СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2006 года по МПК G01T1/167 

Предлагаемые способ и устройство автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах относятся к средствам спектрометрических измерений и могут быть использованы в атомной энергетике для измерения активности радионуклидов теплоносителя 1-го контура атомных электростанций (АЭС).

Известен способ измерения количества (активности) радионуклидов в жидких средах и устройство для его осуществления, в котором в жидкую среду, содержащую радионуклиды, погружают вещество детектора, предварительно выдержанное в дистиллированной воде и высушенное в вакуумной камере в условиях форвакуума, причем при вакуумировании детектор облучают светом с длиной волны от 260 до 300 нм, а после экспонирования детектора в среде, содержащей радионуклиды, его вновь подвергают сушке в вакууме, но без светового потока, затем детектор помещают в проточный счетчик Гейгера-Мюллера, заполняют инертным газом и обрабатывают световым потоком с меняющейся от 300 до 600 нм длиной волны, одновременно проводя операцию измерения интенсивности потока экзоэлектронов. По результатам измерений и калибровочным зависимостям определяют количественный и качественный состав радионуклидов. В качестве вещества детектора используют твердые полупроводники и диэлектрики, обладающие экзоэлектронными свойствами [1].

Недостатками этих способа и устройства являются высокая сложность процесса измерения, что особенно существенно при автоматических измерениях активности радионуклидов в жидких средах с высокой активностью, например в теплоносителе 1-го контура атомных электростанций, так как это требует для перемещения детектора в контролируемую среду и измерительную камеру сложных манипуляторов и средств защиты от излучения.

Известен более простой способ автоматического измерения активности радионуклидов в потоке вещества и устройство для его осуществления [2].

Способ осуществляется следующим образом. Контролируемую среду пропускают с заданным расходом через одну из N≥2 проточных измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности контролируемой среды, а через остальные измерительные камеры пропускают чистую среду, проводят спектрометрические измерения активности контролируемой среды, продолжительность которых либо фиксирована, либо обратно пропорциональна активности контролируемой среды. Из спектрометрической информации выделяют информацию о мгновенном значении интенсивности излучения контролируемой среды, которую сравнивают с N верхними и N нижними заданными уровнями, являющимися границами оптимальных статистических условий выполнения спектрометрических измерений. По факту выхода измеренного значения интенсивности за конкретный (в данный момент времени) заданный уровень, контролируемую среду направляют в другую, соответствующую данному уровню, измерительную камеру, объем которой обеспечивает оптимальные статистические условия выполнения спектрометрических измерений. Длительность измерения при этом ограничивают моментом выхода значения интенсивности за указанный уровень.

Устройство для автоматического измерения активности радионуклидов в потоке вещества содержит: N проточных измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны активности контролируемой среды, 2N клапанов с приводами дистанционного управления, обеспечивающих подачу контролируемой среды через рабочую камеру и чистой среды через остальные камеры, блок управления клапанами, последовательно соединенные детектор ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель, программируемый многоканальный анализатор импульсов, блок обработки, нормализатор импульсов, два интегратора для оценки интенсивности излучения контролируемой среды, два компаратора с 2N источниками опорного сигнала, два формирователя импульсов, реверсивный счетчик и схему согласования. Вход нормализатора соединен с выходом спектрометрического усилителя, а выход - с входами двух интеграторов. Выход первого интегратора соединен с первым входом первого компаратора, а выход второго интегратора соединен со вторым входом второго компаратора. Второй вход первого компаратора соединен через первый коммутатор с выходами первых N источников опорного сигнала, а первый вход второго компаратора соединен через второй коммутатор с выходами вторых N источников опорного сигнала. Выход первого компаратора соединен через первый формирователь импульсов с прямым входом реверсивного счетчика, а выход второго компаратора соединен через второй формирователь импульсов с инверсным входом реверсивного счетчика. Выходы реверсивного счетчика соединены с входами блока управления клапанами, с входами коммутаторов и, через схему согласования, с шиной управления многоканального анализатора импульсов.

Недостатками указанных способа и устройства при автоматическом измерении активности радионуклидов в жидких средах, например в теплоносителе 1-го контура атомных электростанций, являются: большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся за счет постоянного протока контролируемой среды через измерительные камеры, искажение информации о содержании радионуклидов в теплоносителе 1-го контура из-за влияния ионизирующего излучения от растворенных в нем радиоактивных газов и короткоживущих изотопов, а также из-за влияния излучения от контролируемой среды в подводящих трубопроводах. Появление большого количества высокоактивных ЖРО требует значительных затрат для их хранения и переработки. Так как изменения активности в теплоносителе 1-го контура, происходящие за время проведения спектрометрического измерения (3-4 часа), практически не различимы, то применение проточного метода измерения с постоянным расходом контролируемой среды, приводящего к появлению при каждом измерении до 0,9-2,4 м³ ЖРО, при реальных расходах контролируемых сред через измерительную камеру 5,0-10,0 л/мин, не оправдано.

Недостатком устройства является также возможность искажения спектрометрической информации: из-за нестабильности выходных сигналов детектора и спектрометрического усилителя во времени, от изменения температуры окружающей среды и от помех, возникающих в линиях связи блока обработки с внешними устройствами (блоком управления клапанами, реверсивным счетчиком и коммутаторами), так как они связаны с блоком обработки через общую шину управления с многоканальным анализатором импульсов.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, обеспечивающих уменьшение объема ЖРО, образующихся при измерении, исключение искажений спектрометрической информации, обусловленных влиянием мешающего излучения растворенных радиоактивных газов, короткоживущих изотопов, а также фонового излучения от контролируемой среды в подводящих трубопроводах, от нестабильности выходных сигналов детектора и спектрометрического усилителя во времени и при изменении температуры окружающей среды и от помех, возникающих из-за связи шины управления многоканального анализатора импульсов с цепями ввода-вывода внешних устройств.

Технический результат достигается тем, что в способе автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, включающем направление контролируемой среды в одну из N измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности, проведение спектрометрического измерения активности радионуклидов, продолжительность которого либо задана, либо обратно пропорциональна уровню активности радионуклидов, выделение информации о мгновенном значении интенсивности ионизирующего излучения контролируемой среды из спектрометрической информации, сравнение выделенной информации с N верхними и N нижними уровнями, являющимися границами оптимальных статистических условий спектрометрических измерений, направление контролируемой среды в измерительную камеру, объем которой обеспечивает оптимальные статистические условия спектрометрических измерений, новым, обеспечивающим решение поставленной задачи является то, что контролируемую среду перед направлением в измерительную камеру направляют в дегазатор, в котором отделяют и удаляют растворенные в жидкой контролируемой среде газы. Детектор защищают от паразитного излучения контролируемой среды, находящейся в подводящих трубопроводах и нерабочих измерительных камерах. Перед каждым заполнением дегазатора контролируемой средой проводят калибровочное измерение активности известного изотопа, которое используют для корректировки калибровочных характеристик. Заполнение дегазатора начинают после слива из подводящих трубопроводов контролируемой среды, оставшейся от предыдущего измерения. Прекращают заполнение дегазатора контролируемой средой по моменту фиксации его заполнения до заданного объема, обеспечивающего заполнение всех измерительных камер. Контролируемую среду перед направлением в рабочую измерительную камеру, выдерживают в дегазаторе до момента распада короткоживущих изотопов. Выбор рабочей камеры производят по результатам измерения интенсивности излучения от контролируемой среды. Излучение от рабочей камеры с контролируемой средой направляют на детектор через коллиматор, обеспечивающий вместе с измерительной камерой оптимальные статистические условия спектрометрических измерений. Перед началом спектрометрических измерений остатки контролируемой среды удаляют из дегазатора, подводящих трубопроводов и нерабочих измерительных камер, а по окончании спектрометрических измерений контролируемую среду удаляют из рабочей измерительной камеры. После удаления контролируемой среды из рабочей измерительной камеры в дегазатор и измерительные камеры направляют промывочную среду, которой производят промывку дегазатора, измерительных камер и подводящих трубопроводов. По завершению промывки промывочную среду удаляют из дегазатора и измерительных камер.

При измерении низкоактивных сред перед направлением контролируемой среды в дегазатор проводят спектрометрические измерения активности фонового излучения от пустых измерительных камер, результаты которых учитывают при измерении активности радионуклидов в жидкой контролируемой среде.

После измерения высокоактивных сред для обеспечения возможности измерения низкоактивных сред качество промывки измерительных камер контролируют по величине интенсивности излучения от пустых измерительных камер, промывку каждой измерительной камеры при необходимости повторяют и завершают после достижения измеренного значения интенсивности излучения от пустой измерительной камеры после промывки заданной величины.

При измерении только высокоактивных сред контролируемую среду направляют в одну измерительную камеру, между которой и детектором ионизирующего излучения устанавливают N коллиматоров, площади сечений которых обратно пропорциональны интенсивности ионизирующего излучения, по результатам измерения интенсивности излучения определяют рабочий коллиматор.

Технический результат достигается также тем, что в устройство для автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, содержащее N измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности контролируемой среды, 2 N клапанов с дистанционным управлением подачи контролируемой и промывочной сред в измерительные камеры и слива контролируемой и промывочной сред из измерительных камер, блок управления клапанами, последовательно соединенные детектор ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель, программируемый многоканальный анализатор импульсов с источником питания детектора, блоком обработки и интенсиметром ионизирующего излучения, дополнительно введены: дегазатор, клапаны с дистанционно управляемыми электроприводами подачи контролируемых и промывочной сред в дегазатор по числу контролируемых и промывочной сред, блок защиты детектора ионизирующих излучений с коллиматорами по числу измерительных камер и калибровочным источником ионизирующего излучения, электропривод с дистанционным управлением блока защиты, блок управления электроприводами, сигнализатор заполнения дегазатора и сигнализаторы заполнения измерительных камер. Дегазатор и измерительные камеры снабжены отводами для защиты от переполнения. Блок обработки программируемого многоканального анализатора, блок управления клапанами и блок управления электроприводами имеют в своем составе порты последовательного ввода-вывода, через которые они соединены между собой. Выходы сигнализаторов заполнения дегазатора и измерительных камер и сигнальные выходы электроприводов соединены с входами блока управления электроприводами, выходы которого соединены с входами управления электроприводов блока защиты и клапанов подачи в дегазатор контролируемых и промывочной сред.

При размещении программируемого многоканального анализатора в необслуживаемом или периодически обслуживаемом помещении порт последовательного ввода-вывода блока обработки программируемого многоканального анализатора соединен также с портом последовательного ввода-вывода удаленного компьютера.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, реализующего заявляемый способ с двумя измерительными камерами, в которые направляются только одна контролируемая и одна промывочная среды.

Устройство содержит дегазатор 1, первую 2 и вторую 3 измерительные камеры, установленные ниже дегазатора 1, блок 4 защиты с коллиматорами 5, 6 и с калибровочным источником 7 ионизирующего излучения, детектор 8 ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель 9, программируемый многоканальный анализатор 10 импульсов с блоком обработки и источником питания детектора, электропривод 11 с дистанционным управлением блока 4 защиты, блок 12 управления электроприводами, клапаны 13, 14, 15, 16 с дистанционно управляемыми электромагнитными приводами подачи контролируемой и промывочной сред в измерительные камеры 2, 3 и слива контролируемой и промывочной сред из камер 2, 3, клапан 17 с дистанционно управляемым электроприводом подачи контролируемой среды в дегазатор 1, клапан 18 с дистанционно управляемым электроприводом подачи промывочной среды в дегазатор 1, блок 19 управления клапанами, сигнализаторы 20, 21, 22 заполнения дегазатора 1 и измерительных камер 2, 3, порт 23 последовательного ввода-вывода блока обработки анализатора 10, порт 24 последовательного ввода-вывода блока 12 управления электроприводами, порт 25 последовательного ввода-вывода блока 19 управления клапанами, отвод 26 для удаления газов из дегазатора 1, вывод 27 контролируемой и промывочной сред из дегазатора 1, слив 28 контролируемой и промывочной сред из измерительных камер 2, 3 и дегазатора 1, отвод 29 для предотвращения переполнения дегазатора 1 и отводы 30, 31 для предотвращения переполнения измерительных камер 2, 3. Дегазатор 1 установлен выше измерительных камер 2, 3, трубопроводы заполнения и опорожнения измерительных камер 2, 3 соединены с нижними частями камер, а слив 28 организован ниже измерительных камер 2, 3. Выходы блока 19 управления клапанами соединены с входами электромагнитных клапанов 13, 14, 15, 16, а выходы клапанов 13, 14, 15, 16 соединены с входами блока 19. Выходы блока 12 управления электроприводами соединены с входом электропривода 11 блока 4 защиты и входами электроприводов клапанов 17 и 18. Входы блока 12 соединены с выходом электропривода 11 блока 4 защиты, с выходами электроприводов клапанов 17, 18 и с выходами сигнализаторов заполнения 20, 21, 22. Порт 23 последовательного ввода-вывода блока обработки анализатора 10 соединен с портами 24 и 25 последовательного ввода-вывода блоков 12, 19 управления. Вход питания детектора 8 соединен с выходом источника питания детектора анализатора 10. Детектор 8 ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель 9, программируемый многоканальный анализатор 10 импульсов последовательно соединены между собой.

При измерениях нескольких (k) контролируемых сред и при промывке несколькими (s) промывочными средами, количество дистанционно управляемых клапанов 17₁-17_k подачи контролируемых сред в дегазатор 1 равно количеству контролируемых сред k, а количество дистанционно управляемых клапанов 18₁-18_s подачи промывочных сред в дегазатор 1 равно количеству промывочных сред s.

Способ осуществляется следующим образом. Жидкая контролируемая среда через клапан 17 поступает в дегазатор 1, в котором происходит выделение растворенных в ней газов и удаление их через отвод 26. Жидкая контролируемая среда без газов через вывод 27 дегазатора 1 поступает через клапан 13 в первую измерительную камеру 2, меньшего объема, или через клапан 14 во вторую измерительную камеру 3. Отвод воздуха из измерительных камер 2, 3 при их заполнении осуществляется через отводы 30, 31, переполнения камер отвод 29 переполнения дегазатора и отвод 26 удаления газов из дегазатора. При заданном объеме заполнения дегазатора 1 и полном заполнении измерительных камер 2, 3 на выходах сигнализаторов 20, 21, 22 формируются сигналы. Клапаны 15, 16 открываются для опорожнения первой 2 и второй 3 измерительных камер соответственно. Управление клапанами 13-16 осуществляется выходными сигналами блока 19. Перемещение в заданное положение подвижной части блока 4 защиты с коллиматорами 5, 6, и источником 7 производится с помощью электропривода 11, управляемого выходными сигналами блока 12, выходными сигналами которого управляются также электроприводы клапанов 17 и 18. Сигналы положения блока 4 защиты формируется на выходе электропривода 11. Сигналы состояния клапанов 17, 18 формируются на выходах электроприводов клапанов 17, 18. Выходные сигналы электропривода 11 и электроприводов клапанов 17, 18 поступают на входы блока 12, на которые поступают также выходные сигналы сигнализаторов 20, 21, 22. Ионизирующее излучение, испускаемое радионуклидами, растворенными в жидкой контролируемой среде, направляют через первый коллиматор 5 от первой 2 измерительной камеры, или через второй коллиматор 6 от второй 3 измерительной камеры на детектор 8. Ионизирующее излучение от калибровочного источника 7 направляют на детектор 8 через один из коллиматоров, например 5. Ионизирующее излучение, попадая на детектор 8, находящийся под напряжением питания от источника питания детектора анализатора 10, вызывает на его выходе статистически распределенную последовательность импульсов электрического заряда. Частота импульсов электрического заряда на выходе детектора 8 несет информацию об интенсивности ионизирующего излучения, а амплитуды импульсов электрического заряда содержат информацию о радионуклидном составе контролируемой среды. Количество импульсов одной амплитуды несет информацию об активности соответствующего радионуклида в контролируемой жидкой среде. Выходные сигналы детектора 8 поступают на вход спектрометрического усилителя 9, в котором импульсы электрического заряда преобразуются в импульсы напряжения электрического тока и корректируются по форме для удобства их дальнейшего преобразования в анализаторе 10. В анализаторе 10 производится аналого-цифровое преобразование и измерение амплитуд импульсов напряжения электрического тока, поступающих с выхода спектрометрического усилителя 9, распределение импульсов по каналам в соответствии с измеренными значениями их амплитуд, и счет импульсов в каждом канале. Количество каналов анализатора 10 равно максимальному двоичному числу аналого-цифрового преобразования в анализаторе. Наиболее распространенными в настоящее время являются анализаторы с количеством каналов, равным 4096 или 8192 (12 или 13 разрядное аналого-цифровое преобразование). Анализатор 10 с блоком обработки определяет интенсивность ионизирующего излучения, как среднюю частоту всех поступающих на его вход импульсов с выхода спектрометрического усилителя 9. В режиме калибровочных измерений анализатор 10 с блоком обработки определяет калибровочные коэффициенты по энергетическим характеристикам известных изотопов калибровочных источников ионизирующих излучений, измеренным по величинам амплитуд импульсов, поступивших на вход анализатора 10. В режиме измерений анализатор 10 с блоком обработки определяет качественный и количественный состав радионуклидов, растворенных в жидкой контролируемой среде с учетом калибровочных коэффициентов по количеству импульсов в каждом канале. Перевод анализатора 10 из одного режима в другой осуществляется автоматически по заданной программе. На выводах порта 23 ввода-вывода блока обработки анализатора 10 в разных режимах работы формируется управляющая информация для блоков 12 и 19 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 24 ввода-вывода блока 12 и выводы порта 25 ввода-вывода блока 19. Выходная информация о состоянии клапанов 13-16 формируется на выводах порта 25 ввода-вывода блока 19 по информации о состоянии клапанов 13-16, формируемой на выходах клапанов. При использовании электромагнитных клапанов 13-16 без сигнализаторов состояния информации о состоянии каждого открытого клапана формируется на выводах порта 25 блока 19 по наличию электрического тока открытия клапана и напряжения электрического тока удержания в открытом состоянии клапана в цепях управления клапанов, а информация о закрытых клапанах формируется по отсутствию напряжения удержания в цепях управления клапанов. Выходная информация о состоянии электропривода 11, электроприводов клапанов 17, 18 и сигнализаторов 20, 21 и 22 формируется на выводах порта 24 ввода-вывода блока 12 по информации о положении блока 4, формируемой на выходе электропривода 11, о состоянии клапанов 17, 18, формируемой на выходах электроприводов клапанов 17, 18 и о состоянии сигнализаторов 20, 21 и 22, формируемой на их выходах. Информация, формируемая на выводах портов 24 и 25 ввода-вывода блоков 12 и 19, поступает через выводы порта 23 ввода-вывода на блок обработки анализатора 10.

В исходном состоянии клапаны 13-18 закрыты, дегазатор 1 и измерительные камеры 2, 3 промыты и осушены, блок 4 защиты находится в положении: коллиматор 5 у источника 7 калибровочных излучений.

Перед началом измерения анализатор 10 переводится в режим - калибровочное измерение активности известного изотопа, по результатам которого устанавливаются коэффициенты преобразования спектрометрического тракта, включающего детектор 8, усилитель 9, анализатор 10.

Процесс измерений начинается с того, что в блоке обработки анализатора 10 формируется команда на слив контролируемой среды, оставшейся в трубопроводах от предыдущего измерения. По этой команде на выводах порта 23 анализатора 10 формируются сигналы последовательного кода, поступающие на выводы порта 24 блока 12 управления электроприводами и на выводы порта 25 блока 19 управления клапанами. На выводы порта 24 при этом поступают сигналы, несущие информацию об открытии клапана 17, а на выводы порта 25 при этом поступают сигналы, несущие информацию об открытии клапанов 13 и 15. По поступлению этих сигналов на выходе блока 12 формируется сигнал для электропривода клапана 17, обеспечивающего открытие клапана 17, а на выходе блока 19 формируются сигналы, обеспечивающих открытие клапанов 13 и 15. После установки клапанов 13, 15, 17 в открытое состояние контролируемая среда, оставшаяся в подводящих трубопроводах от предыдущего измерения, через открытый клапан 17 поступает в дегазатор 1 и через вывод дегазатора 27 и открытые клапаны 13, 15 поступает на слив 28. При этом на выходах клапанов 13, 15 и на выходе электропривода клапана 17 формируются выходные сигналы, по которым на выводах порта 24 блока 12 и на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапанов 13, 15, 17, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. С момента поступления на выводы порта 23 информации об открытом состоянии клапанов 13, 15, 17 начинается отсчет времени слива контролируемой среды, оставшейся в подводящих трубопроводах от предыдущего измерения.

По окончании заданного времени, необходимого для слива контролируемой среды, оставшейся в подводящих трубопроводах от предыдущего измерения, анализатор 10 формирует команды, обеспечивающие заполнение дегазатора 1. При этом на выводах порта 23 анализатора 10 формируется управляющая информация о закрытии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 25 блока 19. По приему блоком 19 информации о закрытии клапана 13 на выходах блока 19 формируются сигналы, обеспечивающие закрытие клапана 13. По появлению сигнала закрытия на выходе клапана 13 на выводах порта 25 блока 19 формируется информация о закрытом состоянии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. Так как клапан 13 закрыт, а клапан 15 открыт, то камера 2 начинает опорожняться, а дегазатор 1 начинает заполняться контролируемой средой, поступающей в него через открытый клапан 17. При заполнении контролируемой средой дегазатора 1 происходит отделение газов из контролируемой среды и удаление их через отвод 26. Заполнение дегазатора 1 продолжается до срабатывания сигнализатора 20.

В момент срабатывания сигнализатора 20 на его выходе формируется сигнал, который поступает на вход блока 12, после чего на выводах порта 24 ввода-вывода блока 12 формируется информация о заполнении дегазатора 1, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 ввода-вывода блока 10. На выводах порта 23 анализатора 10 после этого формируется информация о закрытии клапана 17 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 24 блока 12. На выходе блока 12 при этом формируется сигнал управления электроприводом клапана 17, обеспечивающий закрытие клапана 17. По закрытию клапана 17 на выходе его электропривода формируется сигнал, соответствующий закрытому состоянию клапана 17, который поступает на вход блока 12, а на выводах порта 24 после этого формируется информация о закрытом состоянии клапана 17, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При отказе сигнализатора 20 клапан 17 закрывается по сигналу, формируемому блоком обработки анализатора 10 по заданному времени заполнения дегазатора 1. Переполнение дегазатора 1 предотвращается при этом отводом 29, через который контролируемая среда поступает на слив 28.

После получения информации о закрытом состоянии клапана 17 анализатор 10 программно переводится в режим ожидания на время, необходимое для распада короткоживущих изотопов (до двух часов). После окончания времени, необходимого для распада коротко живущих изотопов, анализатор 10 программно переводится в режим подготовки к измерению. При этом на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 19 об открытии клапана 13 и закрытии клапана 15 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. По приему блоком 19 информации об открытии клапана 13 и закрытии клапана 15, на выходах блока 19 формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапана 13 и закрытие клапана 15. По появлении сигналов открытия на выходе клапана 13 и закрытия на выходе клапана 15 на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапана 13 и закрытом состоянии клапана 15 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. Так как клапан 13 открыт, а клапан 15 закрыт, измерительная камера 2 заполняется контролируемой средой до момента срабатывания сигнализатора 21, на выходе которого при этом формируется выходной сигнал, поступающий на вход блока 12. На выходе блока 12 при этом формируется информация о заполнении камеры 2 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. После чего на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 19 о закрытии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. При этом на выходе блока 19 формируется выходной сигнал, обеспечивающий закрытие клапана 13. По появлению сигнала закрытия на выходе клапана 13 на выводах порта 25 блока 19 формируется информация о закрытом состоянии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При отказе сигнализатора 21 клапан 13 закрывается по сигналу, формируемому блоком обработки анализатора 10 по заданному времени заполнения камеры 2, переполнение камеры 2 предотвращается при этом отводом 30, через который контролируемая среда поступает на слив 28.

По закрытию клапана 13 в блоке обработки анализатора 10 производится определение рабочей измерительной камеры 2 или 3 и времени спектрометрических измерений по величине измеренной анализатором 10 интенсивности ионизирующего излучения от контролируемой среды, заполнившей камеру 2. При выборе рабочей камеры 2 в блоке обработки анализатора 10 формируется команда опорожнения дегазатора 1 от контролируемой среды, по которой на выводах порта 23 формируется информация для блока 19 об открытии клапанов 14, 16 в виде сигналов последовательного кода. При поступлении этой информации на выводы порта 25 блока 19 на выходах блока 19 формируются выходные сигналы, обеспечивающие открытие клапанов 14 и 16. После открытия клапанов 14, 16 и появления на их выходах соответствующих сигналов начинается опорожнение от контролируемой среды дегазатора 1, а на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапанов 14 и 16, которая поступает на выводы порта 23 анализатора 10. С момента поступления информации об открытом состоянии клапанов 14 и 16 на выводы порта 23 анализатора 10 начинается отсчет времени опорожнения дегазатора 1.

По истечении времени, необходимого для опорожнения дегазатора 1, на выводах порта 23 формируется информация в виде сигналов последовательного кода о закрытии клапанов 14, 16. При поступлении на выводы порта 25 блока 19 информации о закрытии клапанов 14 и 16, на выходе блока 19 формируются сигналы, обеспечивающие закрытие клапанов 14 и 16. После закрытия клапанов 14, 16 и появления на их выходах соответствующих сигналов на входе блока 19 формируются сигналы, по которым на выводах порта 25 формируется информация о закрытом состоянии клапанов 14 и 16 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 23 анализатора 10.

После закрытия клапанов 14 и 16 анализатор 10 переводится в режим спектрометрических измерений в камере 2 с заданным по результатам измерения интенсивности излучения контролируемой среды временем измерения. При этом дегазатор, камера 3 и подводящие трубопроводы освобождены от контролируемой среды, в контролируемой среде отсутствуют растворенные газы и короткоживущие изотопы, а спектрометрические измерения производятся анализатором 10 с учетом калибровочных измерений.

По окончании спектрометрических измерений в блоке обработки анализатора 10 производится определение радионуклидного состава и определение активности каждого радионуклида в контролируемой среде.

При выборе рабочей камеры 3 на выводах порта 23 анализатора 10 формируется управляющая информация о заполнении камеры 3 контролируемой средой и информация об установке блока защиты 4 в положение измерительной камеры 3. При этом на выводы порта 25 блока 19 поступает информация в виде сигналов последовательного кода, обеспечивающая открытие клапана 14, а на выводы порта 24 блока 12 поступает информация в виде сигналов последовательного кода, обеспечивающая установку блока 4 защиты в положение камеры 3. По приему блоком 19 информации об открытии клапана 14 на выходах блока 19 формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапана 14. При открытии клапана 14 начинается заполнение камеры 3 контролируемой средой. По появлению сигнала открытия на выходе клапана 14 на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапана 14 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. По приему блоком 12 информации об установке блока 4 в положение измерительной камеры 3 на выходе блока 12 формируется сигнал, поступающий на вход электропривода 11, который обеспечивает установку блока защиты 4 в положение, при котором между камерой 3 и детектором 8 установлен коллиматор 6. На выходе электропривода 11 формируются при этом сигналы, поступающие на вход блока 12, по которым на выводах порта 24 формируется информация в виде сигналов последовательного кода об установке блока защиты 4 в положение измерительной камеры 3. Так как клапан 14 открыт, а клапан 16 закрыт, измерительная камера 3 заполняется контролируемой средой до момента срабатывания сигнализатора 22, на выходе которого при этом формируется выходной сигнал, поступающий на вход блока 12. На выводах порта 24 блока 12 формируется информация о заполнении камеры 3, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. В блоке обработки анализатора 10 при этом формируется информация, по которой на выводах порта 23 анализатора 10 формируется команда для блока 19 о закрытии клапана 14, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. На выходе блока 19 при этом формируется выходной сигнал, обеспечивающий закрытие клапана 14. По появлению сигнала закрытия на выходе клапана 14 на выводах порта 25 блока 19 формируется информация о закрытом состоянии клапана 14, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При отказе сигнализатора 22 клапан 14 закрывается по сигналу, формируемому блоком обработки анализатора 10 по заданному времени заполнения камеры 3, переполнение камеры 3 предотвращается при этом отводом 31, через который контролируемая среда поступает на слив 28.

По закрытию клапана 14 в блоке обработки анализатора 10 формируется команда опорожнения дегазатора 1 и камеры 2 от контролируемой среды, по которой на выводах порта 23 формируется информация для блока 19 об открытии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода. При поступлении этой информации на выводы порта 25 блока 19 на выходах блока 19 формируются выходные сигналы, обеспечивающие открытие клапанов 13 и 15. После появления сигналов открытия на выходах клапанов 13, 15 начинается опорожнение камеры 2 и дегазатора 1 от контролируемой среды. На выходах клапанов 13, 15 формируются при этом сигналы открытия клапанов, а на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапанов 13 и 15, которая поступает на выводы порта 23 анализатора 10. С момента поступления информации об открытом состоянии клапанов 13 и 15 на выводы порта 23 анализатора 10 начинается отсчет времени опорожнения камеры 2 и дегазатора 1.

По истечении времени, необходимого для опорожнения камеры 2 и дегазатора 1, на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 19 в виде сигналов последовательного кода о закрытии клапанов 13, 15. При поступлении на выводы порта 25 блока 19 информации о закрытии клапанов 13, 15 на выходах блока 19 формируются сигналы, обеспечивающие закрытие клапанов 13, 15. На входы блока 19 поступают при этом сигналы с выходов клапанов 13, 15 о закрытии клапанов, по которым на выводах порта 25 блока 19 формируется информация о закрытом состоянии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 23 анализатора 10.

После закрытия клапанов 13 и 15 анализатор 10 переводится в режим спектрометрических измерений в камере 3 с заданным по результатам измерения интенсивности излучения контролируемой среды временем измерения. При этом дегазатор, камера 2 и подводящие трубопроводы освобождены от контролируемой среды, в контролируемой среде отсутствуют растворенные газы и коротко живущие изотопы, а спектрометрические измерения производится анализатором 10 с учетом калибровочных измерений.

По окончанию спектрометрических измерений в блоке обработки анализатора 10 производится определение радионуклидного состава и определение активности каждого радионуклида в контролируемой среде камеры 3.

По окончании измерений и обработки результатов измерений в блоке обработки анализатора 10 формируется команда промывки дегазатора 1, по которой на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 12 об открытии клапана 18, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 24 блока 12. На выходе блока 12 формируется при этом выходной сигнал, поступающий на вход электропривода клапана 18, обеспечивающий открытие клапана 18. После открытия клапана 18 начинается заполнение дегазатора 1 промывочной средой. На выходе электропривода клапана 18 при этом формируется сигнал об открытом состоянии клапана 18, который поступает на вход блока 12. При этом на выводах порта 24 блока 12 формируется информация об открытом состоянии клапана 18 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. По заполнении дегазатора 1 промывочной средой на выходе сигнализатора 20 формируется сигнал, поступающий на вход блока 12. На выводах порта 24 блока 12 при этом формируется информация о заполнении дегазатора 1 промывочной средой в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. На выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 12 о закрытии клапана 18, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 24 блока 12. На выходе блока 12 формируется при этом выходной сигнал, поступающий на вход электропривода клапана 18, обеспечивающий закрытие клапана 18. После закрытия клапана 18 на выходе его электропривода формируется сигнал, по которому на выводах порта 24 ввода-вывода блока 12 формируется информация о закрытии клапана 18 в виде сигналов последовательного кода, поступающая на выводы порта 23 ввода-вывода анализатора 10. После этого, на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация об открытии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 25 блока 19, на выходе которого формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапанов 13, 15. По появлению на выходе клапанов 13, 15 сигналов об открытии клапанов на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При открытом состоянии клапанов 13, 15 производится опорожнение дегазатора 1 от промывочной среды, которая при этом поступает из дегазатора 1 через вывод 27, открытые клапаны 13, 15 и через вывод 28 на слив.

По окончании промежутка времени, необходимого для опорожнения дегазатора 1 (времени проведения цикла промывки дегазатора 1), на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация о закрытии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. На выходе блока 19 формируются сигналы, поступающие на входы клапанов 13, 15, которые обеспечивают их закрытие.

После закрытия клапанов 13, 15 начинается промывка измерительной камеры 2 промывочной средой, при этом повторяют все операции по заполнению дегазатора 1 промывочной средой. После заполнения дегазатора 1 промывочной средой, на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация об открытии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 25 блока 19, на выходе которого формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапана 13. По появлению на выходе клапана 13 сигнала об открытии на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапана 13 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При открытом состоянии клапана 13 начинается опорожнение дегазатора 1 от промывочной среды через камеру 2, которая при этом поступает через вывод 27 дегазатора 1 и открытый клапан 13 в камеру 2, а из камеры 2 через отвод 30 и вывод 28 на слив. На выводах порта 24 блока 12 при этом формируется информация от сигнализатора 21 о заполнении камеры 2 промывочной средой в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. По окончании промежутка времени, необходимого для проведения цикла промывки камеры 2 (времени опорожнения дегазатора 1 через камеру 2), на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация об открытии клапана 15 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 25 блока 19, на выходе которого формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапана 15. После чего начинается опорожнение камеры 2 от промывочной среды. По появлению на выходе клапана 15 сигнала об открытии на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапана 15, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. После окончания заданного времени опорожнения измерительной камеры 2 на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация о закрытии клапанов 13 и 15 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. На выходе блока 19 формируются сигналы, поступающие на вход клапанов 13 и 15, которые обеспечивают закрытие клапанов 13 и 15.

После закрытия клапанов 13 и 15, фиксируемого по появлению на выходе клапанов 13, 15 сигналов о закрытии, и формирования на выводах порта 25 блока 19 информации о закрытом состоянии клапанов 13, 15 в виде сигналов последовательного кода процесс промывки камеры 2 прекращается.

После этого анализатор 10 переводят в режим промывки камеры 3, при этом повторяют все операции по заполнению дегазатора 1 промывочной средой. После заполнения дегазатора 1 промывочной средой на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация об открытии клапана 14 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. На выходе блока 19 формируются сигналы, поступающие на вход клапана 14, которые обеспечивают открытие клапана 14. После открытия клапана 14 начинается опорожнение дегазатора 1 от промывочной среды через камеру 3, которая при этом поступает через вывод 27 дегазатора 1, открытый клапан 14 в камеру 3, а из камеры 3 через отвод 31 и вывод 28 на слив. По появлению на выходе клапана 14 сигнала об открытии на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапана 14 и, соответственно, о начале промывки камеры 3 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. При заполнении измерительной камеры 3 промывочной средой на выходе сигнализатора 22 формируется сигнал, который поступает на вход блока 12. На выводах порта 24 блока 12 при этом формируется информация о заполнении камеры 3 промывочной средой в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. По окончании промежутка времени, необходимого для опорожнения дегазатора 1 через камеру 3 (времени проведения цикла промывки камеры 3), на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация об открытии клапана 16 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 25 блока 19, на выходе которого формируются сигналы, обеспечивающие открытие клапана 16. После чего начинается опорожнение камеры 3 от промывочной среды. По появлению на выходе клапана 16 сигнала об открытии на выводах порта 25 блока 19 формируется информация об открытом состоянии клапанов 14 и 16, в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 23 анализатора 10. После окончания заданного времени опорожнения измерительной камеры 3 на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация о закрытии клапанов 14 и 16 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 25 блока 19. На выходе блока 19 формируются сигналы, поступающие на вход клапанов 14 и 16, которые обеспечивают закрытие клапанов 14 и 16.

После закрытия клапанов 14 и 16, фиксируемого по появлению на выходе клапанов 14, 16 сигналов о закрытии, и формирования на выводах порта 25 блока 19 информации о закрытом состоянии клапанов 14, 16 в виде сигналов последовательного кода, поступающих на выводы порта 23 анализатора 10, фиксируется завершение промывки камеры 3. На этом процесс измерений завершается.

При измерении активности радионуклидов высокоактивных сред для проверки качества промывки камеры 2 анализатор 10 переводится в режим измерения интенсивности излучения от камеры 2 и выполняются все необходимые для осуществления этого описанные выше операции по установке блока 4 в положение, при котором между камерой 2 и детектором 8 устанавливается коллиматор 5. После чего измеряется интенсивность излучения от камеры 2, при этом если величина интенсивности излучения от камеры 2 превышает заданное значение интенсивности от фонового излучения, то промывку камеры 2 продолжают, повторяя операции по заполнению и опорожнению дегазатора 1 и измерительной камеры 2 промывочной средой. После чего повторяют измерение интенсивности излучения от камеры 2 после ее опорожнения. Операцию промывки повторяют до тех пор, пока величина интенсивности излучения от камеры 2 не станет равной заданному значению интенсивности. Для проверки качества промывки камеры 3 анализатор 10 переводится в режим измерения интенсивности излучения от камеры 3 и выполняются все необходимые для осуществления этого описанные выше операции по установке блока 4 в положение камеры 3. После чего измеряется интенсивность излучения от камеры 3, при этом, если величина интенсивности излучения от камеры 3 превышает заданное значение интенсивности от фонового излучения, то промывку камеры 3 продолжают, повторяя операции по заполнению и опорожнению дегазатора 1 и измерительной камеры 3 промывочной средой. После чего повторяют измерение интенсивности излучения от камеры 3 после ее опорожнения. Операцию промывки повторяют до тех пор, пока величина интенсивности излучения от камеры 3 не станет равной заданному значению интенсивности.

При измерении активности радионуклидов низкоактивных сред перед заполнением дегазатора 1 контролируемой средой проводят измерения интенсивности и спектрометрические измерения фонового излучения от пустых измерительных камер 2 и 3, результаты которых учитывают при определении активности радионуклидов в контролируемой среде. При этом на выводе порта 23 анализатора 10 формируется информация об установке блока 4 в положение камеры 2 в виде сигналов последовательного кода, которые поступают на выводы порта 24 блока 12. По приему блоком 12 информации об установке блока 4 в положение измерительной камеры 2 на выходе блока 12 формируется сигнал, поступающий на вход электропривода 11, который обеспечивает установку блока 4 в положение, при котором между камерой 2 и детектором 8 установлен коллиматор 5. При этом на выходе блока 11 формируются сигналы, поступающие на вход блока 12, по которым на выводах порта 24 формируется информация в виде сигналов последовательного кода об установке блока 4 в положение измерительной камеры 2. После получения сигналов об установке блока 4 в положение измерительной камеры 2 анализатор 10 переводится в режим спектрометрических измерений фонового излучения от пустой измерительной камеры 2. Продолжительность спектрометрических измерений фонового излучения от пустой измерительной камеры 2 определяют по величине измеренного значения интенсивности. По окончании спектрометрических измерений фонового излучения от пустой измерительной камеры 2 на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 12 об установке блока 4 в положение камеры 3, по которой блок защиты 4 устанавливается в положение измерительной камеры 3, и проводятся спектрометрические измерения фонового излучения от измерительной камеры 3 так, как описано выше для камеры 2. По окончании спектрометрических измерений фонового излучения от пустых измерительных камер 2 и 3 на выводах порта 23 анализатора 10 формируется информация для блока 12 об установке блока 4 в положение камеры 2. После чего на выходе блока 12 формируются сигналы, обеспечивающие установку блока 4 в положение, при котором между камерой 2 и детектором 8 установлен коллиматор 5.

Использование в предлагаемом устройстве портов последовательного ввода-вывода 23, 24, 25 для обмена информацией блока обработки анализатора 10 с блоками управления 12, 19 обеспечивает исключение электрических связей цепей ввода-вывода блоков 12 и 19 управления с шиной управления многоканального анализатора импульсов 10, и тем самым исключает возможность влияния на результаты измерений помех, возникающих в линиях связи блока обработки анализатора 10 с блоками 12 и 19 управления.

На фиг.2 представлена структурная схема устройства, в котором для упрощения реализации способа используется только одна измерительная камера, а для обеспечения оптимальных условий спектрометрических измерений используется 2 коллиматора.

Устройство содержит дегазатор 1, измерительную камеру 2, блок 3 защиты, с коллиматорами 4, 5 и калибровочным источником 6 ионизирующего излучения, детектор 7 ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель 8, программируемый многоканальный анализатор 9 импульсов с блоком обработки и источником питания детектора, электропривод 10 блока защиты, блок 11 управления электроприводами, клапаны 12, 13 с электромагнитными приводами подачи контролируемой и промывочной сред в измерительную камеру 2 и слива из измерительной камеры 2, клапаны 14, 15 с электроприводами подачи контролируемой и промывочной среды в дегазатор 1, блок 16 управления клапанами, сигнализатор 17 заполнения дегазатора, сигнализатор 18 заполнения измерительной камеры, порт 19 последовательного ввода-вывода блока обработки анализатора 9, порт 20 последовательного ввода-вывода блока 11 управления электроприводами, порт 21 последовательного ввода-вывода блока 16 управления клапанами, вывод 22 удаления газов из дегазатора 1, вывод среды из дегазатора 23, слив среды из измерительной камеры 24. Отводы 25, 26 переполнения дегазатора 1 и измерительной камеры 2. Выходы блока 16 управления клапанами соединены с входами электромагнитных клапанов 12, 13, а выходы электромагнитных клапанов 12, 13 соединены с входами блока управления 16. Выходы блока управления электроприводами 11 соединены с входами электроприводов 10, 14, 15, а входы соединены с выходами электроприводов 10, 14, 15 и выходами сигнализаторов заполнения 17, 18. Выводы порта 19 ввода-вывода блока обработки анализатора 9 соединены с выводами портов 20 и 21 ввода-вывода блоков 11, 16 управления. Детектор 7, спектрометрический усилитель 8 и анализатор 9 последовательно соединены между собой, детектор 7 соединен также с выходом источника питания детектора анализатора 9.

Способ осуществляется аналогично способу, осуществляемому устройством, представленным на фиг.1, только в этом способе контролируемой и промывочной средами заполняют одну измерительную камеру, а по результатам измерения интенсивности ионизирующего излучения выбирают и устанавливают между детектором 7 измерительной камерой 2 рабочий коллиматор 4 или 5, обеспечивающий оптимальные статистические условия спектрометрических измерений.

При размещении программируемого анализатора импульсов 10 в устройстве, представленном на фиг.1, в необслуживаемом или непостоянно обслуживаемом помещении, блок обработки программируемого анализатора 10 соединяют через порт 23 или через дополнительный порт последовательного ввода-вывода с портом последовательного ввода-вывода удаленного компьютера для обеспечения передачи результатов спектрометрических измерений активности теплоносителя 1-го контура АЭС для их представления и дальнейшего использования, например, для диагностики состояния оборудования 1-го контура.

Для подтверждения реализуемости предлагаемых технических решений был изготовлен опытный образец устройства автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах и проведены его испытания, которые показали следующее.

Количество контролируемой среды с учетом ее доставки до измерительной камеры, как показали испытания опытного образца устройства, не превышает 10 литров на одно измерение, что существенно (на два порядка) меньше, чем при известном проточном методе измерений.

Введение в процесс измерения активности радионуклидов операций дегазации и удаления газов из жидкой контролируемой среды и ее выдержка перед измерениями в предлагаемых технических решениях практически исключает искажения спектрометрической информации от растворенных в контролируемой среде радиоактивных газов и короткоживущих изотопов.

Осушение подводящих трубопроводов и всех емкостей, кроме рабочей измерительной камеры от контролируемой среды и направление излучения от рабочей измерительной камеры на детектор через коллиматор блока защиты в предлагаемых технических решениях практически исключают влияния паразитного излучения от подводящих трубопроводов и нерабочих емкостей на результат спектрометрических измерений.

Введение в процесс измерения калибровочных измерений и их учет при спектрометрических измерениях контролируемой среды и при анализе активности радионуклидов в контролируемой среде позволяет практически исключить влияние на результаты измерений нестабильности во времени и от изменений температуры окружающей среды выходных сигналов спектрометрического усилителя и детектора.

Введение в процесс измерения фоновых измерений от пустых измерительных камер позволяет практически исключить влияние на результаты измерений наличия паразитного излучения от пустых измерительных камер, что особенно существенно при измерении активности радионуклидов низкоактивных сред.

Введение операций по контролю качества промывки и повторных промывок измерительных камер, обеспечивающих необходимое качество промывки, позволяет производить спектрометрические измерения низкоактивных сред после измерения высокоактивных сред.

Использование для обмена информацией с блоком обработки многоканального анализатора импульсов с внешними устройствами управления портов последовательного ввода-вывода привело к исключению влияния на результаты измерений помех в линиях связи блока обработки анализатора с внешними устройствами управления.

В опытном образце устройства в качестве многоканального анализатора импульсов использован спектрометрический технологический анализатор СТА-01, в качестве блока управления клапанами использован блок управления БУ2-01, а в качестве блока управления электроприводами использован комплекс блоков управления БУ3 и силового БСБУ3. Спектрометрический технологический анализатор СТА-01 имеет в своем составе: многоканальный анализатор импульсов, блок обработки, интенсиметр, источник питания детектора, и два порта последовательного ввода-вывода. Блоки управления БУ2-01 и БУ3 имеют в своем составе порты последовательного ввода-вывода. Анализатор СТА-01 и блоки БУ2-01, БУ3 и БСБУ3 разработаны по техническим заданиям ФГУП «НИТИ им. А.П.Александрова» для поставки на АЭС. Анализатор СТА-01 поставляет ЗАО НПЦ «Аспект», г.Дубна Московской обл., блоки БУ2-01, БУ3 и БСБУ3 поставляет ФГУП НПО «Импульс», г.Санкт-Петербург.

Источники информации

1. Патент РФ №2065613, БИ №23, 1996 г.

2. А.с. №1666996, БИ №28, 1991 г.

Изобретение относится к области атомной энергетики. В способе контролируемую среду направляют в одну из N измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности, проводят спектрометрическое измерение активности радионуклидов, продолжительность которого либо задана, либо обратно пропорциональна уровню активности радионуклидов, выделяют информацию о мгновенном значении интенсивности ионизирующего излучения контролируемой среды из спектрометрической информации, сравнивают выделенную информацию с N верхними и N нижними уровнями, являющимися границами оптимальных статистических условий спектрометрических измерений, направляют контролируемую среду в измерительную камеру, объем которой обеспечивает оптимальные статистические условия спектрометрических измерений, Отличительная особенность способа состоит в том, что контролируемую среду перед каждым измерением дегазируют, детектор защищают от паразитного излучения, перед каждым заполнением дегазатора контролируемой средой проводят калибровочное измерение активности известного изотопа, контролируемую среду перед направлением в рабочую измерительную камеру выдерживают в дегазаторе до момента распада короткоживущих изотопов, выбор рабочей камеры производят по результатам измерения интенсивности излучения от контролируемой среды, после удаления контролируемой среды из рабочей измерительной камеры, производят промывку дегазатора, измерительных камер и подводящих трубопроводов. Техническим результатом изобретения является малое количество жидких радиоактивных отходов и повышение точности измерений. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, включающем направление контролируемой среды в одну из N измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности, проведение спектрометрического измерения активности радионуклидов, продолжительность которого либо задана, либо обратно пропорциональна уровню активности радионуклидов, выделение информации о мгновенном значении интенсивности ионизирующего излучения контролируемой среды из спектрометрической информации, сравнение выделенной информации с N верхними и N нижними уровнями, являющимися границами оптимальных статистических условий спектрометрических измерений, направление контролируемой среды в измерительную камеру, объем которой обеспечивает оптимальные статистические условия спектрометрических измерений, отличающийся тем, что контролируемую среду перед направлением в измерительную камеру направляют в дегазатор, отделяют и удаляют растворенные в жидкой контролируемой среде газы, детектор защищают от паразитного излучения контролируемой среды, находящейся в подводящих трубопроводах и нерабочих измерительных камерах, перед каждым заполнением дегазатора контролируемой средой проводят калибровочное измерение активности известного изотопа, которое используют для корректировки калибровочных характеристик, заполнение дегазатора начинают после слива из подводящих трубопроводов контролируемой среды, оставшейся от предыдущего измерения, прекращают заполнение контролируемой средой дегазатора по моменту фиксации его заполнения до заданного объема, обеспечивающего заполнение всех измерительных камер, контролируемую среду перед направлением в рабочую измерительную камеру, которую определяют по результатам измерения интенсивности излучения от контролируемой среды, выдерживают в дегазаторе до момента распада коротко - живущих изотопов, излучение от рабочей измерительной камеры с контролируемой средой направляют на детектор через коллиматор, обеспечивающий вместе с измерительной камерой оптимальные статистические условия спектрометрических измерений, перед началом спектрометрических измерений контролируемую среду удаляют из дегазатора, подводящих трубопроводов и нерабочих измерительных камер, а по окончании спектрометрических измерений контролируемую среду удаляют из рабочей измерительной камеры, после удаления контролируемой среды из рабочей измерительной камеры в дегазатор и измерительные камеры направляют промывочную среду, которой производят промывку дегазатора, измерительных камер и подводящих трубопроводов, по завершении промывки промывочную среду удаляют из дегазатора и измерительных камер.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении низкоактивных сред перед направлением контролируемой среды в дегазатор проводят спектрометрические измерения активности фонового излучения от пустых измерительных камер, результаты которых учитывают при измерении активности радионуклидов в жидкой контролируемой среде.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после измерения высокоактивных сред для обеспечения возможности измерения низкоактивных сред контролируют качество промывки измерительных камер по величине интенсивности излучения от пустых измерительных камер, промывку каждой измерительной камеры при необходимости повторяют и завершают после достижения измеренного значения интенсивности излучения от пустой измерительной камеры после промывки заданной величины.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении высокоактивных сред жидкую контролируемую среду направляют в одну измерительную камеру, между которой и детектором ионизирующего излучения устанавливают N коллиматоров, площади сечений которых обратно пропорциональны интенсивности ионизирующего излучения, а рабочий коллиматор определяют по результатам измерения интенсивности излучения.5. Устройство для автоматического измерения активности радионуклидов в жидких средах, преимущественно в теплоносителе 1-го контура АЭС, содержащем N измерительных камер, объемы которых обратно пропорциональны N средним уровням активности контролируемой среды, 2N клапанов с дистанционным управлением подачи контролируемой и промывочной сред в измерительные камеры и слива контролируемой и промывочной сред из измерительных камер, блок управления клапанами, последовательно соединенные детектор ионизирующего излучения, спектрометрический усилитель, программируемый многоканальный анализатор импульсов с источником питания детектора, блоком обработки и интенсиметром ионизирующего излучения, отличающееся тем, что дополнительно введены дегазатор, клапаны с дистанционно управляемыми электроприводами подачи контролируемых и промывочной сред в дегазатор по числу контролируемых и промывочной сред, блок защиты детектора ионизирующих излучений с коллиматорами по числу измерительных камер и калибровочным источником ионизирующего излучения, электропривод с дистанционным управлением блока защиты, блок управления электроприводами, сигнализатор заполнения дегазатора и сигнализаторы заполнения измерительных камер по числу измерительных камер, дегазатор и измерительные камеры снабжены отводами для защиты от переполнения, блок обработки программируемого многоканального анализатора, блок управления клапанами и блок управления электроприводами имеют в своем составе порты последовательного ввода-вывода, через которые они соединены между собой, выходы сигнализаторов заполнения дегазатора и измерительных камер и сигнальные выходы электроприводов соединены с входами блока управления электроприводами, выходы которого соединены с входами управления электроприводов блока защиты и клапанов подачи в дегазатор контролируемых и промывочной сред.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что при размещении программируемого анализатора импульсов в необслуживаемом или периодически обслуживаемом помещении порт последовательного ввода-вывода блока обработки программируемого многоканального анализатора соединен также с портом последовательного ввода-вывода удаленного компьютера.