Установки альфа-бета-гамма-спектрометрические СЕС-77АРС

Назначение

Установки альфа-бета-гамма-спектрометрические СЕС-77АРС ( далее - УСТАНОВКИ) предназначены для измерения активности альфа- бета- и гамма-излучающих нуклидов в пробах окружающей среды.

УСТАНОВКИ применяется в лабораториях радиационного контроля окружающей среды, в научно-исследовательских лабораториях.

Описание

Каждая УСТАНОВКА состоит из следующих функциональных узлов:

• сцинтилляционный бета-спектрометр (далее — БЕТА-тракт):

- сцинтилляционный блок детектирования бета излучения БДСБ-72,

- устройство защитное для бета-канала (бета-экран) с блоком пробоподачи,

- вход 1 АЦП БГР,

• сцинтилляционный гамма-спектрометр (далее — ГАММА-тракт)

- сцинтилляционный блока детектирования гамма излучения БДСГ-63,

- защитный экрана для гамма-канала ( гамма-экран),

- вход 2 АЦП БГР,

• полупроводниковый альфа-бета- радиометр (далее — АРС-тракт)

- полупроводниковый блок детектирования бета излучения БДПА-400,

- устройство свинцовое защитное (арс-экран),

- вход 3 АЦП БГР,

• полупроводниковый гамма-спектрометр (далее — ППД-тракт)

- полупроводниковый блок детектирования гамма-излучения (типа GEM, ДГДК ),

- спектрометрический блок СБ-ППД, включающее блок питания детектора и усилитель-формирователь импульсов, свинцовый защитный экран (1111Д-экран)

- вход 1 АЦП АП,

• полупроводниковый альфа-спектрометр (далее — АЛЬФА-тракт)

- альфа спектрометрический блок СБ-АЛЬФА, включающий полупроводниковый блок детектирования Б ДПА, вакуумной камеры ВК-1 с устройством держателя образцов, вакуумметра с датчиком вакуума ДВ-1, форвакуумного насоса, блоков питания и усиления импульсов БПиУ;

вход 2 АЦП АП,

• амплитудно-цифровой преобразователь АЦП БГР ( три входа по 1024 канала), встраиваемый в ПЭВМ,

• амплитудно-цифровой преобразователь АЦП АП ( два входа по 8192 канала), встраиваемый в ПЭВМ,

• персональная ЭВМ (ПЭВМ) с печатающим устройством,

• программное обеспечение “АРС", реализующее методики работы.

Функциональная блок-схема УСТАНОВОК приведена на рис. 1.

Тракты АЛЬФА, АРС и БЕТА конструктивно оформлены в настольном исполнении и размещаются на одном столе вместе с ПЭВМ, тракты ППД и ГАММА размещаются на полу рядом со столом.

В основу работы УСТАНОВОК положен принцип преобразования энергии альфа-бета-и гамма- излучения в чувствительном объёме соответствующего детектора в электрические импульсы пропорциональной амплитуды с последующей их регистрацией амплитудным анализаторам и обработкой полученного спектра с помощью программного обеспечения.

Измерение активности проб проводится в фиксированных геометриях, для которых была проведена калибровка УСТАНОВОК.

В основу обработки спектров проб ПО АРС положены следующие принципы:

■ разделение пиков полного поглощения гамма-излучающих нуклидов в спектре проб и определение активности гамма-излучающих нуклидов по вычисленному значению площади пика полного поглощения данного нуклида в фиксированной (калиброванной) геометрии,

■ разложение измеряемого спектра на эталонные спектры нуклидов и определение активности этих нуклидов пробе.

УСТАНОВКИ с реализоанными в ПО методиками измерения позволяют:

- проводить качественный анализ гамма-излучающих нуклидов в пробах,

- измерять активность гамма-излучающих нуклидов в пробах,

- измерять активность бета-излучающих нуклидов в пробах,

- определять активность альфа-излучающих нуклидов в "тонких" пробах,

- проводить качественный анализ альфа-излучающих нуклидов в "тонких" пробах,

- определять суммарнную альфа- и бета-активность в "толстых" пробах.

Рабочие условия применения:

- температура окружающего воздуха, °C                         от 10 до 35

- относительная влажность воздуха при температуре

30 °C, %, не более                                            75

- атмосферное давление, кПа                                    от 84 до 106.7

УСТАНОВКИ поставляются заказчику в следующих вариантах:

- Установка “СЕС-77АРС”, ТУ 6240-005-40184487-2007 (при полной поставке с АЛЬФА-, 1111Д-, БЕТА-, ГАММА- и АРС- трактами).

- Установка “СЕС-77АРС-01”, ТУ 6240-005-40184487-2007 (при поставке с ППД-трактом).

- Установка “СЕС-77АРС-02”, ТУ 6240-005-40184487-2007 (при поставке с АЛЬФА-трактом).

- Установка “СЕС-77АРС-03”, ТУ 6240-005-40184487-2007 (при поставке с трактами ГАММА, БЕТА и АРС).

- Установка “СЕС-77АРС-03А(Б,Г)”, ТУ 6240-005-40184487-07 (при поставке отдельно с трактом АРС, БЕТА, ГАММА соответственно).

Технические характеристики

❖ Диапазон регистрируемых энергий, кэВ:

> ППД -тракт

50 - 3000

50 - 3000 200 - 3000

2500 - 9000

2500 - 9000

100 - 2000

2,5

9,0

18

30

200

> ГАММА-тракт

> БЕТА-тракг

> АЛЬФА-тракт

> АРС-тракт:

■ для альфа-излучения

■ для бета-излучения

❖ Энергетическое разрешение:

> ППД -тракт для энергии 1332 кэВ, кэВ

> ГАММА-тракт для энергии 661 кэВ, %

> БЕТА-тракт по пику конверсионных электронов с энергией 624 кэВ (Cs-137), %

> АЛЬФА-тракт по линии 5300 кэВ, кэВ

> АРС-тракт по линии 5300 кэВ, кэВ

> Интегральная нелинейность в диапазоне, %:

> ППД-тракт

> ГАММА-тракт

> АЛЬФА-тракт

> АРС-тракт

> Временная нестабильность градуировочной характеристики

преобразования за 8 часов работы, %:

> ППД - тракт

> ГАММА-тракт

> БЕТА-тракт

> АЛЬФА-тракт

> АРС-тракт

> Максимальная входная статистическая загрузка, с’1:

> ППД-тракт

> ГАММА-тракт

> Эффективность(чувствительность) регистрации, Бк^с'1:

> ППД - тракт в геометрии ОСГИ на расстоянии 250 мм от

детектора для энергии 1332 кэВ, не менее                           1,0* 10’4

> ГАММА-тракт в объемной геометрии “Маринелли 1

литр” для энергии 661 кэВ, не менее

> БЕТА-тракт для Sr90 в энергетическом окне 1400 - 2300

кэВ (при массе пробы 10 грамм), не менее

> АЛЬФА-тракт в геометрии "Подложка 35 мм на

расстоянии 5 мм"

> АРС-тракт в геометрии "Подложка 35мм":

■ альфа-излучение

■ бета-излучене

> Минимальная измеряемая активность (МИА) и/или фоновая

скорость счёта:

> ППД - тракт МИА в геометрии “Маринелли 1 литр” на

пробу за 3600 с, Бк:

- Cs-137

■ Ra-226

- Th-232

■ К-40

> ГАММА-тракт МИА в геометрии "Маринелли 1 литр" на

пробу за 3600 с, Бк:

■ Cs-137

■ Ra-226

• Th-232

■ К-40

> БЕТА-тракт МИА в геометрии «Кювета 20 мл»на пробу за

3600 с, Бк:

■ Sr-90

> АЛЬФА-тракт:

■ фоновая скорость счёта в рабочем диапазоне энергий, с'1                                                                    0,0005

■ МИА в геометрии "Подложка 35мм на расстоянии 5 мм" за 10000 с, Бк

> АРС-тракт:

■ фоновая скорость счёта, с’1:

• альфа-канал                                               0,0005

• бета-канал

■ МИА в геометрии "Подложка 35 мм на расстоянии 5

мм" за 10000 с, Бк:

• альфа-активность

• бета-активность

❖ Пределы допускаемой относительной погрешности измерения активности, %:

> ППД - тракт по Cs-137 в геометрии “Маринелли 1 литр”

за 3600 с в интервалах, Бк:

■ 3 - 8

■ 8-18

■ 18-30

- 30 - 50000

> ГАММА-тракт по Cs-137 в геометрии "Маринелли 1 литр"

за 3600 с в интервалах, Бк:

■ 4 - 8

■ 8-18

■ 18-30

- 30-50000

> БЕТА-тракт по Sr90 для бета-канала за 1 час в интервалах, Бк:

• 0.6-1.5

- 1.5-3.0

■ 3.0-4.0

■ 4.0-50000

> АЛЬФА-тракт в геометрии "Подложка 35мм на

расстоянии 5 мм" за 10000 сек в интервалах, Бк:

■ 0.02 -0.04                                                       ± 60

■ 0.04-0.15

■ 0.15-1.0

■ 1.0-100

> АРС-тракт в геометрии " Подложка 35мм " за 10000 с

■  альфа-активность в интервалах, Бк:

• 0.02 -0.04

• 0.04-0.15

• 0.15-1.0

• 1.0-100

■  бета-активность в интервалах, Бк:

• 0.1-0.3

• 0.3-1.0

• 1.0-5.0

• 5.0- 1000

❖ Время установления рабочего режима, мин

❖ Время непрерывной работы, ч

❖ Питание осуществляется от сети переменного тока:

> напряжение, В                                               220 ± 20

> частота, Гц

> Потребляемая мощность, ВА, не более

❖ Средняя наработка на отказ, ч

❖ Средний срок службы, лет

❖ Масса и габаритные размеры устройств, входящих в УСТАНОВКИ приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится графически или специальным штемпелем на титульный лист Руководства по эксплуатации ДЦМИ.412121.007РЭ и методом сеткографии на корпуса блоков детектирования БДСГ-63, БДСБ-72,1111Д спектрометрических блоков СБ-ППД, СБ-АЛЬФА и устройств защитных ГАММА, БЕТА, АРС.

Комплектность

В комплект поставки УСТАНОВОК входят изделия и эксплуатационная документация, указанные в Таблице 2.

ТАБЛИЦА 2.

Поверка

Поверка осуществляется в соответствии с разделом "Методика поверки" Руководства по эксплуатации ДЦМИ.412121.007РЭ, согласованным ФГУП "ВНИИФТРИ" 14 сентября 2007 года.

Основное поверочное оборудование:

- источник ОСГИ 226Ra активностью 3000 Бк (с погрешностью ±10 %),

- источник ОСГИ 152Еи активностью 3000 Бк (с погрешностью ±10 %),

- источник ОСГИ 60Со активностью 30000 Бк (с погрешность ± 5 %),

- источник ОСГИ 137Cs активностью 8000 Бк (с погрешностью ±10 %),

- источник ОСГИ ^Sr+^Y 3000 Бк (с погрешностью ±10 %),

- источник ОИСН радионуклида 137Cs объёмом 1 л, плотностью 1 г/см3 , удельной активностью 1000 Бк/кг ( с погрешностью ± 7%),

- источник ОИСН 90Sr±90Y объёмом 50 мл, активностью 20 Бк/г по Sr90 (с погрешностью ± 7%),

- источник ОСК Ро включающий нуклид 210Ро активностью 30 Бк (ОСК Ро) (с погрешностью измерения активности ± 10%),

- источник ОСК Ри включающий нуклиды 238Pu, 239Pu, 242Ри активностью 20 Бк каждого нуклида (с погрешностью ± 10%).

Межповерочный интервал - один год.

Нормативные документы

Заключение

Тип установок альфа-бета-гамма-спектрометрических СЕС-77АРС утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обепечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно Государственной поверочной схеме ГОСТ 8.033-96.