СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ ВОЙСКОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G01T1/18 

Описание патента на изобретение RU2449315C2

Изобретение относится к метрологическому обеспечению дозиметрической аппаратуры, проводимое в целях достижения высокой достоверности выявления и контроля радиационной обстановки при измерении мощности дозы гамма-излучения войсковыми приборами радиационной разведки.

Известен метод проведения поверки измерителей мощности дозы, который требует сложного и громоздкого градуировочного оборудования, имеющего в своем составе большое количество источников ионизирующего излучения («Подвижные ремонтные мастерские «ПРХМ-1» и «ПРХМ-3» (Приказ о принятии на снабжение ГК СВ №20 от 27.06.1957 г.), «Специализированная мастерская подвижная ремонтная ПРМ-ПК» (Приказ о принятии на снабжение МО РФ №465 от 22.11.2001 г.), «Установка поверочная дозиметрическая УПД «ИНТЕР-М» (Приказ о принятии на снабжение НВ РХБЗ №38 от 08.02.2001 г.)) что, в свою очередь, делает необходимым выполнение жестких требований по обеспечению радиационной безопасности.

В связи с этим поверка измерителей мощности дозы, входящих в состав подвижных комплексов экологического мониторинга или стационарных систем контроля РО, предполагает обязательный демонтаж приборов с объектов, что требует больших затрат времени и обуславливает невозможность непрерывного контроля обстановки. Использование большого количества источников ИИ для поддержания парка приборов радиационной разведки в боеготовном состоянии требует от военного ведомства большого внимания организации строгого учета и охраны с целью недопущения их утраты и использования в террористических целях. Следует также указать на достаточно значительные экономические затраты, необходимые для проведения процедуры поверки измерителей мощности дозы.

Вместе с тем, несмотря на указанные проблемы эксплуатации и ремонта дозиметрической аппаратуры, до настоящего времени остается малоизученным вопрос проведения поверки измерителей мощности дозы без использования источников ионизирующих излучений.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в снижении экономических затрат на эксплуатацию измерителей мощности дозы исключением облучения обслуживающего персонала и повышением производительности работ.

Указанный технический результат достигается тем, что при проведении поверки измерителей мощности дозы на вход измерительной схемы прибора подается электрический сигнал, который аналогичен сигналу, возникающему в цепи детектора прибора при воздействии на него ионизирующего излучения, с последующей возможностью приведения показаний прибора в соответствие с требуемыми величинами.

Однако электрическая калибровка не позволяет полностью воспроизвести метрологические условия поверки и градуировки измерителей мощности дозы (ИМД), поскольку электрическим методом проверяется лишь измерительная часть прибора без детектора. Поэтому рассматриваемый метод применим лишь в том случае, если сам детектор с большой степенью надежности сохраняет свою чувствительность к ионизирующим источникам (ИИ) в требуемом интервале значений.

Одним из наиболее распространенных в настоящее время типов детекторов ИИ является газоразрядный счетчик.

Чувствительность любого счетчика обуславливается количеством актов ионизации внутри чувствительного объема счетчика на единицу мощности дозы гамма-излучения определенной энергии и вероятностью последующего развития лавинообразного газового разряда. Количество актов ионизации, в свою очередь, определяется объемом счетчика, материалом и толщиной стенок, а также давлением и составом газа. При этом, если у счетчика отсутствуют механические повреждения и сохранен состав газового наполнения, то, очевидно, что количество актов ионизации на единицу мощности дозы будет одинаково у всех счетчиков одного типа.

Таким образом, если счетчик работоспособен, то его чувствительность соответствует паспортному значению. Механические повреждения и разгерметизация счетчика приведут к полной потере работоспособности, что легко обнаружить по отсутствию показаний ИМД при измерении фонового излучения.

Отличие предложенного метода электрической поверки войсковой дозиметрической без использования источников ионизирующих излучений от известного заключается в том, что моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующего излучения, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора.

Внедрение в войсковую практику указанного метода позволяет достичь исключения дозовых нагрузок обслуживающего персонала, повышение производительности ремонтных мастерских и значительного снижения экономических затрат при проведении поверки измерителей мощности дозы.

Сущность изобретения поясняется гистограммами, представленными на фиг.1-4, которые были получены в результате проведения серии экспериментов. При проведении экспериментальных исследований использовалась установка, которая состояла из регулируемого источника питания для подачи высокого напряжения на газоразрядный счетчик, усилителя сигнала счетчика, пересчетного устройства и источника ионизирующего излучения, содержащего радионуклид 137Cs. Испытания проводились при различных мощностях доз, которые измеряются прибором ДП-5 на всех поддиапазонах. Источник ионизирующего излучения обеспечивал приблизительно 2000 срабатываний газоразрядного счетчика (ГС) в течение времени измерения, выбранного равным 10 секундам. Испытания проводились на 200 ГС типа СБМ-20 и 200 ГС типа СИ 3 БГ различных годов выпуска.

После проведения измерений было рассчитано отклонение чувствительности каждого ГС от оценки ее математического ожидания.

Анализ полученных данных фиг.1 и 2 показал, что различие в чувствительности ГС типа СБМ-20 не превосходит ±8%, ГС типа СИ-3 БГ ±10%.

Далее была проведена оценка зависимости чувствительности газоразрядных счетчиков к гамма-излучению от срока эксплуатации.

В ходе исследований было оценено влияние срока хранения ГС на его чувствительность. С этой целью был проведен расчет отклонения средней чувствительности ГС одного года выпуска от чувствительности, усредненной по всей совокупности различных годов выпуска.

Из полученных данных можно сделать вывод, что отклонение чувствительности ГС практически не зависит от года выпуска и носит случайный характер. Величина данной погрешности в проведенных исследованиях для ГС типа СБМ - 20 составила приблизительно ±2,2%, для ГС типа СИ-3 БГ ±2,8%.

Это позволяет утверждать, что за во время хранения и эксплуатации чувствительность счетчиков практически не изменяется.

Дальнейшие испытания были направлены на воздействие критических условий функционирования газоразрядных счетчиков с целью выяснения их надежности. Результаты испытаний представлены в таблице.

Величина погрешности при испытаниях газоразрядных счетчиков Испытываемая характеристика Величина погрешности, % СБМ-20 СИ-3 БГ Зависимость чувствительности к гамма-излучению от температуры (в диапазоне от минус 60°С до плюс 80°С) ±1,5% ±2,5% Зависимость чувствительности к гамма-излучению от вибрации (в диапазоне от 40 до 500 Гц) ±1,8% ±2,8% Зависимость чувствительности к гамма-излучению при повышенной влажности ±1,6% ±2,4% Зависимость чувствительности к гамма-излучению после воздействия ионизирующего излучения мощностью экспозиционной дозы 10000 Р/ч ±1,5% ±2,1% Влияние максимально допустимого срока работы на чувствительность к гамма-излучению (наработка импульсов 1010) ±2,1% ±2,4%

Анализ результатов, полученных в исследованиях, позволяет сделать вывод о том, что если газоразрядный счетчик работоспособен при выбранном напряжении питания, то его чувствительность практически не будет отличаться от номинальной величины. При этом, поскольку в настоящее время допускаемая погрешность градуировки ИМД составляет, как правило, ±25%, то с учетом того, что различие чувствительности ГС имеет величину порядка ±10%, погрешность электрической калибровки измерительной схемы ИМД не должна превышать ±20%.

Предлагаемый подход может обеспечить более низкую суммарную погрешность градуировки прибора по сравнению с используемыми в настоящее время подходами поверки и градуировки с применением источников ионизирующих излучений.

Актуальность полученных результатов заключается в том, что исключение процедуры поверки с использованием источников ИИ позволит существенно снизить экономические затраты на эксплуатацию ИМД, а также исключит облучение обслуживающего персонала и повысит производительность работ.

Похожие патенты RU2449315C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДОЗИМЕТРОВ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ 2013
  • Пикалов Георгий Львович
  • Базака Юрий Григорьевич
  • Терешкин Иван Семенович
  • Яговкин Алексей Николаевич
RU2537512C1
Способ повышения достоверности радиационных измерений при использовании в качестве детектора газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера 2018
  • Глухов Юрий Александрович
  • Садовников Роман Николаевич
  • Румянцев Сергей Олегович
  • Лукоянов Дмитрий Иванович
RU2685045C1
КОМПЛЕКС ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ ВОЙСКОВЫХ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДОЗИМЕТРОВ 2014
  • Терешкин Иван Семенович
  • Шалай Максим Константинович
  • Яговкин Алексей Николаевич
RU2561316C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ НОСИМЫМ ИЗМЕРИТЕЛЕМ МОЩНОСТИ ДОЗЫ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ МЕСТНОСТИ В ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ СЛЕДА РАДИОАКТИВНОГО ОБЛАКА 2015
  • Садовников Роман Николаевич
  • Кожевников Дмитрий Андреевич
  • Румянцев Сергей Олегович
  • Кулагин Иван Юрьевич
  • Федосеев Василий Михайлович
  • Лукоянов Дмитрий Иванович
RU2604695C1
Способ измерения интенсивности ионизирующего излучения с помощью дозиметрического прибора на газоразрядном счетчике Гейгера-Мюллера 2020
  • Глухов Юрий Александрович
  • Садовников Роман Николаевич
  • Кулагин Иван Юрьевич
  • Кожевников Дмитрий Андреевич
  • Наумов Виталий Валерьевич
RU2747459C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ РАБОЧИХ ТЕМПЕРАТУР 2013
  • Федосеев Василий Михайлович
  • Садовников Роман Николаевич
  • Глухов Юрий Александрович
  • Липовский Дмитрий Дмитриевич
  • Лукоянов Дмитрий Иванович
RU2557329C2
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ МОДУЛЬНЫЙ ДОЗИМЕТР 2015
  • Семененко Андрей Николаевич
  • Малоземов Сергей Николаевич
  • Чалов Вячеслав Павлович
RU2593820C1
Способ автоматического определения местоположения точечного источника гамма-излучения на местности 2016
  • Кулагин Иван Юрьевич
  • Глухов Юрий Александрович
  • Садовников Роман Николаевич
  • Васильев Алексей Вениаминович
  • Быков Алексей Владимирович
  • Кожевников Дмитрий Андреевич
  • Егоров Юрий Дмитриевич
RU2620451C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ УРОВНЕЙ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Глухов Юрий Александрович
  • Садовников Роман Николаевич
  • Федосеев Василий Михайлович
  • Васильев Алексей Вениаминович
  • Румянцев Сергей Олегович
RU2581391C2
Способ определения местоположения точечного источника гамма-излучения на местности 2019
  • Иноземцев Валерий Александрович
  • Кулагин Иван Юрьевич
  • Садовников Роман Николаевич
  • Абаева Ксения Сергеевна
  • Васильев Алексей Вениаминович
  • Лукоянов Дмитрий Иванович
  • Быков Алексей Владимирович
  • Румянцев Сергей Олегович
  • Кожевников Дмитрий Андреевич
RU2698496C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 449 315 C2

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ ВОЙСКОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к метрологическому обеспечению войсковой дозиметрической аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что способ электрической поверки войсковых измерителей мощности дозы гамма-излучения, в которых в качестве детектора используется счетчик Гейгера-Мюллера, состоит в моделировании полей гамма-излучения, определении погрешности в контрольных точках, корректировке чувствительности в тех точках диапазона измерения, где погрешность превышает допустимые пределы, при этом разброс чувствительности работоспособного газоразрядного счетчика считается много меньшим допускаемой основной погрешности прибора и моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующих излучений, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора. Технический результат - исключение облучения обслуживающего персонала и повышение производительности работ. 4 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 449 315 C2

Способ электрической поверки измерителей мощности дозы гамма-излучения, в которых в качестве детектора используется счетчик Гейгера-Мюллера, состоящий в моделировании полей гамма-излучения, определении погрешности в контрольных точках, корректировке чувствительности в тех точках диапазона измерения, где погрешность превышает допустимые пределы, отличающийся тем, что разброс чувствительности работоспособного газоразрядного счетчика считается много меньшим допускаемой погрешности прибора, и моделирование полей гамма-излучения осуществляется не с помощью источников ионизирующих излучений, а подачей электрических сигналов определенной частоты на измерительный тракт схемы поверяемого прибора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2449315C2

СПОСОБ ПОВЕРКИ ДОЗИМЕТРА ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ 2006
  • Прокофьев Олег Николаевич
RU2313804C1
СПОСОБ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ И ПРЯМОПОКАЗЫВАЮЩИХ ДОЗИМЕТРОВ 1983
  • Браерский Б.Г.
  • Жежель Ж.И.
  • Иваненко П.П.
  • Левицкий Д.С.
  • Мухин Г.И.
  • Никифоров Л.Л.
  • Рожавский В.Г.
  • Тарасенко Ю.Н.
SU1098403A1
JP 2006017505 A, 19.01.2006
US 5767520 A, 16.06.1998.

RU 2 449 315 C2

Авторы

Лукоянов Дмитрий Иванович

Васильев Алексей Вениаминович

Федосеев Василий Михайлович

Глухов Юрий Александрович

Шанешкин Владимир Анатольевич

Садовников Роман Николаевич

Даты

2012-04-27Публикация

2009-02-05Подача