Спектрометры-радиометры МКГ-01Гр-1, 52108-12

Назначение

Спектрометры-радиометры МКГ-01Гр-1 предназначены для измерения энергетического распределения гамма-излучения, объемной активности гамма-излучающих радионуклидов, скорости счета импульсов в четырех энергетических диапазонах от 0,1 до 1,3 МэВ, от 1,3 до 1,8 МэВ, от 1,8 до 3,0 МэВ, от 0,1 до 3,0 МэВ и идентификации гамма излучающих радионуклидов, содержащихся в водной среде на глубине до 600 м.

Описание

Принцип действия спектрометра-радиометра основан на регистрации гамма - излучения сцинтилляционным детектором. Гамма - кванты взаимодействуют с веществом сцинтиллятора BGO. При этом их энергия преобразуется в энергию световой вспышки. Фотоэлектронный умножитель преобразует регистрируемые световые вспышки в импульсы электрического тока. Спектрометрический тракт преобразует эти импульсы в импульсы напряжения соответствующей амплитуды. Затем методами цифровой обработки принятый сигнал формируется и фильтруется с целью определения амплитуды сигнала, которая пропорциональна энергии зарегистрированного гамма - кванта. Коды измеренных амплитуд накапливаются в памяти спектрометрического тракта в виде спектра.

Спектрометр-радиометр МКГ-01Гр-1 представляет собой многофункциональное устройство и состоит из прибора УДЛГ-05С-К-1, управляющей ЭВМ с установленным на ней специализированным программным обеспечением и подключаемой к прибору УДЛГ-05С-К-1 с помощью кабеля.

Прибор УДЛГ-05С-К-1 выполнен в виде выносного забортного устройства в герметичном и вибропрочном исполнении и предназначен для работы в условиях эксплуатации, указанных в ГОСТ РВ 20.39.304-98 для аппаратуры группы исполнения 2.3.5. Управляющая ЭВМ предназначена для работы в условиях эксплуатации, указанных в ГОСТ РВ 20.39.304-98 для аппаратуры группы исполнения 2.3.1.

В приборе УДЛГ-05С-К-1 установлены два блока детектирования, в состав каждого из которых входят:

-    сцинтиллятор ортогерманата висмута Bi3GE4O12 (BGO) диаметром 75 мм и длиной 150 мм;

-    фотоэлектронный умножитель (фэу);

-    делитель напряжения фэу;

-    преобразователь напряжения для питания электроники и фэу;

-    цифровой спектрометрический тракт;

-    цифровой сигнальный процессор и память спектра.

Спектрометр-радиометр управляется командами, выдаваемыми с управляющей ЭВМ по каналу связи с интерфейсом RS-422 (RS-485).

Все операции по регистрации и обработке аппаратурных гамма-спектров полностью автоматизированы и проводятся с использованием специально разработанного программного обеспечения.

Программное обеспечение

Спектрометры - радиометры МКГ-01Гр-1 содержат как микроконтроллерное программное обеспечение, установленное непосредственно в корпусе прибора УДЛГ-05С-К-1, так и прикладное программное обеспечение, установленное на управляющей ЭВМ.

Микроконтроллерное программное обеспечение полностью закрыто и защищено от стороннего вмешательства. Оно обеспечивает собственный самоконтроль, а также самоконтроль аппаратных узлов, стабилизацию спектрометрического тракта, измерение энергетического распределения гамма-излучения и передачу его в управляющую ЭВМ.

Прикладное программное обеспечение обеспечивает: функции передачи данных и команд через протоколы связи; контроль аппаратного обеспечения; управление режимами функционирования спектрометра - радиометра; отображение энергетического распределения; расчет и отображение значений объемной активности радионуклидов; сохранение результатов в архиве и возможность последующей работы с ними; исключение возможности несанкционированного доступа к настроечным параметрам и результатам работы спектрометра - радиометра.

Прикладное программное обеспечение позволяет проводить как раздельную, так и одновременную работу спектрометра-радиометра в двух режимах:

- в режиме «Спектрометр», позволяющем проводить циклический процесс измерения за установленное оператором время набора спектра, осуществлять обработку спектра и получать информацию о регистрируемом гамма-излучении в виде энергетического спектра, разбитого на 1024 канала в энергетическом диапазоне от 0,1 до 3,0 МэВ; проводить автоматический поиск пиков полного поглощения, идентифицировать радионуклидный состав по пикам полного поглощения, измерять объемную активность 24Na и 40K в воде при их обнаружении, отображать и сохранять в архиве ЭВМ результаты измерения и обработки;

- в режиме «Радиометр», позволяющем проводить циклический процесс измерения скорости счета импульсов в четырех энергетических диапазонах от 0,1 до 1,3 МэВ, от 1,3 до 1,8 МэВ, от 1,8 до 3,0 МэВ, от 0,1 до 3,0 МэВ за установленное оператором время измерения, отображать текущую информацию на мониторе ЭВМ в графическом и цифровом виде в течение всего периода наблюдения, сохранять получаемую информацию в архиве данных; осуществлять по окончании наблюдения статистическую обработку результатов измерений, как по всему массиву полученных данных, так и по выбранному (представляющему интерес) временному интервалу внутри периода наблюдения, устанавливать пороги “реагирования ” звуковой и световой сигнализации о превышении установленных порогов скорости счета импульсов в четырех энергетических диапазонах.

При необходимости результаты измерения, полученные в любом режиме работы спектрометра, могут быть переданы по линии связи в центральную ЭВМ комплекса.

Описание

Таблица 1. Идентификационные данные программного обеспечения

Уровень защиты программного обеспечения спектрометров - радиометров МКГ-01Гр-1 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует классу C в соответствии с МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Таблица 2

Отклонение скорости счета импульсов спектрометра-радиометра в четырех энергетических диапазонах от 0,1 до 1,3 МэВ, от 1,3 до 1,8 МэВ, от 1,8 до 3,0 МэВ и от 0,1 до 3,0 МэВ относительно нормальных условий во время воздействия на входящий в его состав прибор УДЛГ-05С-К-1 каждого из факторов, приведенных в таблице 3, не превышает ±10 %.

Таблица 3

Максимальная статистическая загрузка спектрометра-радиометра не менее 5-104 с-1 (при изменении статистической загрузки от 1-103 до 5-104 относительное смещение положения

137

центроиды пика полного поглощения гамма-излучения энергии 0,662 МэВ радионуклида Cs

- не более 1%, а относительное изменение разрешения для гамма-излучения энергии 0,662 МэВ радионуклида 137Cs - не более 15%).

Время установления рабочего режима спектрометра-радиометра не более 30 мин.

Нестабильность показаний спектрометра-радиометра (скорости счета импульсов в четырех энергетических диапазонах от 0,1 до 1,3 МэВ, от 1,3 до 1,8 МэВ, от 1,8 до 3,0 МэВ и от 0,1 до 3,0 МэВ) в течение 72 ч непрерывной работы не более 10 %.

Потребляемая спектрометром-радиометром мощность от внешнего источника питания постоянного тока напряжением 27 В, не более 5 В-А (без учета управляющей ЭВМ).

Масса спектрометра-радиометра не более 60 кг (без учета управляющей ЭВМ).

Габаритные размеры спектрометра-радиометра не более 1040 х 200 х 270 мм (без учета управляющей ЭВМ).

Средняя наработка на отказ спектрометра-радиометра при доверительной вероятности

0,9 10000 ч.

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации НМИУ.412131.010РЭ спектрометра-радиометра, а также наносится методом гравировки на планке, закрепленной на ребре корпуса спектрометра - радиометра.

Комплектность

Комплектность спектрометра-радиометра приведена в таблице 4.

Поверка

осуществляется по документу НМИУ.412131.010Д «Спектрометр-радиометр МКГ-01Гр-1. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» в октябре 2012 г.

При поверке применяются источники фотонного излучения спектрометрические эталонные типа ОСГИ-3 № г/р 46383-11 активностью от 104 до 105 Бк, аттестованные с погрешностью не более ± 4 %.

Сведения о методах измерений

НМИУ.412131.010РЭ «Спектрометр-радиометр МКГ-01Гр-1. Руководство по эксплуатации».

1.    ГОСТ 4.59-79 «Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей ».

2.    ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия».

3.    ГОСТ 26874-86 «Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров».

4.    ГОСТ 8.033-96 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников»

5.    НМИУ.412131.010ТУ «Спектрометр - радиометр МКГ-01Гр-1. Технические условия».

Рекомендации к применению

-    при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;

-    при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;

-    при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.