Классификация, принцип работы и порядок применения технических средств радиационного контроля и приборов для измерения характеристик по

      2.2 Радиометры 

      Радиометрические  средства должны обеспечивать определение:

      - характеристик источника излучения  (т.е. определение числа актов распада, происходящих в источнике излучения в единицу времени);

      - плотности потока ионизирующих  частиц или квантов.

      Для измерений используются сцинтилляционные детекторы.

      В ходе контроля результаты измерений сопоставляются в пороговым и фоновым значениями. При превышении результатом измерения суммы этих значений выдается сигнал тревоги. Управление и контроль работы системы могут выполняться с помощью удаленного на расстояние до 2000 м пульта. Решение в интересах таможенного контроля первой задачи позволяет оценить количественные характеристики перевозимых через границу делящихся материалов и радиоактивных веществ, если установлен их радионуклидный состав. Решение второй задачи позволяет организовать обнаружение радиоактивных объектов.

      На  основе измерений плотности потока ионизирующих частиц (квантов) и изменения активности во времени можно определить постоянную распада и установить вид радионуклида. Если известны вид радионуклида и его активность на заданный момент времени, то по данным радиометрических измерений можно установить возраст источника или время, прошедшее с момента его изготовления.

      Характерными  особенностями радиометрических измерений являются:

      - статистический характер объекта измерения и процесса регистрации излучений;

      - влияние на результаты измерений  внешнего радиоактивного фона.

      Из-за особенностей результаты определенных измерений могут существенно различаться. Причины неоднозначности измерений носят вполне объективный характер. Дело в том, что активность носит вероятностный характер в силу природы радиоактивного распада. Кроме того, поток частиц и квантов, составляющих единый радиационный фон и влияющий на измерительный прибор, так же носит вероятностный характер и подтвержден непредсказуемым флуктуациям. Уровень фонового излучения зависит от состава почвы и окружающих строений, загрязненности воздуха радионуклидами, потока квантов космического происхождения и т.п. Поэтому радиометры обычно делают многократные измерения, а результат формируется путем соответствующей статистической обработки.

      В таможенных органах «чистые» радиометры в оперативной работе не используются. Обычно в этом качестве применяют  комбинированные приборы.

      2.3 Спектрографы 

      Основной  задачей спектрометрических измерений является определение спектров ионизирующих частиц (квантов).

      Спектр  представляет собой совокупность возможных  значений измеряемой физической величины. Задача спектрометрии фактически сводится к нахождению распределения частиц и/или квантов излучения по одному или нескольким параметрам. Спектрометры подразделяются на несколько типов:

      - энергетические (для измерения распределения  по энергии);

      - масс-спектрометры (для измерения  распределения по заряду);

      - угловые (для измерения пространственно-временных характеристик распределения) и др.

      Для решения задач в таможенных органах  используют приборы, которые измеряют энергетическое распределение: СКС-50, ГАММА-1С/NB, РСУ-01 «Сигнал», МКС-А02. По сути, это комбинированные приборы.

      По  энергетическим характеристикам можно определить радионуклидный состав источников радиоактивного излучения. При таможенном контроле это позволяет установить вид делящихся материалов или других радиоактивных веществ, перевозимых через таможенную границу. По данным спектрометрических измерений можно оценивать активность радионуклида и связанные с ней характеристики источника ионизирующего излучения, т.е., как и при радиометрических измерения, можно количественно оценить обнаруженные радиоактивные вещества, соотношения между отдельными компонентами смеси. Наконец, спектрометрические измерения незаменимы при решении задач безопасности, так как позволяют определять распределение радионуклидов на территории, в отдельных органах и тканях человека.

      Примером  прибора для радиометрических и спектрометрических измерений является РСУ-01 «Сигнал», с помощью которого можно измерить мощность эквивалентной дозы (дозиметр). Аналогичные задачи можно решать и с помощью более современного прибора МКС-А02.

      Универсальный радиометр-спектрометр МКС-А02 предназначен для обнаружения и локализации радиоактивных источников, измерения количественных характеристик α-,β-, γ- и нейтронного излучений, идентификации γ-излучающих радионуклидов, хранения измеренных γ-спектров для их возможной обработки на компьютере. Он имеет встроенный сцинтилляционный детектор γ-излучения на основе NaI (TI), два нейтронных детектора, внешний детектор α- и β-излучений «БДС-АБ1».

      Сцинтилляционный  детектор выполнен на основе кристалла NaI (TI) диаметром 34 мм и длиной 47 мм. Нейтронные детекторы выполнены в виде трубок с газом He 3 под давлением 8 атмосфер, помещенных в замедлитель из полиэтилена. Детекторы работают в пропорциональном режиме.

      Под амплитудой импульсов сцинтилляционного  детектора можно различить альфа- и бета-частицы и затем вычислить значения плотности потока частиц.

      Предусмотрена работа прибора в двух основных режимах: «оперативном» и «экспертном».

      В «оперативном» режиме управление прибором производится при помощи трех кнопок, вызывающих основные функции прибора: “Поиск», «Дозиметр» и «Анализ».

      В «экспертном» режиме управление прибором производится при помощи клавиатуры. При этом имеются доступ к дополнительным функциям прибора и возможность проведения настройки и калибровки.

      Радиометр-спектрометр  выполняет четыре основные функции: поискового прибора, дозиметра, радиометра, спектрометра. В качестве поискового прибора он фиксирует превышение суммарной скорости счета по гамма- и нейтронному каналам над соответствующими фоновыми значениями. Превышение показателей на жидкокристаллическом дисплее, подтверждается светодиодным индикатором и звуковым сигналом.

      При работе прибора в качестве дозиметра  анализируется счет от нейтронного канала и информация, содержащаяся в гамма-спектре. При помощи микропроцессора и встроенного программного обеспечения производится расчет мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма- и нейтронного излучений.

      При работе прибора в радиометрическом режиме производится измерение плотности потока альфа- и бета-излучений. Результаты измерений выдаются на индикатор прибора.

      В качестве спектрометра прибор позволяет  накапливать гамма-спектры, выводить их на дисплей и проводить идентификацию  изотопов. В памяти прибора могут  храниться до 30 спектров, каждому  из которых присваивается идентификационный номер. Через последовательный канал RS-232 возможен обмен данными с компьютером и управление режимами работы прибора. 

      2.4 Системы радиационного контроля. 

      В сегодняшней стратегии таможенного  контроля за делящимися радиационными материалами особое значение отведено системам радиационного контроля типа «Янтарь». Эти системы установлены практически везде в местах массового перемещения через таможенную границу пассажиров, товаров и транспортных средств, а также на складах временного хранения. Системы «Янтарь» представляют собой высокопроизводительные дозиметры, основная функция которых – обнаружение источников ионизирующего излучения на основе ядерных материалов.

      Включенная  система «Янтарь» периодически измеряет фон нейтронного и γ-излучения. Частота измерений и некоторый порог превышения фона устанавливаются при настройке системы. Стойки снабжены двумя специальными датчиками, реагирующими на присутствие объекта в зоне контроля. При попадании в зону контроля эти датчики срабатывают, и система из режима измерения фона переходит в режим контроля. Достоверность контроля зависит от скорости перемещения объекта через зону контроля.

      СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Горчаков  В.В. Основы таможенного контроля делящихся  и радиоактивных материалов. М.: ОАО «Внешторгиздат», 2001.
2. Дьяконов В. Н., Малышенко Ю.В. Практикум по применению технических средств таможенного контроля: Сб. заданий и методические указания. Владивосток: ВФ РТА. 2005.
3. Организация таможенного контроля делящихся и радиоактивных материалов/ Д.А. Бабич, И.Н. Банных и др. М.: Святигорпресс, 2003.
4. Теория и практика применения технических средств таможенного контроля: учебник/ под общ. ред. Ю. В. Малышенко. М.: 2006.