Радиометры-спектрометры универсальные портативные МКС-А

Назначение

Радиометры-спектрометры универсальные портативные «МКС-А» (далее по тексту -радиометры) включают в себя две модификации МКС-А02 и МКС-А03 с различными вариантами исполнения. Радиометры предназначены для поиска (обнаружение, локализация) радиоактивных материалов, измерения количественных характеристик ядерных излучений по альфа-, бета-, гамма- и нейтронному каналам, для идентификации гамма-излучающих радионуклидов путем обработки гамма-спектров, для хранения измеренных гамма-спектров с целью их возможной последующей обработки на компьютере. Радиометры позволяют проводить измерения плотности потока альфа-, бета-излучения, мощности эквивалентной дозы гамма- и нейтронного излучения.

Основные области применения радиометров:

- проходные и контрольно-пропускные пункты таможенного контроля, а также различных объектов народнохозяйственного и военного назначения - для обнаружения, поиска, локализации и идентификации несанкционированно перемещаемых делящихся и радиоактивных материалов в грузах, багаже, ручной клади и транспортных средствах;

- лаборатории служб внешней дозиметрии, экологические службы различных министерств и ведомств, радиологические лаборатории Госсанэпиднадзора, ветеринарных и сельскохозяйственных служб - для оперативного контроля различных объектов окружающей среды на содержание радионуклидов.

Описание

В основу работы радиометров по гамма-каналу положен принцип преобразования энергии гамма-квантов в чувствительном объеме сцинтилляционного детектора в электрические импульсы пропорциональной амплитуды с последующей их регистрацией и анализом многоканальным амплитудным анализатором. Гамма-спектр является исходной информацией для идентификации гамма-излучающих радионуклидов, а также для расчета МЭД гамма-излучения. Радиометры также могут иметь два встроенных детектора на 3Не-трубках для регистрации нейтронного излучения и внешний полупроводниковый детектор для регистрации альфа- и бета-излучения.

Радиометры предназначены для эксплуатации в лабораторных и полевых условиях. Условия эксплуатации радиометров соответствуют группе В2а ГОСТ 27451-87 с расширением диапазона в сторону низких температур до минус 20 °C, относительной влажности до 95 % при температуре окружающего воздуха 35 °C.

По устойчивости к воздействию вибрации радиометры соответствуют группе исполнения L3 ГОСТ 27451-87.

Радиометры могут выпускаться в различных исполнениях. Общее название радиометров - «Радиометры-спектрометры универсальные портативные МКС-А02» и «Радиометры-спектрометры универсальные портативные МКС-А03». Примеры записи обозначения радиометров в соответствии с вариантами исполнения каждой модификации приведены в таблице 1.

Таблица 1

Гамма-канал состоит из сцинтилляционного детектора, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), усилителя-формирователя, управляемого высоковольтного преобразователя, светодиодной системы стабилизации. Сцинтилляционный детектор выполнен на основе кристалла Nal(Tl). Световые вспышки, образующиеся в кристалле при прохождении ядерного излучения, регистрируются ФЭУ, усиливаются, формируются и подаются на вход амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП). АЦП взаимодействует с микропроцессорной системой, в энергонезависимой памяти которой формируется спектр регистрируемого излучения.

Стабилизация гамма-канала осуществляется по реперному пику, образующемуся в гамма-спектре при засветке ФЭУ световыми импульсами от специального светодиода.

Нейтронный канал содержит два детектора в виде трубок с газом 3Не под давлением 8 атмосфер, помещенных в замедлитель из полиэтилена. Один из детекторов закрыт экраном из кадмия. Детекторы работают в пропорциональном режиме. Сигналы с детекторов отдельно усиливаются, дискриминируются и поступают на счетчики микропроцессора. В радиометрах предусмотрена возможность подключения внешнего детектора нейтронного излучения.

Предусмотрена работа радиометрах в трех основных режимах: спектрометрическом, поисковом и радиометрическом.

В спектрометрическом режиме радиометры позволяют осуществлять накопление гамма-спектров, выводить полученные спектры на жидкокристаллический дисплей, выполнять энергетическую калибровку, идентификацию изотопов и другие функции по обработке спектров предусмотренные программой, занесенной в ПЗУ.

В поисковом режиме радиометры фиксируют превышение скорости счета в заданных энергетических диапазонах гамма спектра, а также по нейтронному каналу - над соответствующими фоновыми значениями с учетом статистической значимости получаемых величин. Превышение индицируется на жидкокристаллическом дисплее, подтверждается светодиодным индикатором и звуковым сигналом.

В радиометрическом режиме производится подсчет мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения путем с помощью программы пересчета спектр-доза, хранящейся в ПЗУ прибора. Подсчет плотности потока и МЭД нейтронного излучения производится микроконтроллером прибора путем деления набранной за определенное время счетной информации на соответствующие калибровочные коэффициенты. Для определения величин плотностей потоков альфа и бета излучения используется детектор БДС-АБ1, БДС-АБ2. Разделение альфа и бета каналов производится путем амплитудной дискриминации и по форме импульса. Подсчет плотностей потоков альфа и бета излучения производится путем обработки спектра, накопленного от детектора при помощи программы пересчета, хранящейся в ПЗУ прибора путем умножения интегрального счета по соответствующему каналу на калибровочные коэффициенты, хранящиеся в энергонезависимой памяти прибора.

Через стандартный последовательный порт RS-232 возможен обмен данными с компьютером и управление радиометрами.

Питание радиометров производится как от встроенных аккумуляторов, так и от сети переменного тока (110...240 В, 50...60 Гц) через прилагаемый адаптер. Этот же адаптер используется для зарядки аккумуляторов.

Технические характеристики

Радиометры обеспечивают измерение характеристик, приведенных в таблице 2.

Таблица 2

Примечание - Знаком “+” отмечены характеристики, измеряемые в данном исполнении. Знаком отмечены характеристики, не измеряемые радиометром в данном исполнении.

Диапазон измерений, диапазон энергий и предельные значения основной относительной погрешности радиометров для каждого вида ионизирующего излучения соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Окончание таблицы 3

В режиме спектрометра радиометры позволяют получать статистическое распределение зарегистрированных гамма-квантов в энергетическом диапазоне (спектр) и проводить идентификацию гамма-излучающих радионуклидов в соответствии с хранящейся во внутренней памяти библиотекой радионуклидов, которая может редактироваться и записываться в прибор через.внешний IBM-совместимый компьютер.

Значения минимальных обнаруживаемых радиометром активностей источников гамма-излучения в поисковом режиме для МКС-А02 и в режиме «Монитор» для МКС-АОЗ с вероятностью 0,5 при доверительной вероятности 95 % при интенсивности фона не более 25 мкР/ч на расстоянии 0,2 м при движении прибора со скоростью (0,5±0,05) м/с соответствуют данным, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Значение минимально обнаруживаемого радиометром потока нейтронов от источника нейтронного излучения 252Cf в поисковом режиме для МКС-А02 и в режиме «Монитор» для МКС-АОЗ с вероятностью 0,5 при доверительной вероятности 95 % на расстоянии 0,2 м при движении прибора со скоростью (0,5±0,05) м/с составляет не более (6,0-± 1,2)4 О3 с'1.

Частота ложных срабатываний радиометра в поисковом режиме для МКС-А02 и в режиме «Монитор» для МКС-АОЗ по гамма- и нейтронному каналам - не более одного ложного срабатывания за 10 минут непрерывной работы прибора.

Относительное энергетическое разрешение радиометра-спектрометра по линии гамма-

излучения с энергией 662 кэВ (Cs-137), %, не более

диапазон регистрируемых энергий гамма спектра, МэВ......................от 0,050 до 3;

интегральная нелинейность спектрометра, %

максимальная входная статистическая загрузка по гамма-каналу, имп./с, не более 5-104;

число каналов АЦП

количество сохраняемых 1024-канальных спектров, не менее

температурная нестабильность характеристики преобразования %/°С, не более ... 0,1; время непрерывной работы от встроенных аккумуляторов, ч, не менее

время установления рабочего режима:

при работе в режиме идентификации, мин, не более

при работе в остальных режимах, мин, не более

диапазон рабочих температур, °C......................................от минус 20 до плюс 50;

потребляемая мощность от сети, В-А, не более

средняя наработка на отказ, ч, не менее

Габаритные размеры МКС-АОЗ и масса составных частей приведены в таблице 5.

Таблица 5

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится графически или специальным штемпелем на титульном листе паспортов радиометров и методом сеткографии на лицевой стороне радиометров.

Комплектность

В комплект поставки радиометров входят устройства, изделия и эксплуатационная документация, указанные в таблице 6.

Таблица 6

Окончание таблицы 6

‘’Блок детектирования БДН-06М входит в комплект поставки радиометров с условными обозначениями согласно таблице 1.

^Устройство калибровочное ДЦКИ.418234.001 поставляется по согласованию с заказчиком в соответствии с картой заказа или договором на поставку.

Поверка

Поверка осуществляется в соответствии с методиками поверки, приведенными в руководствах по эксплуатации ДЦКИ.411168.002 РЭ для модификации МКС-А02 и ДЦКИ.411168.009РЭ для модификации МКС-А03, согласованного Центральным отделением ФГУ «Менделеевский ЦСМ» (ЦО ФГУ «Менделеевский ЦСМ»).

Межповерочный интервал - один год.

Основное оборудование для поверки - комплект ОСГИ, альфа-источники типа 6П9, бета-источники типа 6С0, установки типа УКПН и УПДГ.

Нормативные документы

Заключение

Тип радиометры-спектрометры универсальные портативные «МКС-А» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, включен в действующую государственную поверочную схему и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.