Назначение
Установки спектрометрические рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-МСА527 (далее по тексту - установки) предназначены для измерения энергии испускаемых радионуклидами фотонов рентгеновского и гамма-излучения, определения радионуклидного состава счетных образцов.
Описание
Конструктивно установки состоят из блока детектирования (БД), многоканального цифрового анализатора MCA527 типов MCA527, MCA527L, в зависимости от условий заказа может быть дополнено системой охлаждения, устройством перемещения с механической системой позиционирования детектора и съемными коллиматорами, низкофоновой свинцовой защиты СЕГР-С50, СЕГР-С100, СЕГР-М50, СЕГР-М100 для повышения чувствительности за счет снижения уровня внешнего гамма-фона. Класс защиты анализатора IP42.
Принцип действия установки основан на преобразовании энергии гамма-квантов в чувствительном объеме детектора в электрические импульсы пропорциональной амплитуды с последующей их регистрацией и обработкой многоканальным амплитудным анализатором.
Обработка результатов измерений, управление процессами регистрации и накопления спектров гамма-излучения обеспечиваются компьютером с соответствующим программным обеспечением.
Определение активности (удельной, объемной) гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах может быть реализовано в соответствии с ГОСТ Р 8.594-2002 «Метрологическое обеспечение радиационного контроля» только при наличии аттестованных в установленном порядке методик выполнения измерений. Определенные заказчиком геометрии счетных образцов должны быть поверены аккредитованной метрологической службой с обязательным занесением в свидетельство о первичной (периодической) поверке для последующего метрологического обслуживания.
Установки могут быть использованы как в условиях стационарных, так и передвижных лабораторий. На стойках передвижной платформы (Рисунок 2) размещены устройства подъема и поворота, служащие для наведения блока детектирования на измеряемый объект. На полках передней стойки размещены ноутбук и БД с многоканальным цифровым анализатором. На боковой поверхности блока свинцовой защиты с коллиматорами размещен лазерный дальномер-указатель, служащий для точного наведения блока детектирования на измеряемый объект и измерения расстояния до измеряемого объекта
Установки выпускаются следующих модификаций:
- СЕГР-МСА527-ППД с полупроводниковым детектором на основе сверхчистого германия;
- СЕГР-МСА527-CZT с полупроводниковым детектором на основе CdZnTe;
- СЕГР-МСА527-СЦ на основе сцинтилляционного детектора.
Варианты исполнения установок:
- модификации СЕГР-МСА527-ППД - полупроводниковый детектор на основе сверхчистого германия серий GEM, GMX, GLP, SGD-GEM, GPD, GCD, GC, XtRa, RaGe, BeGe, LeGe,UltraLeGe;
- модификации СЕГР-МСА527-CZT - полупроводниковый детектор CdZnTe (далее - CZT) типов CZT/500, CZT/1500, SDP310, SDP311, TSDP410, SDP500;
- модификации СЕГР-МСА527-СЦ - сцинтилляционные детекторы на основе NaI(Tl) моделей 40mmS40mm/2, 8S2/2, 10S10/3, 12S12/3, 20S11/5, на основе LaBr3(Ce) модель APD 9x9x20/ D380.
Установка включает полнофункциональный цифровой анализатор гамма и рентгеновского излучения MCA527, который обладает следующими возможностями:
- наличие встроенного аккумулятора, обеспечивающего автономное питание более 14 часов;
- полный компьютерный контроль всех функций спектрометра через порты USB,RS-232,Ethernet;
- функция MSC временного анализа счета количества импульсов в заданных временных интервалах;
- функция LIST анализа времени прихода импульсов и LIST2 интервалов между парами импульсов (MCA527).
Для управления установкой используется персональный компьютер с установленным программным обеспечением SpectraLine GP.
Внешний вид установок и схема пломбировки приведены на рисунках 1, 2, 3 и 4.
Рис. 1. Внешний вид установки спектрометрической рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-МСА527-СЦ, полупроводникового детектора на основе CdZnTe - CZT/500 и многоканального цифрового анализатора MCA527
Рис.2 Внешний вид установки спектрометрической рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-МСА527-ППД в комплектации с системой перемещения, позиционирования и коллиматорами.
Рис. 3 Внешний вид съемных коллиматоров толщиной 100 мм (защита СЕГР-М100) и 50 мм(защита СЕГР-М50)
б)
а) б)
в)
г)
Рис.4 Внешний вид установки спектрометрической рентгеновского и гамма-излучения исполнение СЕГР-МСА527-ППД на основе электроохладителя X-cooler III (а), гибридного криостата Mobius Recycler (б) жидкоазотного охлаждения (в) с дьюаром в комплекте с низкофоновой защитой толщиной 100 мм(защита СЕГР-С100) (а,б,в) и 50 мм(защита СЕГР-С50) (г).
Программное обеспечение
Установки оснащены программным обеспечением (далее - ПО). SpectraLineGP
Передача данных от многоканального цифрового анализатора MCA527 (далее - СУ) осуществляется с помощью управляющего ПО WinSpec.
ПО SpectraLineGP предназначено для управления СУ, накопления и сохранения спектров, обработки полученных спектров, определения радионуклидного состава анализируемой пробы, создания рабочей библиотеки радионуклидов, получения отчетов (протоколов) измерений.
ПО защищено электронным ключом от несанкционированного доступа к настройкам. Без электронного ключа Пользователь не имеет доступа к СУ и не может сохранять на диске файлы спектра.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| WinSpec | Mca32.exe | 7.0.1.0 | 2A6DDE1D | WIN-SFV32 |
| SpectraLineGP | SpectraLineGP | 1.4.2018 | 4762a11a | CRC32 |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «C» по МИ 3286-2010.
Совместимым с ПО WinSpec являются следующие ПО: ЛСРМ-СПОРО, Spectraline Lite, Spectraline Custom, Spectraline Ultimate, Spectraline NM, Spectraline BG, Nuclide Master, Nuclide Master Plus, Effmaker, WinSpec.
При комплектации совместимым ПО в сопроводительной документации должны быть указаны идентификационные данные этого ПО для последующего метрологического обслуживания.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики установок приведены в таблице 2. Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон регистрируемых энергий фотонов рентгеновского и гамма-излучения, кэВ: |
| СЕГР-МСА527-ППД - полупроводниковый детектор на основе сверхчистого германия серий: |
| GEM | от 40 до 10000 |
| GMX | от 3 до 10000 |
| GLP | от 0,3 до 1000 |
| SGD-GEM | от 40 до3000 |
| GPD | от 40 до 3000 |
| GCD | от 3 до 3000 |
| GC | от 50 до 3000 |
| XtRa | от 3 до 3000 |
| RaGe | от 5 до 3000 |
| BeGe | от 3 до 3000 |
| LeGe | от 0,3 до 300 |
| UltraLeGe | от 0,3 до 300 |
| Наименование характеристики | Значение |
| CErP-MCA527-CZT с полупроводниковым детектором на основе CdZnTe серий: |
| CZT/500 | от 20 до 3000 |
| CZT/1500 | от 20 до 3000 |
| SDP310 | от 20 до 3000 |
| SDP311 | от 20 до 3000 |
| TSDP410 | от 20 до 3000 |
| SDP500 | от 20 до 3000 |
| СЕГР-МСА527-СЦ на основе сцинтилляционного детектора серий 40mmS40mm/2, 8S2/2, 10S10/3, 12S12/3, 20S11/5, APD 9x9x20/ D380 | от 50 до 3000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность), % - для модификации СЕГР-МСА527-ППД - для модификаций СТ.ГР-МСА527-СУТ. СЕГР-МСА527-СЦ | ± 0,025 ±0,5 |
| Энергетическое разрешение, кэВ |
| - для модификации СЕГР-МСА527-ППД с БД GEM, SGD-GEM, GPD, GC для линии с энергией 122 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ | от 0,85 до 1,5 от 1,75 до 2,4 |
| - для модификации СЕГР-МСА527-ППД с БД GMX, XtRa, RaGe, BeGe для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ | от 0,66 до 1,3 от 1,8 до 2,65 |
| - для модификации СЕГР-МСА527-ППД с БД GLP, LeGe, UltaLe-Ge, GCD для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 122 кэВ | от 0,165 до 0,385 от 0,480 до 0,595 |
| Энергетическое разрешение, % |
| для модификации СЕГР-МСА527- CZT с БД CZT/500, CZT/1500, SDP310, SDP311, TSDP410, SDP500 для линии с энергией 661,6 кэВ | от 2,3 до 3,8 |
| для модификации СЕГР-МСА527-СЦ с БД 40mmS40mm/2, 8S2/2, 10S10/3, 12S12/3, 20S11/5, APD 9x9x20/ D380 для линии с энергией 661,6 кэВ | от 2,3 до 12 |
| Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332,5 кэВ (Со-60) в пике полного поглощения, % - для модификации СЕГР-МСА527-ППД с БД: GEM GMX SGD-GEM | от 10 до 160 от 10 до 100 от 15 до 60 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальная допустимая входная статистическая загрузка, с-1, не менее | 1-105 |
| Число каналов анализатора MCA527 MCA527L | 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384 128, 256, 512, 1024, 2048 |
| Время установления рабочего режима (без учета времени охлаждения детектора), мин, не более | 30 |
| Нестабильность за 8 часов непрерывной работы (после установления рабочего режима), %, не более СЕГР-МСА527-ППД, СТ.ГР-МСА527-(УТ СЕГР-МСА527-СЦ | 0,05 2 |
| Питание осуществляется от: | |
| - сети переменного тока | |
| напряжение, В | от 100 до 260 |
| частота, Гц | от 47 до 65 |
| - элемента питания (аккумулятора) с номинальным напряжением, В | 12 |
| Потребляемая мощность, В •А, не более: | 9 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 20000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 |
| Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °С - при питании от сети переменного тока для всех модификаций установок - при питании от аккумулятора для всех модификаций установок атмосферное давление, кПа относительная влажность при температуре окружающего воздуха 25°С (без образования конденсата), % | от минус 20 до 50 от 0 до 50 от 84 до 106.7 до 90 |
Габаритные размеры и масса установок приведены в таблице 3.
Таблица 3
| № | Наименование | Габаритные размеры, (длинахширинахвысота), мм, не более | Масса, кг, не более |
| 1 | СЕГР-МСА527-ППД | 610х 1170х 1860 | 1134 |
| 2 | CPPP-VICA527-CZT | 164х 111 х45 анализатор 15x15x50 блок детектирова ния | 1,35 |
| 3 | СЕГР-МСА527-СЦ | 164х 111 х45 анализатор, 70x70x300 блок детектирования, 500 х 500 х 1200 блок защиты | 150,0 |
Знак утверждения типа
наносится методом компьютерной графики на титульный лист руководства по эксплуатации и на корпус составляющих путем помещения специальной наклейки.
Комплектность
В комплект поставки установок указан в таблице 3. Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Установка спектрометрическая рентгеновского и гамма-излучения | СЕГР-МСА527-ППД | 1 | 1) |
| Установка спектрометрическая рентгеновского и гамма-излучения | СЕГР-МСА527^Т | 1 | 1) |
| Установка спектрометрическая рентгеновского и гамма-излучения | СЕГР-МСА527-СЦ | 1 | 1) |
| Низкофоновая стационарная защита ти- | СЕГР-С50, СЕГР-С100, СЕГР- | 1 | 1) |
| пов | М50, СЕГР-М100 | 1 | 1) |
| Руководство по эксплуатации | ФВКМ.414411.005 РЭ | 1 | |
| Руководство пользователя программного обеспечения | WinSpec -руководство оператора | 1 | |
| Руководство пользователя по основным функциям базового программного обеспечения | SpectraLineXX1.4_Основные функции | 1 | |
| Руководство пользователя по специфическим функциям базового программного обеспечения | SpectraLineGP1.4_Руководство пользователя | 1 | |
| Инструкция по установке базового программного обеспечения | SpectraLineXX_Установка (удаление) ПО | 1 | |
| Базовое программное обеспечение | Spectraline GP | 1 | 2) |
| Программное обеспечение | WinSpec | 1 | 2) |
Примечания:
1)- состав и вариант исполнения согласуется при заказе.
2)- поставляется в виде дистрибутива на компакт диске.
Поверка
осуществляется в соответствии с разделом 5 «Методика поверки» документа
ФВКМ.414411.005 РЭ «Установки спектрометрические рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-MCA527. Руководство по эксплуатации», утвержденным ФГУП «ВНИИФТРИ» 30 октября 2013 г.
Основные средства поверки:
- источники радионуклидные фотонного излучения метрологического назначения закрытые ИМН-Г (Г/р № 44591-10), активность от 102 до 104 Бк, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения активности ± 3 %.
Сведения о методах измерений
Установки спектрометрические рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-МСА527. Руководство по эксплуатации. ФВКМ.414411.005 РЭ.
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 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников».
ФВКМ.414411.005 ТУ Установка спектрометрическая рентгеновского и гамма-излучения СЕГР-МСА527. Технические условия.
Рекомендации к применению
- осуществление деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
