).
Рисунок 2 - Общий вид коллиматора с тепловой вставкой и тепловой пробкой для формирования поля тепловых нейтронов
Смещение центра радионуклидного источника в положение «Экспозиция» относительно оси пучка нейтронов составляет не более 2 мм.
КС обеспечивает автоматическое линейное позиционирование поверяемого прибора относительно облучателя, а также управление устройством гамма-фона (УГФ).
Основные элементы КС:
- подвижная платформа с рабочим столом для размещения блоков детектирования поверяемых приборов, оснащенным механизмом юстировки блоков детектирования относительно пучка нейтронного излучения;
- основание с направляющими, по которым перемещается подвижная платформа;
- система точного позиционирования подвижной платформы вдоль продольной оси пучка нейтронного излучения (по координате Х).
КС обеспечивает оцифровку координаты Х с привязкой начала координаты к центру источника после проведения центрирования детектора в пучке излучения, с использованием юстировочной системы.
В установке обеспечивается изменение расстояний между центром радионуклидного источника, находящегося в положении «Экспозиция», и центром детектора поверяемого прибора вдоль продольной оси калибровочного стенда в диапазоне от 0,3 до 3 м.
Относительная погрешность определения расстояния от центра источника в положении «Экспозиция» до центра детектора поверяемого прибора не более ±0,2 %.
Смещение центров оснований экранирующего конуса относительно оси, проходящей через центр радионуклидного источника нейтронов и эффективный центр детектора, не более 5 мм.
Установка обеспечивает дистанционное наблюдение за показаниями приборов с использованием системы видеонаблюдения (СВП).
Установка обеспечивает проверку чувствительности радиометров нейтронов к фоновому гамма-излучению с использованием устройства гамма-фона, создающего в точке расположения центра детектора нейтронов мощность амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения (2,0±0,6) мЗв/ч с использованием источника Cs-137 типа ИГИ-Ц-4-3 с максимальной активностью 3 • 1010 Бк.
Точность установки расстояния между центром источника гамма-излучения для создания фона и центром детектора нейтронов не более ±3 мм.
В установке предусмотрена система видеоконтроля СВК-АТ140 для наблюдения за помещением рабочей камеры.
Перевод источника излучения в облучателе в рабочее положение и в положение «Хранение», а также поверяемого прибора, размещенного на подвижной платформе, в пучке излучения установки осуществляется оператором дистанционно с пульта управления.
В установке предусмотрен интерфейсный адаптер USB/RS485 для обеспечения дополнительной возможности управления ДУО и КС от персонального компьютера (ПК).
В установке предусмотрены системы для обеспечения радиационной безопасности, включающие:
- систему блокировок (блокировка входной двери, блокировка перевода ИИ из положения «Хранение» в рабочее положение, автоматический перевод ИИ из рабочего положения в положение «Хранение» при возникновении радиационно опасных ситуаций);
- систему световой и звуковой сигнализации, связанную с положением ИИ в облучателе и УГФ и состоянием входной двери;
- систему световой и звуковой сигнализации радиационной обстановки и контроля уровней нейтронного и гамма-излучения в рабочей камере, лабиринте и операторской.
Установка размещается в специально оборудованном помещении, обеспечивающем защиту персонала от воздействия нейтронного излучения.
Оборудование установки размещается в двух смежных помещениях - комнате облучения (рабочей камере) и комнате управления (операторской).
Составные части в операторской:
- блоки управления ДУО-АТ140 и КС-АТ140;
- пульты управления ДУО-АТ140 и КС-АТ140;
- блок управления ССБ-АТ140;
- элементы СРК, СВП, СВК-АТ140, ССБ-АТ140;
- ПК.
Диапазоны значений плотности потока и мощности амбиентной дозы нейтронного излучения, обеспечиваемые установкой, достигаются применением радионуклидных источников излучения различной активности и изменением расстояния между источником и детектором в интервале расстояний установки.
Вид и значение используемой при поверке радиометров и дозиметров нейтронного излучения величины определяются на основе данных поверки установки с комплектом применяемых источников.
Программное обеспечение
состоит из встроенного и внешнего.
Встроенное ПО установлено:
- в контроллер ДУО-АТ140. Программа контроллера ДУО (контроллера блока управления ДУО-АТ 140) обеспечивает управление процессом перемещения (позиционирования) источников в облучателе и обработку сигналов ДУО;
- контроллер КС-АТ140. Программа контроллера КС (контроллера блока управления КС-АТ140) обеспечивает управление и позиционирование подвижной платформы по заданным координатам, управление устройством гамма-фона и обработку сигналов КС;
- панель оператора пульта управления ДУО-АТ 140. Программа панели оператора ДУО (панели оператора пульта управления ДУО-АТ 140) обеспечивает отображение состояния облучателя и инициализацию процесса перемещения источника путем передачи команд и обмена данными с контроллером ДУО;
- панель оператора пульта управления КС-АТ140. Программа панели оператора КС (панели оператора пульта управления КС-АТ140) обеспечивает отображение текущего состояния КС, передачу команд позиционирования контроллеру КС.
Встроенное ПО является метрологически значимым.
Внешнее ПО «Программный комплекс УПН» поставляется на компакт-диске, устанавливается на ПК. Метрологически значимая программа «UPNControl», входящая в «Программный комплекс УПН», обеспечивает связь с установкой, ввод и редактирование данных о средствах измерений (СИ) радиационного контроля, эталонных СИ, эталонных источниках излучения (ИИ), их поверках, сценариях поверок и сохранение их в базе данных, пересчет метрологически значимых величин и сохранение результатов измерений в базе данных.
Идентификационные данные ПО установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ 140 представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Встроенное ПО | Внешнее ПО |
| Идентификационное наименование ПО | IPLC | CPLC | IPO | CPO | UPNCon- trol.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.11) | 2.11) | 2.11) | 2.11) | 1.0.0.01) |
| Цифровой идентификатор ПО (по MD5) | Не определен2) | Не определен2) | Не определен2) | Не определен2) | 46e975ae5f8 88687ab5d6b 88efa27 0 003) |
| !) Номер версии программного обеспечения не ниже указанного в таблице. 2) Встроенное ПО устанавливается на стадии производства. Доступа к цифровому идентификатору встроенного ПО нет. 3) Контрольная сумма относится к текущей версии программного обеспечения (1.0.0.0). |
В ПО установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140 защита от непреднамеренных и преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных данных осуществляется: автоматическим контролем целостности ПО (самотестирование); паролем для доступа к функциям внешнего ПО.
В соответствии с Р 50.2.077-2014 уровень защиты встроенного ПО установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий».
В соответствии с Р 50.2.077-2014 уровень защиты внешнего ПО установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний».
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики установки УПН-АТ140 приведены в таблице 2.
Таблица 2_
| Наименование характеристики | Номинальные значения |
| Диапазон воспроизведения плотности потока быстрых нейтронов, -1 -2 с •см | 2,5 - 3,5403 |
| Диапазон воспроизведения плотности потока тепловых нейтронов, с-1 •см-2 | 1,0 - 1,Ф103 |
| Диапазон воспроизведения мощности амбиентного эквивалента дозы нейтронного излучения, H * ( 10), мкЗв/ч | 3,5 - 4>103 |
| Диапазон воспроизведения мощности индивидуального эквивалента дозы нейтронного излучения Hi*p( 10), мкЗв/ч | 3,5 - 4>103 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки, % - при воспроизведении плотности потока нейтронов - при воспроизведении мощности амбиентного эквивалента дозы (индивидуального эквивалента дозы) нейтронного излучения | ± 5 ± 7 |
| Отклонение от параллельности центральной оси пучка нейтронов относительно продольной оси калибровочного стенда, мм на 1 м, не более | ± 5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности определения расстояния от центра источника в положении "Экспозиция" до центра детектора поверяемого прибора, % | ± 0,2 |
| Диапазон перемещения рабочего стола подвижной платформы - по вертикали - по горизонтали: - вдоль оси пучка излучения - поперёк оси пучка излучения -вокруг вертикальной оси | от 1140 до 1480 мм ± 50 мм ± 140 мм 360° с фиксацией через 15° (для поворотного столика) |
| Мощность амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения, создаваемая устройством гамма-фона в точке расположения центра детектора нейтронов, мЗв/ч | 2,0 ± 0,6 |
| Номинальное напряжение питания, В | 230 ± 23 |
| Наименование характеристики | Номинальные значения |
| Мощность, потребляемая дополнительным оборудованием, ВА, не более | 400 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 1 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 24 |
| Масса оборудования, устанавливаемого на подвижную платформу, кг, не более в том числе, на рабочий стол | 75 35 |
| Рабочие условия эксплуатации - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре 25°С, %, не более - атмосферное давление, кПа | от 15 до 35 80 от 84 до 106,7 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Среднее время восстановления, ч | 12 |
Примечания
1 Номинальные значения границ диапазонов измеряемых величин заданы для интервала расстояний 0,75-3,0 м и источников типов ИБН-8-3 - НК252М11.28.
2 Действительные значения границ диапазонов для применяемого в установке комплекта источников и интервала расстояний определяются при её поверке.
Знак утверждения типа
наносится на пульт управления и на титульный лист руководства по эксплуатации ТИАЯ.412118.031 РЭ методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140 входят составные части и эксплуатационная документация, указанные в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование, тип | Обозначение | Коли- чест во | Примечание |
| 1. Дистанционно управляемый облучатель ДУО-АТ140 в составе: | ТИАЯ.441344.002 | | |
| - облучатель^ | | 1 | |
| - блок управления ДУО-АТ140 | | 1 | |
| - пульт управления ДУО-АТ140 | | 1 | |
| - датчик волоконно-оптический | | 1 | |
| - комплект кабелей и шин | | 1 | |
| Наименование, тип | Обозначение | Коли- чест- во | Примечание |
| - комплект принадлежностей ДУО-АТ140 | | 1 | Содержит перегрузочный контейнер, подъемник, комплект держателей источников, комплект приспособлений для сборки держателей, контрольнотехнологические приспособления, кадмиевый экран |
| 2. Стенд калибровочный КС-АТ 140 в составе: | ТИАЯ.441534.028 | | |
| - основание1^ | | 1 | |
| - подвижная платформа1^ | | 1 | Содержит устройство гамма-фона, держатель источника ИГИ-Ц-4-3, пульт ручного управления, блок питания видеосистем |
| - блок управления КС-АТ140 | | 1 | |
| - пульт управления КС-АТ140 | | 1 | |
| - передающая часть системы видеонаблюдения в составе: | | 1 | |
| - видеокамера | | 1 | |
| - блок питания | | 1 | |
| - монитор наведения | | 1 | |
| - усилитель-разветвитель видеосигнала - лазерное устройство - блок питания лазерных устройств | | 1 ..................2.................. ....................1................... | .......................................................................................................................................... |
| - комплект приспособлений для контроля работоспособности установки | | 1 | Содержит стержни калиброванной длины, ленту измерительную эталонную, штангенциркуль, уровень брусковый |
| - комплект принадлежностей КС-АТ 140 | | 1 | Содержит поворотный столик, подставки для фиксации блоков детектирования, захват пневматический, фантом 300^300x150 мм |
| Наименование, тип | Обозначение | Коли- чест- во | Примечание |
| 3. Приемная часть системы видеонаблюдения показаний в составе: | ТИАЯ.468211.010 | | |
| - монитор наблюдения | | 1 | |
| - видеорегистратор | | 1 | |
| 4. Система сигнализации и блокировки ССБ-АТ140 в составе: | ТИАЯ.468232.019 | | |
| - устройство сигнализации | | 3 | |
| - блок управления | | 1 | |
| - комплект кабелей и шин | | 1 | |
| - устройство индикации | | 1 | |
| - пульт двери | | 1 | |
| - комплект кабелей | | 1 | |
| - дверь | | 1 | Содержит электромеханический замок |
| - выключатель бесконтактный магнитный | | 2 | |
| 5. Переговорное устройство в составе: | ТИАЯ.465317.001 | | |
| - мастер-станция - абонентская станция - блок питания | | 1 ....................1................... ....................1................... | .......................................................................................................................................... |
| 6. Измеритель-сигнализатор СРК-АТ2327 | ТИАЯ.412118.014 | 1 | Руководство по эксплуатации |
| 7. Система видеоконтроля СВК-АТ140 в составе: | ТИАЯ.468211.012 | | |
| - блок питания | | 1 | |
| - видеокамера с объективом - видеорегистратор - кронштейн | | 2 ....................1................... ..................2.................. | .......................................................................................................................................... |
| - видеомонитор контроля | | 1 | |
| - комплект кабелей | | 1 | |
| 8. Трансформатор разделительный ТР-1000М | | 1 | |
| 9. Источник бесперебойного питания | | 1 | |
| 10. Фильтр сетевой | | 1 | |
| 11. Колодка БСНиКО | | 1 | |
| 12. Адаптер интерфейсный | ТИАЯ.468353.025 | 1 | |
| 13. Комплект кабелей | | 1 | |
| 14. Персональный компьютер | | 1 | |
| Наименование, тип | Обозначение | Коли- чест- во | Примечание |
| 15. Комплект принадлежностей | ТИАЯ.412918.084 | 1 | Содержит экранирующий конус, кран гидравлический 1т складной |
| 16. Комплект монтажных частей | ТИАЯ.412918.088 | 1 | |
| 17. Комплект запасных частей | ТИАЯ.412918.083 | 1 | |
| 18. Руководство по эксплуатации | ТИАЯ.412118.031 РЭ | 1 | |
| 19. Методика поверки | ТИАЯ.412118.031 МП | | |
| 1) Поставляется в разобранном виде. 2) При заказе источников держатели с паспортами, а также приспособления для сборки держателей из комплекта поставки высылаются изготовителю (поставщику) источников. |
Поверка
осуществляется по документу ТИАЯ.412118.031 МП «Установка поверочная нейтронного излучения УПН-АТ140. Методика поверки», утверждённому ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 04.06.2015 г. (Раздел 5 Руководства по эксплуатации).
При поверке применяются:
- эталон плотности потока нейтронов, аттестованный в ранге не ниже вторичного в соответствии с поверочной схемой ГОСТ 8.031-82;
- эталон мощности эквивалента дозы нейтронного излучения, аттестованный в ранге не ниже вторичного в соответствии с поверочной схемой ГОСТ Р 8.803-2012.
Знак поверки (оттиск поверительного клейма) наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
МИ 2513-99 ГСИ Радиометры нейтронов. Методика поверки на установках типа УКПН (КИС НРД МБм).
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к установке поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140
1. ГОСТ 4.59-79 Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей.
2. ГОСТ 27451-86 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия.
3. ГОСТ 8.031-82 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения потока и плотности потока нейтронов.
4. ГОСТ Р 8.803-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений мощности поглощенной дозы и мощности эквивалента дозы нейтронного излучения.
5. ГОСТ 8.521-84 ГСИ. Установки поверочные нейтронного излучения. Методика поверки.
6. Технические условия «Установка поверочная нейтронного излучения УПН-АТ140 ТУ BY 100865348.022-2015».
63548-16: Методика поверки ТИАЯ.412118.031 МПСкачать880.9 Кб