Автоматизированный комплекс индивидуального дозиметрического контроля АКИДК-201

1 Обзор методов решения аналогичных задач

 

Автоматизированный комплекс индивидуального  дозиметрического контроля АКИДК-201

 

Автоматизированный комплекс индивидуального дозиметрического контроля АКИДК-201[1] предназначен для измерения индивидуальной эквивалентной дозы фотонного излучения персонала АЭС, разделительных и радиохимических производств, медецинских учреждений и населения, проживающего на территории с повышенным радиационным фоном. По своим характеристикам комплекс полностью соответствует требованиям ГОСТ Р МЭК 1066-93"Системы дозиметрические термолюминесцентные для индивидуального контроля и мониторинга окружающей среды", сертифицирован Госстандартом России.

 

Рисунок 1.1 – Структурная схема  комплекса АКИДК-201

Комплекс АКИДК-201 в своем составе  может иметь до 10 тыс. шт. дозиметров ДТЛ-01. Разборка дозиметра, считывание информации, формирование базы данных с записью, хранением и обработкой данных о дозиметрах и их владельцах осуществляется под управлением компьютера, входящего в состав комплекса.

Комплекс АКИДК-201 обеспечивает работу в следующих режимах:

- считывание дозы;

- отжиг детекторов дозиметра; 

- калибровка дозиметров;

- работа с базой данных дозиметрической  информации;

- тестирование комплекса.

 

Состав комплекса:

1 ДОЗИМЕТР ДТЛ-01

Дозиметр ДТЛ-01 состоит из трех детекторов ДТГ-4, помещенных в корпус, и предназначен для ношения на теле или размещения в контролируемой точке. В качестве детектора ионизирующего  излучения в комплексе используются термолюминесцентные детекторы  ДТГ-4, представляющие собой таблетки из монокристаллического фторида лития, активированного магнием и титаном.

 

A-корпус; 
B-подложка; 
C-детекторы; 
D-крышка с фильтрами.

 

Рисунок 1.2 – Дозиметр ДТЛ-01

Детекторы размещены за фильтрами  из фторопласта для выравнивания энергетической зависимости чувствительности и обеспечения измерения дозы на глубине 1,0 г/см2.

На корпус дозиметра нанесен  десятичный номер, а соответствующий  номеру дырочный код для автоматического  считывания нанесен на подложку дозиметра. Для обработки дозиметра необходимо снять с него крышку с фильтрами  и установить корпус дозиметра с  подложкой в приемное окно считывателя. Дальнейшая работа с дозиметром происходит автоматически.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СЧИТЫВАТЕЛЬ СТЛ-200

Считыватель состоит из блока кинематики, блока измерения, блока управления, узла индукционного нагревателя  и блока питания.

 

Рисунок 1.3 – Считыватель СТЛ-200

 

Считыватель обеспечивает:

- измерение опорного светового сигнала;

- извлечение подложки с детекторами из корпуса дозиметра и считывание номера дозиметра, нагрев каждого детектора дозиметра по заданному температурному режиму с одновременной регистрацией светового сигнала и температуры;

- передачу полученных кривых термовысвечивания и температурной зависимости в базу данных компьютера; возвращение подложки в корпус и выталкивание кассетницы с дозиметром из считывателя.

Управление считывателем осуществляется с клавиатуры персонального компьютера.

 

3 БАЗА ДАННЫХ

База данных хранится на жестком  диске компьютера и содержит необходимую  информацию об обслуживаемом персонале (карта персонала) и оперативную  информацию о дозиметрах (карта дозиметра, КТВ и температурная характеристика последнего считывания в табличном  и графическом виде). Объем памяти, занимаемый базой данных, зависит  от количества используемых дозиметров.

 

 

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Комплекс  измеряет индивидуальную эквивалентную  дозу фотонного излучения в диапазоне  энергий от 0,015 до 10 МэВ.

• Порог регистрации индивидуальной эквивалентной дозы не более 0,05 мЗв.
• Линейность измерения комплексом эквивалентной дозы в диапазоне доз от 0,05 мЗв до 10 Зв не хуже 10%.
• Воспроизводимость дозы 10 мЗв не хуже 7,5%.
• Энергетическая зависимость измерения эквивалентной дозы не превышает 30%.
• Изотропия дозиметра для углов от 0о до 60о не превышает 15%.
• Многократность использования дозиметра в комплексе СТЛ-200 - не менее 200 циклов.
• Время установления рабочего режима комплекса - не более 30 мин.
• Время непрерывной работы комплекса - не менее 24 часов.
• Питание комплекса осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, номинальным напряжением 220 В и допустимым отклонением напряжения от номинального значения от -15 до +10%.
• Мощность, потребляемая считывателем СТЛ-200 от сети при номинальном значении напряжения питания, не превышает 200 Вт.

 

Спектрометрический комплекс "МУЛЬТИРАД" с программным

обеспечением "ПРОГРЕСС"

 

Блоки детектирования, входящие в  состав измерительных трактов, подключаются к компьютеру через порт USB. Количество подключенных к одному компьютеру блоков детектирования неограниченно. Состав каждого комплекса (количество и тип измерительных трактов) определяется набором измерительных задач, для решения которых он предназначается.

Перечень гамма-измерительных трактов, используемых в составе установки "МУЛЬТИРАД":

• сцинтилляционный гамма-спектрометрический;

• полупроводниковый гамма-спектрометрический.

Рисунок 1.4 – Спектрометрический комплекс «Мультирад»

 

Технические характеристики сцинтилляционного  гамма-спектрометра:

− тип детектора NaI;

− энергетический диапазон 0,05 ÷ 3 МэВ;

− основная погрешность измерения, не более 10 %;

− потребляемая мощность, не более 200 Вт;

− диапазон рабочих температур +10 ÷ +40 °C.

Технические характеристики полупроводникового гамма - спектрометра:

− тип детектора сверхчистый Ge;

− энергетическое разрешение на линии 1332 кэВ, не более 2 кэВ;

− энергетическое разрешение на линии 122 кэВ, не более 1 кэВ;

− диапазон регистрируемых энергий 0,05 ÷ 3 МэВ;

− интегральная нелинейность, не более 0,1 %;

− основная погрешность измерения, не более 10 %;

− потребляемая мощность, не более 400 Вт;

− температурный диапазон +10 ÷ +40 °C.

Комплектация:

− блок детектирования на основе детектора  из особо чистого германия с эффективностью (10 – 50) % и более производства фирм EG&G «ORTEC» или «Canberra»;

− сосуд Дьюара;

− комплект соединительных кабелей;

− защита свинцовая;

− блоки питания и усиления импульсов (различные варианты);

− плата АЦП (8К или 16К) или отдельный  блок анализатора;

− программное обеспечение "Прогресс-ППД";

− ПК с принтером.

 

 

ДКГ-РМ1610 – дозиметр индивидуальный рентгеновского и гамма-излучения

Рисунок 1.5 – Внешний вид дозиметра ДКГ-РМ1610

 

Дозиметр может использоваться в местах, где излучение является опасным для здоровья людей (сотрудниками таможенных и пограничных служб, медицинских учреждений, транспортных организаций, персоналом атомных установок, радиологических и изотопных  лабораторий, сотрудниками аварийных  служб, гражданской обороны, пожарной охраны, полиции), а также широким  кругом потребителей для измерения  МЭД и ЭД фотонного излучения.

Дозиметр относится к изделиям третьего порядка по ГОСТ 12997-84 и  по устойчивости и прочности к  климатическим воздействиям соответствует  группе исполнения С4 по ГОСТ 12997-84, но для  следующих условий эксплуатации:

- температура окружающего воздуха  от минус 20 до плюс 50 °С;

- относительная влажность воздуха  до 98 % при температуре 35 °С;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

Технические характеристики:

- Дозиметр осуществляет непрерывное измерение ЭД, МЭД и отсчет времени накопления ЭД независимо от выбранного режима работы, кроме режима обмена информации с ПК.

- Режимы работы:

- измерения МЭД;

         - измерения ЭД;

         - установки;

         - индикации текущего времени;

         - индикации состояния элемента питания;

         - запуска начала измерения МЭД;

                   - связи с ПК.

- Диапазон индикации МЭД от 0,01 мкЗв/ч до 12,0 Зв/ч.

- Диапазон измерения МЭД от 0,1 мкЗв/ч до 10,0 Зв/ч.

- В режиме измерения МЭД дозиметр автоматически вычисляет и индицирует на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ) относительную среднеквадратическую погрешность среднего значения результата измерения (статистическая погрешность) в процентах при доверительной вероятности 0,95.

- Диапазон индикации ЭД от 0,001 мкЗв до 24 Зв.

- Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения ЭД 20 % 

 

ДКС-96 – дозиметр-радиометр

Рисунок 1.6 – Внешний вид дозиметра-радиометра ДКС-96

 

ДКС-96 – многофункциональный прибор, позволяющий  решать одновременно несколько задач, в том числе и в фоновом режиме, предоставляя возможность простого переключения между различными окнами режимов работы. Множество сервисных и программных решений позволяют создать комфортные условия при использовании ДКС-96 в рамках требований различных методик по проведению измерений.

Реализация  в пультах уникального набора поисковых режимов и ускоренной оценки уровня излучения сделала ДКС-96 незаменимым при решении задач радиоэкологического мониторинга, оценке чистоты заготавливаемого сырья, контроле загрязненности материалов и металлолома. ДКС-96, представленный большим количеством пультов и блоков детектирования, является одним из самых распространенных профессиональных дозиметров-радиометров.

Дозиметр-радиометр  в зависимости от типа подключенного  блока детектирования обеспечивает измерение:

• амбиентного эквивалента дозы Н*(10) непрерывного и импульсного рентгеновского и гамма-излучений (блок детектирования БДКС-96б, БДКС-96);

• мощности амбиентного эквивалента  дозы Ḣ*(10) непрерывного и импульсного рентгеновского и гамма-излучений (БДКС-96б, БДКС-96);

• мощности амбиентного эквивалента  дозы Ḣ*(10) гамма-излучения (БДМГ-96);

• амбиентного эквивалента дозы Н*(10) нейтронного излучения (БДМН-96, БДКН-96);

• мощности амбиентного эквивалента  дозы Ḣ*(10) нейтронного излучения (БДМН-96, БДКН-96);

• мощности экспозиционной дозы гамма-излучения (БДКГ-96);

• плотности потока альфа-излучения;

• плотности потока бета-излучения;

• плотности потока гамма-излучения;

• плотности потока нейтронного излучения;

• потока гамма-излучения.

 

 

Рисунок 1.7 – Типовая схема датчика излучения

Датчики (блоки  детектирования) ионизирующих излучений относятся к электронным устройствам, основное назначение которых заключается в обеспечении процесса взаимодействия потока ионизирующего излучения с физической средой детектора излучения, и в преобразовании актов взаимодействия в электрические сигналы, которые могут быть зарегистрированы соответствующей измерительной аппаратурой. В комплекте с измерительными блоками датчики образуют приборы для измерения ионизирующих излучений (спектрометры, радиометры, дозиметры и пр.).

 

 

 

 

 

 

 

На рисунке 2.6 приведена функциональная схема датчика. Датчик содержит детектор излучения с формирователем электрических сигналов на выходе, предварительный усилитель сигналов, выходной усилитель мощности сигналов и источник питания детектора. Формирователь электрических сигналов обычно объединяется с предварительным усилителем в общий блок согласующего усилителя. В специализированной аппаратуре датчики могут содержать только детекторы излучения (один или несколько) и формирователи сигнала, с включением остальных блоков в состав регистрирующих приборов.