ПРИБОР НАПРАВЛЕННОГО ПРИЕМА ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ "УРАН-М"

Прибор «Уран-М» относится к геофизической аппаратуре, а именно к радиометрам направленного приема гамма-излучения для гамма-опробования урановых руд в естественном залегании.
Из предшествующего уровня техники известен прибор направленного приема гамма-излучения «ОХРА-2», производимый НПК «АиМ» г. Желтые Воды, состоящий из блока детектирования гамма-излучения с двумя детекторами и соединенного с помощью кабеля пульта оператора, отличающийся тем, что имеет жидкокристаллический 2-х строчный монохромный дисплей и 4-х кнопочную клавиатурой для управления функциями меню, а так же отличается наличием основного и компенсационного регистрирующих каналов гамма-излучения (источник: http://npkam.org.ua/?get=1).
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в расширении арсенала приборов направленного приема гамма-излучения урановых руд в естественном залегании, а также повышении удобства использования радиометра.
Данная задача решается за счет того, что прибор направленного приема гамма-излучения «УРАН-М» выполнен в виде одного моноблочного корпуса с жидкокристаллическим графическим дисплеем для отображения информации, имеет девятикнопочную клавиатуру для ввода служебной информации и перемещения по меню прибора, имеет USB - разъемом для обмена информацией и подключения кнопки управления, а так же имеет только один сцинтиблок с составным (сэндвич) детектором NaI+CsI d30*60 мм.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является уменьшение весогабаритных характеристик, за счет применения одного составного детектора NaI+CsI d30*60 мм в моноблочном корпусе прибора.
Устройство поясняется Фиг.1, на которой изображен прибор «Уран-М» в рабочем состоянии.
Прибор направленного приема гамма-излучения «Уран-М» выполнен в виде моноблочного корпуса 1 с жидкокристаллическим графическим дисплеем 2 для отображения информации, имеет девятикнопочную клавиатуру 3 для ввода служебной информации и перемещения по меню прибора, имеет USB - разъемом 4 для обмена информацией и подключения кнопки управления.
На фиг.2 представлена реализованная схема измерения на базе сэндвич - детектора, составленного из кристаллов NaI и CsI размером d16×30 мм (габаритный размер детектора d22×72 мм).
Сигнал с ФЭУ после усилителя поступает на две схемы фиксации амплитудных значений по-разному (τ1 и τ2) проинтегрированного импульса и в компаратор микроконтроллера, запускающий амплитудно-цифровое преобразование зафиксированных напряжений (пропорциональных в первом приближении амплитудному и интегральному значению импульса). Отношение зафиксированных напряжений в разработанной схеме при попадании гамма-кванта в разные кристаллы изменялось в 1,7 - 2 раза и позволяло достаточно уверенно разделять спектры. На фиг. 3 показан спектр отношений зафиксированных амплитуд импульсов О=100*А1/А2 (где А1 и А2-зафиксированные значения амплитуды по первому и второму каналам), а на виг. 4 и фиг. 5 - разделенные амплитудные спектры от источника Сs-137 из набора ОСГИ, полученные при боковом облучении сэндвич - детектора. Коэффициент разделения, определяющий принадлежность импульса тому или другому кристаллу, определялся из выражения
Кр=О1+0,4(О2-О1)/2=О1 +0,2(О2-О1), где О1 и О2 - центроиды пиков спектра отношений.
Аппаратурная реализация данной методики обладает рядом преимуществ. По сравнению с двухдетекторными приборами - более компактная, оптимально закрывающая со всех сторон кроме выделенного направления защита; только один сцинтиблок, коррекция коэффициента компенсации по спектру. По сравнению с однодетекторной методикой, основанной на различии спектра, фронтального излучения, попадающего в открытую часть детектора и более жесткого после свинцовой защиты фонового спектра, уменьшение методической погрешности и повышения устойчивости к неконтролируемым изменениям среды и спектра. Расположение кристаллов в детекторе по отношению к ФЭУ (ФЭУ - NaI - CsI) обусловлено тем, что при фронтальном контроле высоких концентраций урана более быстрым кристаллом NaI уменьшается доля наложенных
импульсов и возрастает пропускная способность. Амплитуды импульсов от гамма-квантов при попадании в кристалл CsI в несколько раз меньше, чем при попадании в NaI, и нижняя граница регистрации, определяемая шумами при быстром формировании, составляет около 10 кэВ для основного NaI кристалла и около 50 кэВ для компенсационного CsI кристалла. Улучшенная стабильность результатов приборов «Уран-М» связана с постоянной чувствительностью приборов в диапазоне углов от 0 до ±30°, снижающей значение фактора оператора.