ПОРТАЛЬНЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОР

ПОРТАЛЬНЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОР
Заявляемый портальный радиационный монитор (ПРМ) относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области регистрации радиоактивных излучений (РИ), Наиболее эффективно он может быть исполь зован для обнаружения радиоактивных веществ (РВ), определения их радионуклидного состава, а также зон их расположения в объёмах или на поверхностях каких-либо объектов (в упаковках и контейнерах с радиоактивными отходами (РАО), различных грузах и багаже, транспортных средствах, человеческом теле и т.п.). Наиболее эффективно заявляемый ПРМ может быть использован в установках сортировки РАО, установках контроля транспортных средств и транспортируемых грузов, установках по индивидуальному дозиметрическому контролю.
Известен транспортный ПРМ (1), предназначенный для обнаружения и определения зон расположения РВ в движущихся объектах (автомобильном и железнодорожном транспорте) или на их поверхностях, включающий портал, состоящий из двух боковых стоек (колонн) с детекторами РИ, блок электроники, выносной пульт с блоком отображения информации и блок световой и звуковой сигнализации.
Недостатками известного транспортного ПРМ являются:
-пониженная точность определения зон расположения РВ в движущихся объектах или на их поверхностях, обусловленная тем, что размещение детекторов РИ возможно только в боковых стойках портала;
-невозможность идентификации радионуклидного состава РВ.
Известен пещеходный ПРМ (2), предназначенный для обнаружения и определения зон поверхности человеческого тела и его внутренних органов, в которых присутствуют РВ, включающий портал, состоящий из двух боковых стоек с перекрытием, сцинтилляционные детекторы РИ, размещённые в боковых стойках портала, электронный блок (контроллер), размещённый в перекрытии портала, а также весовой датчик, датчики обнаружения (наличия) объекта, блок сбора и отображения информации и блок сигнализации.
Ишиптниншг --j--f- 7
2 о о 5
МПК7: G 01 Т 1/167
Недостатками известного пешеходного ПРМ являются:
-пониженная точность определения зон поверхности человеческого тела и его внутренних органов, в которых присутствуют РВ, обусловленная размещением сцинтилляционных детекторов РИ только в боковых стойках портала;
-невозможность идентификации радионуклидного состава РВ.
Наиболее близким к заявляемому является ПРМ (3), предназначенный .для обнаружения РВ, определения их радионуклидного состава, а также зон их расположения в объёмах или на поверхностях каких-либо объектов (грузах, транспортных средствах, человеческом теле), включающий портал, состоящий из двух боковых стоек с перекрытием, сцинтилляционные детекторы РИ соединённые со спектрометрическими усилителями, размещённые в боковых стойках портала, электронную систему обработки сигналов, состоящую из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), системного блока персонального компьютера (ПК) и дисплея ПК, а также датчики обнаружения объекта и блок световой и звуковой сигнализации, причём спектрометрические усилители соединены с АЦП, АЦП соединён с системным блоком ПК, а системный блок ПК соединён с датчиками обнаружения объекта, дисплеем ПК и блоком световой и звуковой сигнализации.
Недостатком известного ПРМ является пониженная точность определения зон расположения РВ в различных объектах или на их поверхностях, обусловленная размещением сцинтилляционных детекторов РИ только в боковых стойках портала.
Преимуществом заявляемого ПРМ являются повышение точности определения зон расположения РВ в различных объектах или на их поверхностях.
Указанные преимущества достигаются за счёт того, что заявляемый ПРМ включает портал, состоящий из двух боковых стоек с перекрытием, сцинтилляционные детекторы РИ соединённые со спектрометрическими усилителями, размещённые в боковых стойках и перекрытии портала, электронную систему обработки сигналов, состоящую из АЦП, системного блока ПК и дисплея ПК, а также датчики обнаружения объекта и блок световой и звуковой сигнализации, причём спектрометрические усилители соединены с АЦП, АЦП соединён с системным блоком ПК, а системный блок ПК соединён с датчиками обнаружения объекта, дисплеем ПК и блоком световой и
звуковой сигнализации.
Отличительным признаком заявляемого ПРМ является то, что он дополнительно содержит, размещённые в перекрытии портала и соединённые между собой сцинтилляционный детектор РИ и спектрометрический усилитель, который в свою очередь соединён с АЦП.
Заявляемый ПРМ в варианте его использования для обнаружения РВ, определения их радионуклидного состава, а также зон их расположения в .перемещаемых с помощью транспортёра (А) контейнерах с РАО (Б), иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 представлен вид спереди ПРМ;
На фиг.2 представлен вид сверху ПРМ;
На фиг.3 представлено в виде сверху схематическое расположение зон (а, б, в, г, д) в контейнере с РАО, в которых с помощью размещённых в боковых стойках портала сцинтилляционных детекторов РИ возможно установление факта наличия РВ;
На фиг.4 представлено в виде сбоку схематическое расположение зон (1, 2, 3, 4, 5, б, а, б, в, г, д ) в контейнере с РАО, в которых с помощью размещённых в боковых стойках и перекрытии портала сцинтилляционных детекторов РИ возможно установление факта наличия РВ;
Заявляемый ПРМ состоит из портала 1, сцинтилляционных детекторов РИ 2, 3 и 4, спектрометрических усилителей 5, 6 и 7, АЦП 8, системного блока ПК 9, дисплея ПК 10, блока световой и звуковой сигнализации 11 и датчиков обнаружения объекта 12, 13, 14 и 15.
Заявляемый ПРМ работает следующим образом.
После подачи напряжения на элементы ПРМ сцинтилляционные детекторы РИ 2, 3 и 4, сразу же начинают измерять уровень радиационного фона окружающей среды. Одновременно с этим системный блок ПК 9 с заложенным в него программным обеспечением начинает (примерно в течение 1 минуты) тестировать работоспособность сцинтилляционных детекторов РИ 2, 3 и 4 и на основе результатов теста корректирует размеры величин напряжений, подаваемых на элементы ПРМ, после чего с помощью блока световой и звуковой сигнализации 11 подаёт световой и звуковой сигналы о готовности ПРМ к работе.
После этого включают транспортёр А и с его помощью начинают перемещать контейнер с РАО (Б) в портал 1. Как только контейнер с РАО переместится в зону действия датчиков обнаружения объекта 12 и 13, последние подают сигнал обнаружения контейнера с РАО в системный блок ПК 9. Системный блок ПК 9 в свою очередь сразу же передаёт сигнал обнаружения контейнера с РАО на дисплей ПК 10 ив блок световой и звуковой сигнализации 11, который подаёт световой и звуковой сигналы обнаружения контейнера с РАО и остановки транспортёра А между боковыми стойками портала 1, а на экране дисплея ПК 10 отображаются: сигнал присутствия контейнера с РАО в портале 1, время присутствия, схематическое взаиморасположение (мнемосхема) контейнера с РАО и сцинтилляционных детекторов РИ 2, 3 и 4, таблица идентифицируемых радионуклидов и графическая гистограмма изменения скорости счета в сцинтилляционных детекторах РИ 2, 3 и 4,
Одновременно с этим под воздействием РИ от контейнеров с РАО в сцинтилляционных детекторах РИ 2, 3 и 4 начинают генерироваться световые импульсы (вспьшки), которые с помощью (являющихся неотъемлемой частью сцинтилляционных детекторов РИ) преобразователей световых сигналов в электрические, (фотоэлектронных умножителей, фотодиодов и т.п.), преобразуются в поток электронов (фототок), поступающий в спектрометрические усилители 5, б и 7.
В спектрометрических усилителях 5, 6 и 7 происходит усиление и окончательное формирование импульсов фототока, которые затем поступа ют в АЦП 8, где электрические импульсы преобразуются в цифровые значения и затем передаются в системный блок ПК 9.
В системном блоке ПК 9, где в его программном обеспечении заложены определённые интервалы уровней активности РВ и цифровые окна (границы энергий, в которых соотнощение сигнал-щум, соответствующие тому или иному радионуклиду, наиболее оптимально) , происходит геометрическое определение зон расположения РВ в контейнере с РАО, характеризующихся различными интервалами уровней активности, а также качественная идентификация радионуклидов в этих зонах.
Сцинтилляционные детекторы РИ 2 и 3, расположенные в боковых стойках двухстоечного портала с перекрытием 1 позволяют выявить расположение таких зон по горизонтали (зоны а, б, в, г, д), а сцинтилляционный детектор РИ 4, размещённый в перекрытии портала 1, их расположение по вертикали (зоны 1, 2, 3, 4, 5 и б) , что в сочетании даёт возможность повысить точность определения зон расположения РВ в контейнере с РАО.
Если ПРМ наиболее близкого аналога позволяет выявить наличие радионуклидов с одним интервалом активности, например, в зоне а, а с ,другим интервалом активности - в зоне в, то применение заявляемого ПРМ позволяет уточнить расположение указанных интервалов до, например, зоны а2 и зоны в6.
На практике, на экране дисплея ПК, границы уточнённых зон будут отображаться в виде замкнутых кривых линий, а сами зоны, в зависимости от уровней активности присутствующих в них РВ - разными цветовыми оттенками с различными степенями цветонасыщения.
После завершения измерений системный блок ПК 9 с помощью блока световой и звуковой сигнализации 11 подаёт световой и звуковой сигналы о возможности включения транспортёра А для транспортировки контейнера с РАО из портала 1. Как только контейнер с РАО попадёт в зону действия датчиков обнаружения объекта 14 и 15, последние подают сигнал обнаружения контейнера с РАО в системный блок ПК 9, который с помощью блока световой и звуковой сигнализации 11 подаёт световой и звуковой сигналы о возможности транспортировки следующего контейнера с РАО в портал 1.
Испытания показали, что заявляемый ПРМ:
-обеспечивает возможность качественной идентификации таких радионуклидов, как , . , Со, U и Ри;
-при его использовании в установках сортировки РАО обеспечивает возможность отделения этими установками радиоактивной части РАО от нерадиоактивной, что позволяет сократить общий объём РАО, подлежащих переработке;
-при его использовании в установках контроля транспортных средств и транспортируемых грузов позволяет уточнить месторасположение РВ, что сокращает их время поиска (при несанкционированной транспортировке или контрабанде РВ);
- при его использовании установках в по индивидуальному дозиметрическому контролю позволяет выявить какой из участков поверхности человеческого тела или какой из его внутренних органов подвергся наиболее опасному радиоактивному заражению. Л 1.RU 2142644 Cl, 6 2.RU 20590 Ul, 7 G 3.RU 2191408 C2, 7 Бюл. № 29. ИТЕРАТУРА G 01 Т 1/166, on. 10.12.99, Бюл. № 34; 01 Т 1/167, on. 10.11.2001, Бюл. № 31; G 01 Т 1/167, G 01 N 23/00 on. 20.10.2002,