РАДИОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
RADIOMETRIC FACILITY

Изобретение относится к области радиометрии и может быть использовано для регистрации радионуклидов в газовом потоке магистрали стравливания по энергии альфа-бета-частиц.
Известен газоанализатор по патенту RU84563, G01N 27/416, опубл. 10.07.2009, содержащий сменный сенсорный модуль и контроллер, снабженный дисплеем, кнопками управления, а также световой и звуковой сигнализацией в случае превышения допустимой концентрации контролируемого вещества в газе. Недостатком известного газоанализатора является то, что он не предназначен для дистанционного контроля концентраций альфа-бета-радиоактивных веществ в потоке газообразных продуктов.
Известен радиометр бета-излучающих газов по патенту RU143657, G01T 1/00, опубл. 27.07.2014. Радиометр содержит измерительную камеру со штуцерами ввода и вывода проб газа, полупроводниковый детектор с чувствительным элементом, прилегающим к стенке камеры, коллиматор, концом обращенный к стенке камеры, и второй детектор, чувствительный элемент которого обращен к отверстию коллиматора. Камера, коллиматор и детекторы помещены в защиту из свинца или вольфрама. Радиометр снабжен съемным держателем, выполненным с возможностью помещения его между камерой и коллиматором, с креплением для размещения поверочного источника. Детекторы снабжены светодиодами. Камера выполнена, преимущественно, в виде стального цилиндра, штуцеры соединены с его образующей, а детектор и коллиматор со вторым детектором расположены с противоположных торцов.
Известный радиометр используется для измерения объемной активности инертных радиоактивных газов в выбросах атомных станций от штатных до аварийных условий и в период послеаварийных мероприятий для полного контроля радиологической и ситуации, обеспечения безопасности людей по параметру концентрации радиоактивных инертных газов.
Этот радиометр принимается за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому техническому решению.
Недостатком известного радиометра является отсутствие способности идентифицировать радионуклиды в газовом потоке по энергии альфа-бета-частиц.
Техническим результатом является создание радиометрической установки, позволяющей вести дистанционный контроль концентраций альфа-бета-радиоактивных веществ в газовом потоке с целью предотвращения загрязнения магистрали стравливания и обеспечения требований радиационной и экологической безопасности при выходе газа из магистрали в атмосферу.
Технический результат достигается тем, что в радиометрической установке, содержащей измерительную камеру со штуцерами ввода и вывода газа, устройства детектирования с чувствительным элементом, измерительная камера выполнена в виде герметичного металлического контейнера со съемной крышкой, имеющей штуцер ввода газового потока, два штуцера вывода газа и проходные электрические герморазъемы, на одном конце каждого штуцера вывода газа с внутренней стороны крышки установлена воронка с закрепленным в ней фильтром, полость контейнера разделена на две зоны: зону ввода газового потока и зону вывода газа, устройства детектирования размещены в зоне вывода газа, при этом одно устройство детектирования выполнено с возможностью улавливания альфа-активных радионуклидов, второе - бета-активных радионуклидов, их чувствительные элементы обращены в сторону крышки контейнера и расположены в зоне вывода газа напротив вышеупомянутых воронок с фильтрами, на наружной поверхности крышки установлены блок питания и два счетчика импульсов, подключенные к устройствам детектирования через герморазъемы.
В вариантах исполнения радиометрической установки:
- корпус контейнера выполнен цилиндрической формы;
- штуцера вывода газа с наружной стороны крышки соединены трубопроводами с каналом выхода газа;
- блок питания и счетчики импульсов закрыты защитным кожухом.
Наличие штуцера ввода газа позволяет подключить радиометрическую установку с помощью гибкого шланга к магистрали стравливания, по которой под повышенным давлением проходит поток газа.
Наличие воронок с фильтрами на концах штуцеров вывода газа позволяет при прохождении через фильтры газа осадить на них радиоактивные вещества, если они присутствуют в газе.
Наличие внутри контейнера зоны ввода газа позволяет снизить реактивность газовой струи в зоне вывода газа, где газовый поток проходит вдоль чувствительной поверхности детекторов.
Наличие проходных электрических герморазъемов позволяет подключить детекторы альфа- и бета-активных радионуклидов к блоку питания и счетчикам импульсов, от которых далее данные измерений передаются по кабельной линии связи, на персональный компьютер.
Установка детекторов чувствительной поверхностью к фильтрам, на которых при стравливании газа в атмосферу через штуцера вывода осаждаются радиоактивные вещества, позволяет регистрировать концентрации радиоактивные вещества в газе, превышающие минимально детектируемые значения.
На фиг. 1 показан общий вид радиометрической установки.
Радиометрическая установка состоит из герметичного металлического контейнера 1 со съемной крышкой 2, имеющей штуцер ввода газового потока 3, два штуцера вывода газа 4 и проходные электрические герморазъемы 5, установленные в имеющиеся в крышке 2 отверстия, фильтров 6, закрепленных в воронках 7, устройства детектирования альфа-активных радионуклидов 8 и блока детектирования бета-активных радионуклидов 9, установленных на кронштейне 10 внутри контейнера 1, блока питания 11 и двух счетчиков импульсов 12, установленных на наружной поверхности крышки 2 под защитным кожухом 13, канала выхода газа 14, соединенного трубопроводами 15 со штуцерами вывода газа 4.
Кронштейн 10 выполнен шириной равной длине хорды (корпус контейнера цилиндрический) и разделяет внутреннюю полость контейнера 1 на зону «а» ввода газового потока и зону «б» выхода газа.
Для использования радиометрической установки по назначению ее устанавливают в конце магистрали стравливания и подключают к системе дистанционного контроля, для чего:
- перед сбросом газообразных веществ в атмосферу штуцер ввода газового потока 3 соединяют с помощью гибкого шланга (на фиг. не показано) с магистралью стравливания (на фиг. не показано);
- к каналу выхода газа 14 радиометрической установки подсоединяют гибкий шланг (на фиг. не показано), по которому газ будет выходить в атмосферу;
- подключают к счетчикам импульсов 12 кабельную линию связи системы дистанционного контроля;
- подключают блок питания 11 к электрической сети.
В рабочем режиме, при наличии потока газа в магистрали стравливания, газ поступает в камеру 1 через штуцер ввода 3. При перетекании газа из зоны «а» в зону «б» полости контейнера 1, снижается реактивность газовой струи. В зоне «б» газовый поток, обтекает чувствительную поверхность детекторов 8 и 9, проходит через фильтры 6, штуцеры вывода 4 и через канал выхода 14 удаляется в атмосферу. Измерение уровней концентрации радиоактивных веществ, осевших на фильтрах, происходит в непрерывном автоматическом режиме. При наличии радиоактивных веществ в газе информация об их концентрации отображается на экране персонального компьютера (на фиг. не показан) дежурного оператора. При обнаружении системой дистанционного контроля любых концентраций радиоактивных веществ (выше минимально детектируемых значений) принимается соответствующее решение, обеспечивающее недопущение загрязнения магистрали стравливания и поступления газообразных веществ в атмосферу.
Был изготовлен опытный образец радиометрической установки, позволяющий регистрировать следующие диапазоны активных радионуклидов:
- по альфа-излучению - область с энергиями 4,13 до 5,15 МэВ (U-Pu);
- по бета-излучению - область с энергиями 0,12-3,0 МэВ.
Габаритные размеры радиометрической установки:
- диаметр - 390 мм;
- высота - 495 мм.
Масса радиометрической установки - 37 кг.
Проведенные испытания подтвердили работоспособность радиометрической установки в составе системы дистанционного контроля радиоактивных веществ при стравливании по магистрали газообразных веществ, при этом давление газа в магистрали доходило до 0,5 МПа.