Способ ограничения регистрации энергий гамма-квантов
METHOD FOR LIMITING REGISTRATION OF GAMMA QUANTUM ENERGIES

Изобретение относится к измерительной технике, а именно гамма-спектрометрам, и может быть использовано для решения актуальной задачи по ограничению доступа к конфиденциальной информации, представляемой в виде регистрируемых энергий гамма-квантов по всей полосе регистрации.
В ряде случаев необходимо ограничивать регистрацию энергий гамма-квантов в заданных диапазонах энергий. Например, при проведении инспекции на месте в рамках Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) необходимо ограничивать измерения установлением наличия или отсутствия гамма-излучающих радиоактивных продуктов, имеющих отношение к цели инспекции. Таким образом, используемые при этом гамма-спектрометры требуют модификаций и настройки для работы в ограниченном режиме. Представленный способ регистрации энергий гамма-квантов применяется в гамма-спектрометрах, где регистрируются энергии гамма-квантов в заданных диапазонах энергий. Энергии гамма-квантов в заданных диапазонах накапливаются, отображаются пользователю и позволяют проводить анализ с использованием стандартных процедур гамма-спектрометрии.
Современный гамма-спектрометр состоит из двух основных частей (фиг. 1): детектора (1) и многоканального анализатора импульсов (2), который, в свою очередь, состоит из трех основных блоков: аналого-цифрового преобразователя (3), программируемого блока управления и обработки информации (4), а также блока накопления информации (5), т.е. памяти, содержащей итоговый спектр энергий гамма-квантов.
Для ограничения доступа к конфиденциальной информации, представляемой в виде спектра регистрируемых энергий гамма-квантов по всей полосе регистрации, применяются различные способы. Наиболее простым решением было бы дополнение гамма-спектрометра программным блоком, обнуляющим содержимое каналов полного накопленного спектра энергий гамма-квантов вне заданных диапазонов энергий.
Например, в статье, опубликованной 26.06.2017 г. в Центре ядерных исследований, Израиль, автор Авив, «Метод прикладных измерительных ограничений в детекторе» [1], описан способ ограничения спектральных данных с помощью электронного программируемого ящика «Lynx» и персонального компьютера.
В докладе, представленном 30.06.2003 г. на Семинаре №9 по инспекциям на месте, г. Хиросима Япония, авторы Ю.В. Дубасов, Е.И. Бирюков, С.И. Богачев «Развитие программного обеспечения для гамма-спектрометров с высоким разрешением при ограничении энергии измерения» [2], описан способ по регистрации только определенных радионуклидов в измерениях гамма-спектрометра, без полной гамма-спектральной регистрации. Данный способ реализован с помощью программного обеспечения «WINSPECTRA».
Данные способы можно принять в качестве способов-прототипов.
Указанные способы-прототипы полностью регистрируют спектр энергий гамма-квантов по всей полосе регистрации, а затем с помощью программного обеспечения ограничивают спектр по заданным диапазонам энергий. Основной недостаток способов - прототипов состоит в том, что с помощью специализированного программного обеспечения и проведения ряда операций возможно вернуться от ограниченного спектра регистрируемых энергий гамма-квантов к исходному, содержащему полную информацию.
Сущность способа заключается в разработке аппаратурного, а не программного ограничения спектра регистрируемых энергий гамма-квантов только в заданных диапазонах энергий.
Технический результат достигается тем, что для ограничения регистрируемых энергий гамма-квантов в заданных диапазонах энергий между детектором (1) и многоканальным анализатором импульсов (2) помещают делитель сигнала (6) (по амплитуде или по времени) и N одноканальных анализаторов (7), которые настраиваются на требуемые диапазоны энергий, где N - количество заданных диапазонов энергий гамма-квантов.
Способ заключается в выполнении следующих операций:
1. В схему стандартного гамма-спектрометра дополнительно между детектором (1) и многоканальным анализатором импульсов (2) включают:
- делитель сигнала по амплитуде (6) (последовательно соединенные сопротивления идентичного номинала) или делитель сигнала по времени (6) -электромеханический переключатель (реле, например, шаговый искатель);
- N одноканальных анализаторов (7), по числу диапазонов энергий гамма-квантов - аналоговые приборы, пропускающие сигналы, только укладывающиеся по амплитуде в пределах значений между задаваемыми дискриминаторами верхнего и нижнего уровней.
2. Одноканальные анализаторы (7) настраиваются на заданные диапазоны энергий гамма-квантов.
Сущность способа представлена на фиг. 2.
На фиг. 1 представлена схема гамма-спектрометра без ограничения спектра регистрируемых энергий гамма-квантов, на которой обозначены: детектор (1), многоканальный анализатор импульсов (2), аналого-цифровой преобразователь (3), блок управления и обработки спектров (4), блок накопления информации (5) (спектров).
На фиг. 2 представлена схема гамма-спектрометра с аппаратурным ограничением спектра регистрируемых энергий гамма-квантов по заданным диапазонам энергий, которая включает в себя детектор (1), многоканальный анализатор импульсов (2), делитель сигнала (6) (омический или электромеханическое реле (шаговый искатель)), одноканальный анализатор (7) для заданного диапазона энергии, состоящий из дискриминатора нижнего уровня и дискриминатора верхнего уровня.
Данный способ позволяет регистрировать энергию гамма-квантов в строго определенных диапазонах энергий, что актуально при проведении инспекционных мероприятий, в рамках контроля соблюдения различных международных договоров, например при проведении инспекций на месте в рамках ДВЗЯИ.
Список источников
1. Aviv, A method for applying measurement restrictions in a HPGe detector. // Soreq Nuclear Research Centre, Israel, 2017.
2. E.I. Biryukov, S.I. Bogachev, Yu. V. Dubasov, Software Development for High-Resolution Gamma Spectrometer with Restricting Gamma-Ray Spectrometry. // OSI Workshop-9, Hiroshima, Japan. 2003.
3. B.B. Кадилин, В.Ю. Милосердин, B.T. Самосадный, Прикладная ядерная физика. // МИФИ, Москва, 2007.