Назначение
Устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН» (далее по тексту устройство детектирования УДАС-14АЕ) предназначены для непрерывных измерений объемной активности техногенных и естественных радиоактивных альфа,- бета- , гамма- излучающих аэрозолей в воздухе как в автономном режиме, так и в составе автоматизированных систем радиационного контроля.
Описание
Принцип действия устройства детектирования УДАС-14АЕ основан на отборе проб и измерении активности проб. Отбор проб осуществляется методом прокачивания контролируемого воздуха через фильтрующую ленту с помощью внешнего устройства. Прибор обеспечивает измерение расхода и объема воздуха, прокачанного через фильтр. Измерение активности проб производится путем регистрации альфа-, бета- и гамма-излучения радионуклидов, осажденных на фильтр, блоком детектирования на основе сцинтилляционного монокристалла орто-германата висмута Bi4Ge3O12(BGO) и сцинтилляционной пластмассы с напылением порошка CsI(Tl). Объемная активность аэрозолей в воздухе определяется путем обработки информации об измеренной активности осажденных на фильтрующую ленту радионуклидов и измеренного объема прокачанного воздуха.
Устройство детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН» состоит из:
- блока детектора БДАС-01Ф АТИН.412123.002.
- блока управления и обработки «УРАН-ЭЛ» АТИН.412123.100.
В состав блока детектора входят:
• датчик потока
• датчик разности давления
• комбинированный детектор для регистрации радиоактивного излучения
• система подачи фильтрующей ленты
Блок управления и обработки построен по блочно-модульному принципу - в каркас установлены блоки сбора и обработки информации и блок управления, выполненные в стандарте «EuropacPRO»:
• - блок высокого напряжения (БВН), предназначеннай для формирования высокого напряжения для ФЭУ,
• - блок усилителя формирователя (БФУ-2), предназначеннай для усиления и формирования сигнала, поступающего с предусилителя,
• - блок АЦП-Спк, преобразующий аналоговый сигнал, поступающий со спектрометрического усилителя, в цифровой код и передающего его в контроллер БУО,
• - блок АЦП-Бк, преобразующего аналоговый сигнал, поступающий с быстрого усилителя, в цифровой код и передающего его в контроллер БУО,
• - блок преобразования АЦП ДП и ДРД, преобразующий аналоговый сигнал, поступающий с датчиков потока и разности давления, в цифровой код и передающего его в контроллер БУО,
• - промышленный компьютер PC/104 Vortex86, предназначенный для хранения и обработки информации, а также для осуществления связи с другими внешними устройствами.
Блок детектора и блок управления и обработки помещается в металлический короб с датчиком вскрытия, закрывающийся на ключ. В верхней секции шкафа установлен блок питания Q-12OE и сетевой выключатель. На нижней панели установлены кабельные и воздушные вводы. На дверце шкафа размещен жидкокристаллический дисплей с диагональю 6,5’.
Для уменьшения фонового излучения конструкцией УДАС-14ПС предусмотрено применение защиты блока детектирования пластинами из свинца толщиной 3,5 см. Наклейки и клейма с серийным номером, датой выпуска и знаком утверждения типа размещены с обратной стороны дверцы шкафа в правом нижнем углу.
Рис. 1. Фотографии общего вида устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН».
Устройство детектирования УДАС-14АЕ обеспечивает непрерывные измерения объемных активностей альфа-, бета-, гамма- излучающих радионуклидов в воздухе в реальном времени, компенсацию фонового излучения, электронное измерение расхода воздуха с сигнализацией о пониженном или повышенном расходе, оперативное представление информации на всторенном дисплее, передачу получаемой от устройства детектирования информации во внешнюю информационную сеть. Расчеты активности на аэрозольном фильтре и объемной активности воздуха выполняются с использованием специального спектрометрического программного обеспечения “URAN”.
Программное обеспечение
Программное обеспечение установлено на промышленном компьютере PC/104 Vortex86, находящемся в блоке управления и обработки «УРАН-ЭЛ», Программное обеспечение производит измерение и расчет объемной активности альфа, бета и гамма активных аэрозолей, определяет расход контролируемой среды, запускает световую и звуковую сигнализации при превышении установленных порогов, обеспечивает вывод на табло индикации текущих значений ОА альфа, бета и гамма излучающих аэрозолей, а также текущих значений расхода среды и параметров самодиагностики. Программное обеспечение позволяет передавать результаты измерений и данные по каналам RS-485 и Ethernet, хранить в циклическом архиве не менее 350 результатов измерений, производит автоматическую самодиагностику, контролирует возможные сбои оборудования, а при их возникновении соответствующая информация передаётся в статусных данных устройства. Для защиты передаваемых данных от искажений используется контрольная сумма.
Программный комплекс обеспечивает доступ к установкам программ и информации через системную авторизацию (через имя пользователя и пароль), предоставляет для взаимодействия с пользователем дружеский оконный интерфейс, который не допускает ошибочных действий персонала, обеспечивает авторизованный доступ (через имя пользователя и пароль) персоналу для калибровки устройства и выбора режимов работы устройства влияющих на безопасность и метрологические характеристики.
Описание основных функций и идентификационные данные прикладного программного обеспечения устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН» представлены в таблице 1.
Таблица 1. Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификацион ное наименование программного обеспечения | Номер версии | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вы-числения циф-рового идентификатора ПО |
| Программный модуль сбора и обработки аппаратурных данных «sadcdrv» | sadcdrv | 2.1 и выше (до 2.99) | E15C2056F8A2C18604 41A9B64F3CCA88 | MD5 |
| Программный модуль отображения, калибровки и настройки «UranMonitor» | UranMonitor | 2.1 и выше (до 2.99) | D92651D3EED907EFE DDF438A501EC5BD | MD5 |
Примечание. Контрольная сумма файлов относится к текущей версии (2.1) программного обеспечения.
Уровень защиты программного обеспечения устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует классу C в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Основные технические характеристики устройства детектирования УДАС-14АЕ приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочий диапазон энергий регистрируемого альфа-излучения, МэВ | от 3,0 до 8,0 |
| Фон по альфа-каналу, с-1, не более | 0,05 |
| Эффективность регистрации альфа-излучения радионуклида 239Pu для источников типа 1П9, с-1Бк-1, не менее | 0,15 |
| Эффективность регистрации альфа-излучения радионуклида 239Pu для источников на аэрозольных фильтрах, с-1-Бк-1, не менее | 0,10 |
| Диапазон измерений объемной активности радиоактивных альфа- излучающих аэрозолей, 239Pu, Бк/м3 | 10-3 - 106 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения объемной активности альфа-излучающих аэрозолей, % - в диапазоне измерений 10-3 - 10-1 Бк/м3 - в диапазоне измерений 10-1 - 106 Бк/м | ±50 ±30 |
| Рабочий диапазон энергий регистрируемого бета-излучения, МэВ | 0,1-2,5 |
| Фон по бета-каналу, с-1, не более | 2,0 |
| Эффективность регистрации бета-излучения радионуклида 14С для источников типа ОРИБИ, с-1Бк-1, не менее | 0,12 |
| Эффективность регистрации бета-излучения радионуклида 90Sr+90Y для источников типа 1СО, с-1Бк-1, не менее | 0,25 |
| Эффективность регистрации бета-излучения радионуклидов 90Sr+90Y на аэрозольном фильтре, с-1Бк-1, не менее | 0,35 |
| Диапазон измерения объемной активности радиоактивных бета- излучающих аэрозолей, Sr90+Y90, Бк/м3 | 10-2 -106 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения объемной активности бета- излучающих аэрозолей % | ±30 |
| Рабочий диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, МэВ | 0,1-3 |
| Фон по гамма-каналу, с-1, не более | 20 |
| Эффективность регистрации гамма-излучения -радионуклида 137 Cs для источников типа ОСГИ-3, с-1Бк-1, не менее -радионуклида 60Со для источников типа ОСГИ-3, с-1Бк-1, не менее | 0,20 0,20 |
| Диапазон измерения объемной активности радиоактивных гамма- излучающих аэрозолей, Бк/м3 | 10-2 - 106 |
| Пределы основной относительной погрешности измерения объемной активности гамма- излучающих аэрозолей, % | ±30 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности, вызванной изменением климатических факторов в рабочих условиях эксплуатации, %, не более - температуры, - относительной влажности воздуха | ±10 ±10 |
| Контролируемый расход воздуха с погрешностью не более 10 %, л/мин, не менее | 10 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 15 |
| Время непрерывной работы за вычетом времени установления рабочего режима, ч, не менее | 24 |
| Нестабильность эффективности регистрации альфа-, бета- и гамма-излучения за 24 ч, %, не более | ±10 |
Продолжение таблицы 1
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры | 300x500x800 |
| Масса, кг, не более (с защитой из свинца) | 15 (63) |
| Питание от сети переменного тока: Напряжение, В Частота, Гц Потребляемая мощность, ВА, не более | +^%~^~ 10% 220-15% 50 ± 2 150 |
| Условия эксплуатации: Рабочий диапазон температуры воздуха, оС Атмосферное давление, кПа, Относительная влажность воздуха при 35 оС, %, не более | от 0 до +55 101,3(+5,4;-15,3) 80 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на блок управления и обработки устройства детектирования УДАС-14АЕ методом шелкографии и на титульный лист Руководства по эксплуатации АТИН. 412123.040.РЭ методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки устройств детектирования УДАС-14АЕ входят составные части и эксплуатационная документация, указанные в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Блок детектора БДАС-01Ф | АТИН.412123.002 | 1 |
| Датчик расхода | AWM720P1 | 1 |
| Датчик давления | 142PC150 | 1 |
| Блок управления и обработки «УРАН-ЭЛ» в составе | АТИН.412123.100 | 1 |
| Комплект жгутов | АТИН. 412123.201 | 1 |
| Расходные материалы (фильтр типа СФЛ) | ТУ EE.21004367.TS6:97 | 5 м |
| Специальный картридж для установки твердых источников (1П9, 1СО, ОСГИ) | ТНЯИ.755473.004 | 1 |
| Ведомость ЗИП (по заказу)* | АТИН. 412123.022.ЗИ | 1 |
| Комплект ЗИП (по заказу)* | АТИН. 412123.301 | 1 |
| Руководство по эксплуатации | АТИН. 412123.040.РЭ | 1 |
| Формуляр | АТИН. 412123.022.ФО | 1 |
| Методика поверки | МП 2101- 005-2014 | 1 |
Примечание
*) Количественный состав ЗИП определяется Спецификацией поставки оборудования или Договором на поставку.
Поверка
осуществляется по документу МП 2101- 005-2014 «Устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ « УРАН» Методика поверки», утверждённой ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в мае 2014 г.
При поверке применяются:
- эталонные (образцовые) не ниже 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 альфа-, бета-, и гамма - источники активностью от 5-101 до 5-104Бк с погрешностью не более ± 6%:
- альфа-излучения типа 1П9 с радионуклидом 239Pu,
- бета-излучения типа 1СО с радионуклидами 90Sr+90Y,
- гамма-излучения типа ОСГИ-3 с радионуклидами 137Cs и 60Co,
- расходомер-счетчик газа по ГОСТ Р 8.618-2006, пределы измерения от 1 до 1000 л/мин, пределы допускаемой погрешности измерения ±4 %.
Сведения о методах измерений
АТИН. 412123.040.РЭ «Устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ «УРАН». Руководство по эксплуатации»
Нормативные документы
1. ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия
2. ГОСТ 22251-89 Средства измерений объемной активности искусственного радиоактивного аэрозоля. Общие технические требования и методы испытаний
3. ГОСТ 8.033-96 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников
4. ГОСТ 8.090-79 ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений объемной активности радиоактивных аэрозолей.
5. ГОСТ Р 8.654-2009 «ГСИ. Требования к программному обеспечению».
Рекомендации к применению
- при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды (измерения объемной активности альфа-излучающих аэрозолей в диапазоне 10-3 - 10-1 Бк/м3 - вне сферы государственного регулирования),
- при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях, - при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.
